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1、13章 带传动和链传动机器：动力机传动装置工作机电传动液、气传动机械传动摩擦传动： (力闭合)啮合传动： (形闭合)齿轮传动、链传动 、蜗杆传动等带传动一、组成及工作原理123n2n1两个或多个带轮间用带作为挠性拉曳零件的传动。带张紧在两轮上，主动轮转Ff带运动Ff从动轮转动：摩擦传动13-1 传动带的类型根据截面形状分胶帆布平带、编织带、高速带。整卷出售、接头无接头1）平带结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。二、分类普通V带宽V 带应用最广的带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。V带窄V带兼有平带和V带的优点，工作接触面数多，摩擦力大，柔韧性好，
2、用于结构紧凑而传递功率较大的场合。解决多根V带长短不一而受力不均。多楔带汽车发动机啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、i 准确，在汽车、打印机中广泛应用。同步带机器人关节三、传动形式开口传动：两轴平行，1、2同向。交叉传动：两轴平行，1、2反向。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。4、特点1）带有弹性 弹性滑动，i不准确。2）靠摩擦传动过载打滑，保护损坏其他零件；磨损大、低、寿命，压轴力大。缓冲吸振、传动平稳、无噪音；3）中间挠性件适于远距离传动；结构尺寸大。4）结构简单，制造安装方便，成本低。5、应用传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。不可用于易燃、易爆场合外。v= 525m/s
3、i 平5， i v7多级传动中，带布置在高速级。为什么？六、几何尺寸1、包角 ：带和带轮接触弧所对的圆心角。 小带轮上的包角为：2、带的基准长度Ld3、中心距：式中： d1，d2 分别为小带轮和大带轮的基准直径。七、带的张紧由于带传动的材料不是完全的弹性体，带在工作一段时间后会发 生塑性伸长而松弛，使张紧力降低。为保持持久的承载能力，带传 动需要张紧装置。常用的控制和调整张紧力的方法是调节中心距张紧和设置张紧轮 张紧 带的张紧13-2 带传动的工作原理和工作能力分析带传动的力分析 预紧力：F0 紧边拉力：F1 松边拉力：F2在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有一极限值，当带和带轮之间的
4、有效拉力超过接触弧上极限摩擦力的总和时，带和带轮间将发生显著的滑动，这种现象称为打滑。有效拉力F(N)、带速（m/s）和传递功率P(kW)之间的关系为：即：带传动的有效圆周力等于带与带轮的摩擦力，即紧边与松边的拉力差。F=F1-F2故在摩擦临界状态下，松边与紧边拉力的关系为：式中：f 为带与轮面间的摩擦系数；为带轮的包角，rad；此时，有效拉力取得极限值：F0、 f 、1 FmaxPmax PF PmaxFmax=f（F0、f、1）带工作时，受到三种应力。13-3 带传动的应力分析2、离心应力cq单位带长质量带密度1、拉应力1=F1/A（紧边拉力）2=F2/A（松边拉力）123、弯曲应力当带型
5、号，材料一定时，当i1时，d1b2小带轮直径不能太小 带内最大应力： 紧边开始绕上小带轮处结论：1、带内最大应力发生在：紧边开始绕上小带轮处；3、b占比例最大，D b 每种带选择DDmin。2、带在变应力状态下工作 防疲劳失效： ； 机理：带为弹性体主动轮： b 点:开始接触，拉力F1，V带b=V轮1。：拉力F1F2，弹性变形，轮1：bc带：bc即带在带轮上发生了相对滑动滑动角静角 使得：V带v带v轮2。量关系滑动率表示：传动比或4）后果：a 、 v轮21616载荷变动 很小液体搅拌机、鼓风机、通风机（ 7.5kW）、离心式水泵和压缩机 、轻负荷输送机1.01.11.21.11.21.3载荷变
6、动 小带式运输机、通风机（1时：1 2，打滑从小带轮开始，限制1不能太小。结论：1）11203）采用张紧装置。2）水平或近似水平布置：松边在上。4、采用新型带传动大楔角V带、多楔带、同步带等。5、采用高强度材料6、尽量在最佳速度下工作极限速度：P=0，F1全部用来克服Fc 。最佳速度：13-6 带轮的结构形式13-7 同步带传动简介同步带传动属于啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上的齿和齿槽的啮合来传递 运动和动力，所需张紧力小；轴和轴承上所受的载荷小；带和带轮间没有滑动， 传动比准确且传动比大；带的厚度薄，质量轻，允许高的线速度，传动效率高。 制造和安装精度要求较高，成本高。一、链传动工作原理与
7、特点 1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动13-8链传动2、组成：主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和 张紧装置等。3、特点：优点：平均速比im准确，无滑动 结构紧凑，轴上压 力Q小 传动效率高=98% 承载能力高P=100KW 可传递远距离传动amax=8mm 成本低。缺点：瞬时传动比不恒定I 传动不平稳 传动时有 噪音、冲击 对安装精度要求较高。13-9链传动的主要类型 按工作特性分：起重链，牵引链，传动链 传动链接形式分：套筒链；滚子链；齿形链；成型链 4、应用：适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机 械、石油机械、采矿、起重、金属切削
