带传动和链传动(小斌资源)

《带传动和链传动(小斌资源)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带传动和链传动(小斌资源)（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、带传动和链传动都是通过中间挠性件(带或链)传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。带传动与齿轮传动相比，具有结构简单，成本低廉等优点。 因此，带传动和链传动也是常用的传动。,第十三章 带传动和链传动,第十三章 带传动和链传动,第十三章 带传动和链传动,13-1 带传动的类型和应用,一、带传动的组成和传动原理 带传动的组成：主动轮1、从动轮2和环形带3。 运动特点：安装时带被张紧在带轮上(带受初拉力)，带与带轮接触面产生压力。当主动轮回转时，靠带与带轮接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和动力。,二、带传动的类型,开口传动：用于传递平行且回转方向相同的两轴间的运动和动力的

2、传动方式。 三、带传动的主要参数 小轮 / 大轮直径d1 / d2、 带长L、中心距a、包角 包角 带轮接触弧所对中心角 =2 (主较小, 用sin=(d2-d1 )/2a代入,故),或,带长L 以 和 代入得： 中心距a 带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离, (d2-d2)/(2a),三、带传动的张紧 带传动在安装时和工作一段时间后必须把带张紧。 带传动常用的张紧方法是： 调节中心距。 当传动水平或接近水平布置时，常用调节螺钉使装有带轮的电机沿滑轨移动(图a)。当传动垂直或接近垂直布置时，用螺杆及调节螺母使电机绕小轴2摆动。 采用具有张紧轮的装置(用于中心距不能调节时) 它靠悬重将张紧

3、轮2压在带上，以保持带的张紧(图c) 。,四、带传动的优缺点和应用 1、优点 适用于中心距较大的传动； 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动； 过载时带与带轮间的打滑能保护其他零件； 结构简单、成本低廉。 2、缺点 传动的外廓尺寸较大 需张紧装置 带的寿命较短 传动效率较低 传动比不固定(由于带的滑动) 3、应用 带传动常用于中小功率电机与工作机间的动力传递一般带速v=525m/s, 传动比i7, 传动效率=0.90.95,13-2 带传动的受力分析,静止时: F1= F2= F0 (因为: 有用于张紧的初拉力F0) 传动时: F1 F2 (由于带与轮面间摩擦力的作用) 紧边(绕进主动轮的一

4、边)拉力 : 由F0 F1 松边(绕出主动轮的一边)拉力 : 由F0 F2 设环形带的总长不变, 则紧边拉力的增加应等于松边拉力的减少量, 即: F1- F0 = F0- F2 F0 =(F1 +F1)/2 带传动的有效拉力(带传递的圆周力: 两边拉力之差): F = F1- F2 带传递的功率: p = Fv/1000 (kw),打滑: 若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时, 带与带轮发生显著相对滑动的现象。 经常打滑将使带磨损加剧、效率降低, 以致传动失效。 分析平带传动时带在即将打滑时F1与F2的关系。 取微弧段dl: 包角d , 两端拉力为F 和F+dF, 正压力dFN

5、 ，带与轮面间的极限摩擦力为f dFN ,不考虑带的离心力。则: dfN=Fsin(d/2)+(F+dF)sin(d/2) fdfN= (F+dF)cos(d/2)-Fcos(d/2) 将sin(d/2)d/2, cos(d/2)1代入, 并略去dF (d/2), 得：dF/F=fd 故： 即: ln(F1/F2)= f,故紧边和松边的拉力比为: F1/F2=e f (13-7) 联解F = F1- F2得(13-8) ： 讨论： 或f , 都可提高带传动所能传递的圆周力。 v带传动即将打滑时F1与F2关系 与平带传动的F0相等时，它们的法向力FN 则不同。 平带极限摩擦力： Nf =Qf v