8、机床、摩托车、自行车等 。中低速传动：传动比8，P100KW，V12-15m/s，无声链最 大线速度可达40m/s（不适于在冲击与急促反向等情况） 一、链条起重链运输链传动链1、链轮齿形二、链轮滚子链链轮齿形已标准化齿形已标准化，设计时主要确定结构及尺寸。常用“三圆弧一直线三圆弧一直线”。“齿形按3RGB1244-85规定制造”分度圆直径：3、链轮的结构型式 4、链轮的材料要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击轮辐式轮辐式（轮毂处采用了胀紧联结 ）一、链的运动分析当链轮转速为n1、n2时 链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。这就造成链运动速度的不均匀,作有规律的周期性的波动。 13-1
9、0链传动的运动分析和受力分析实际上： 1 1=const=const时，时， 2 2、v v是变化的。是变化的。假设：紧边在传动时总是处于水平位置。 水平分速度,即链速链速,使链条前进,传递功率。传递功率。 垂直分速度,使链条上下移动,消耗功率。消耗功率。主动轮：在某一时刻，销轴的圆周速度为 。由：可见时， 链节距对应的中心角，两个特殊位置：时：时：如图： 、均作周期性变化每转一个链节转一个链节为周期 “忽快忽慢忽快忽慢” “忽上忽下忽上忽下”不平稳不平稳、有规律振动。 运动不均匀性从动轮从动轮： v、变化 2变化由 后果后果：1、i瞬时变化；2、链速不均匀。紧边长度为链紧边长度为链 节距的整
10、数倍节距的整数倍i瞬时=1z z1 1=z=z2 2使使i i瞬时瞬时=const=const的条件：的条件：二、链传动的动载荷主要原因有四点：1、由于v、2周期性变化附加动载荷链的加速度：时：pz1a动载荷可见：n1 12、链条的垂直分速度周期性变化（大小、方向）链条横向振动。3、链条进入链轮瞬间，产生冲击附加动载荷。可见： qpn Ek为Ekpp，n nn nlimlim。4、由于链张紧不好、链条松弛在起动、制动、载荷变化等情况下惯性冲击常数冲击动能： 链传动的运动不均匀性运动不均匀性和动载荷动载荷是链传动的固有特性。固有特性。降低动载荷的措施：(1)n1nlim;(2)链传动尽量放在低速
11、级； (3)选用小p，多 z 的链传动。思考：链传动为什么布置在低速级?带 传动应布置在多级传动的高速级还是低 速级？为什么？*链的节距越大，多边形效应越严重*链轮转速越高，多边形效应越严重三、 链传动的受力分析松边拉力：垂度拉力紧边拉力：离心力：圆周力：轴上的载荷：水平传动： ky=7（允许挠度为0.02） 倾斜传动: ky=6 （300）ky=4 （600） ky=2.5 （700） 垂直传动： ky=1注意：1）链传动紧边布置与带传动相反。2）张紧力：带传动张紧力决定传动工作能力；链传动张紧力不决定工作能力，防止脱链、跳齿3）因张紧力小，压轴力比带传动小。控制松边垂度 而是1 1、传动比
12、、传动比i i a一定时，i 同时啮合齿数少 磨损 跳齿，通常：1120，i = 23.52 2、链轮齿数、链轮齿数1）不宜过少z运动不均匀性、运动不均匀性、动载荷动载荷垂直分速度，功率消耗功率消耗z，同时啮合齿数，磨损磨损z，链节间相对转角，功率消耗 限制zmin13-11链传动主要设计参数的选择2）不宜过多z z1 1zz2 2d+dd+d跳齿、脱链跳齿、脱链寿命寿命磨损磨损由于：磨损后：pp+p即：当p相同时：z d 链节外移(爬齿) 脱链可能性 zmax = 1203 3、链速、链轮极限转速、链速、链轮极限转速v v 动载荷动载荷 v12m/snopt Pmax，nlim 右侧竖线（图
13、13-33）。 3）均匀磨损Lp为偶数 链轮齿数齿数应采用与Lp互质的奇数。奇数。 4 4、链节距、链节距p pp链传动尺寸 承载能力运动不均匀性、动载、振动噪音 尽量采用小节距链条。尽量采用小节距链条。5 5、中心距和链长、中心距和链长v一定：a Lp 屈伸次数 磨损磨损d一定：a1 同时啮合齿数 磨损磨损a 松边上下颤动，传动不平稳。传动不平稳。 a =（3050）p amax = 80p重载、a小、i大：小节距、多排链；v小、a大、i小：大节距、单排链；选择方法：，由P P0 0、n n1 1查图13.33型号 p。一般a13-12 滚子链传动的设计计算一、链链传动的主要失效形式1、链条
14、元件的疲劳破坏疲劳破坏 （ 交变应力下工作）2、铰链铰链磨损铰链磨损p 脱链3、胶合胶合：销轴与套筒（高速或润滑不良）4、冲击破坏冲击破坏：起动、制动、反转6、链轮轮齿磨损5、静力拉断静力拉断：下，过载拉断链轮寿命为链条的两倍极限功率曲线二、功率曲线特定条件：z1=19、Lp=100、Lh=1500h,单排,水平,实际使用：修正修正设计时，由上式求P0由P P0 0、n n1 1在图13.33中链型号链型号当时，低速传动：vF1过载拉断安全系数校核：额额定功率P0Q：单排链的极限拉伸载荷，见P212表13-9滚子链传动额定功率曲线KA工作情况系数见书P220Km多排链系数，表13-12一、链传动的合理布置1）两轮的回转平面应在同一垂直平面内2）两链轮的中心线最好是水平，并使松边在下13-13链传动的润滑和布置正确错误错误正确错误错误正确错误错误二、张紧方式：张紧目的：不决定工作能力不决定工作能力，决定垂度大小。垂度大小。方法：调整中心距；加张紧轮：靠近主动链轮的松边上。三、润滑采用图推荐润滑方式P220:13-34飞溅润滑飞溅润滑人工定期润滑人工定期润滑滴油润滑滴油润滑油浴润滑油浴润滑压力喷油润滑压力喷油润滑