6、带极限摩接力: Nf =Qf/sin(/2) =Qf , f f , 故在相同条件下，v带能传递较大的功率。或者说, 在构同功率下, v带传动的结构紧凑。,13-3 带的应力分析,带的应力：传动时，带中应力由以下三部分组成 由于拉力产生的拉应力 紧边拉应力 1=F1/A MPa 松边拉应 2=F2/A MPa 由于离心力产生的拉应力 当带统过带轮时，在微弧段dl上产生的离心力 dFNc=(rd)qv2/r= qv2d N 离心力在该微弧段两边引起拉力Fc 2Fc sin(d/2)= dFNc= qv2d 则： Fc= qv2 故离心应力：,A: 带的横截向积(mm2),弯曲应力(带绕过带轮时因

7、弯曲而产生) V带中的弯曲应力: b=2yE/d MPa 式中：y: 带中性层到最外层垂直距离mm E: 带的弹性模量MPa d: v带轮的基准直径mm 图示带的应力： 各截面应力的大小用 自该处引出的径向线(或 垂直线)的长短来表示。 由图可知：带工作过 程中经受变应力，最大 应力发生在紧边与小轮 的接触处。,带的应力循环总次数 根据疲劳曲线方程得： maxmN =C 式中: m、C与带的种类和材质有关 N应力循环总次数。 设带速为v(m/s)、带长为L(m)，每秒内带绕行整周的次数(绕转频率)为v/L, 带的寿命为T(h)，则应力循环总次数为： N=3600kTv/L 式中: k为带轮数，

8、一般k2，即带每绕转一整周完成两个应力循环。 P199例13-1 。,13-4 带传动的弹性滑动和传动比,一、带的弹性滑动 设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则： 紧边的单位伸长量： 1=F1/AE 松边的单位伸长量： 2=F2/AE 因此，带绕过两轮时将沿轮面滑动。 带绕过主动轮1时，逐渐缩短，v带 v2。 弹性滑动 由于材料的弹性变形而 产生的滑动。,由F1F2, 得: 12,弹性滑动与打滑比较 打滑是指由过载引起的全面滑动，是一种失效形式，应当避免；弹性滑动由拉力差引起，是不可避免的。 二、传动参数 圆周速度： v1=d1n1/(60100) m/s v2=d2n2/(60100)

9、m/s 滑动率 (由于弹性滑动引起从动轮圆周速度的降低率) =(v1 - v2) /v1 =(d1n1 - d2n2)/(d1n1) =1- (d2n2)/(d1n1)=1- d2/( d1i ) 带的传动比(由上式求得): i = n1/n2 = d2/(d1(1- ) 从动轮转速可表示为： n2 = n1d1(1- )/d2 V带传动的滑动率=0.010.03, 在一般计算中可不考虑,d1、d2: 主、从动轮直径 n1、n2: 主、从动轮转速,13-5 普通V带传动的计算,V带分为普通v带、窄v带、宽v带、大楔角v带、汽车v带等多种类型。其中普通v带应用最广。 一、v带的规格,节线：带受纵

10、向弯曲时，带长保持不变的一条周线。 节面：由全部节线构成的面。 节宽(bd)：带的节面宽度(带受纵向弯曲时宽度不变)。 普通V带: 楔角为40、相对高度(h/bd) 约为0.7的v带。 普通v带已标准化，按截面尺寸分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号(P201表13-1)。,基准直径d : V带轮上与所配用 V带的节面宽度bd相对 应的 带轮直径 (P209表13-8附图)。 基准长度Ld ：v带在规定的张 紧力下，位于带轮基准直 径上的周线长度。 v带的公称长度：内周长。 窄v带：楔角为40、相对高度(h/bd) 约为0.9的v带。 窄v带用合成纤维绳作抗拉体。与普通v带相比，当高度相同时

11、，其宽度约缩小1/3, 承载能力提高到1.5 2.5倍, 适用于传递动力大且传动紧凑的场合。,在载荷平稳、=、Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下，单根普通V带传递的功率见P203表13-3。 当实际工作条件与约定条件不同时，应修正P0值，修正后即得实际工作条件下单根普通v带所能传递的功率，称为许用功率P0 ： P0=(P0 +P0 )kkL 式中： k： 包角修正系数(P204 表13-5） kL ：长度系数(P202表13-2） P0: 功率增量(P204 表13-4）,三、带传动设计 设计带传动的原始数据一般是：传动用途、载荷性质、传递的功率、带轮的转速以及对传动外廓尺寸的要求

12、等。普通V带传动设计计算的主要任务是：选择合理的传动参数，确定V带的型号、长度和根数，确定带轮的材料、结构和尺寸。,1、普通v带的型号和根数的确定 设P为传动的额定功率(kw)，kA为工作情况系数，则计算功率为: PckA P 根据Pc 和n1，按图13 -15选带型。若临近两种型号交界线时, 可按两种型号同时计算, 并分析比较决定取舍。 v带根数按下式计算： z= = z应取整数。v 带根数不宜太多(使每根v带受力均匀)，通常z10。,2、主要参数的选择 带轮直径和带速 确定d1: 按带型和P206表13-7的带轮最小直径dmin确定d1, 应使d1dmin。若d1过小，则带的弯曲应力将过大

13、而导致带的寿命降低； d1过大，传动的外廓尺寸增大。 确定d2: 由下式求得d2 d2= d1(1-) 带速 v = 一般：v应在5 25 m/s的范围内。,中心距、带长和包角 先初步确定中心距a0，按下式选定： 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 按式(13-2) 初定的V带基准长废 L0=2a0+(d1+d2)/2+ (d2-d1)2/(4a0) 根据L0, 由P202表l 3-2选接近的基准长度Ld，再按下式近似计算所需中心距： a=a0+ (Ld L0)/2 为了调整和张紧V带, 可使a留在下列范围变动。 (a - 0.015 Ld) (a + 0.03 Ld),小轮包角 一般应

14、使1120，不满足条件时可加大中心距或增设张紧轮。 初拉力 保持适当的初拉力是带传动正常工作的首要条件。初拉力不足，会出现打滑；初拉力过大，将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。 单根普通v带合宜的初拉力可按下式计算：,P207例13-2,12-6 V带轮的结构,带轮材料：常用铸铁，有时也用钢或非金属材料(塑料、木材)。铸铁带轮(HT150、HT200)允许的最大圆周速度为25m/s。速度更高时，可采用铸钢或钢板冲压后焊接，塑料带轮的重量轻、摩擦系数大，常用于机床中。,带轮结构：直径较小时可采用实心式；中等直径带轮可采用腹板式(因1316b)；直径大于350 mm时可采用轮辐式。,普通v带两

15、侧面的夹角均为40，但在带轮上弯曲时，由于截面变形特使其夹角变小，为了使胶带仍能紧贴轮槽两侧将V带轮槽角规定为32、34、36 和38。,轮辐式,13-8 链传动的特点和应用,一、 链传动的特点 链传动靠链条(中间挠性件)和链轮轮齿的啮合来传递动力。 链传动的优点： 与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比。 需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失。 结构紧凑； 能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。 与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低；中心距较大时其传动结构简单。,链传动的主要缺点是：瞬时链速和瞬时传功比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。 二、链传动的应用 链传动广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。 通常，链传动的传动比i8；中心距a 56m, 传动功率P 100 kw；圆周速度v15m/s ；传动效率约为0.950.98。,13-9 链条和链轮,一、链条 作用：传递动力。 类型：按结构不同，可分为滚子链和齿形链两种。 滚子链的组成：,当链条啮入啮出时,内外链节作相对转动；同时滚子沿链轮轮齿滚动，以减少链条与轮齿的磨损。 内外链板均制成“8”字, 以减轻重量并保持链板各横截面等强度。,链条的材料：用碳素钢、合金钢，并经热处理，以提