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1、机械设计基础第5章 带传动 和 链传动0机械设计基础机械设计基础本章主要内容5.1带传动概述5.2带传动的工作情况分析5.3普通V带的传动设计计算5.4同步带传动简介5.5V带传动的张紧和维护5.6链传动概述5.7滚子链和链轮5.8滚子链传动的设计5.5链传动的布置、张紧和维护5.1带传动概述a）摩擦式b）啮合式图5.1带传动的组成带传动是机械传动系统中用以传递运动和动力的常用传动装置之一。带传动是由带和带轮组成的绕性传动。按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带传动靠带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力。啮合型带传动靠带齿与带轮齿之间的啮合实现传动。带传动的类型和应用带传动的
2、类型和应用带传动概述一、带传动特点传动带具有良好的弹性，能缓冲和吸振，传动平稳，噪声小；过载时，带和带轮面间发生打滑，可防止其他零件损坏；带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便；可用于中心距较大的两轴间的传动；带传动不能保证准确的传动比（一般i35），对轴和轴承的压力较大，传动的效率较低，带速一般为525m/s不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。按传动带的截面形状分按传动带的截面形状分（1）平带：平带：平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。（2）V V 带带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。二、带传动的类型及应用（4）圆形带：圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。（5）齿形带（同步带）
3、齿形带（同步带）：（6）齿孔带齿孔带：（3）多楔带：多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。按用途分按用途分（1）传动带传动带传递动力用（2）输送带输送带输送物品用。带传动的特点带传动的特点能吸收振动，缓和冲击能吸收振动，缓和冲击, ,传动平稳，噪音小；传动平稳，噪音小；过载时，带会在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过过载时，带会在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用；载保护作用；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；带与带轮之间存在一定的弹性滑动；带与带轮之间存在一定的弹性滑动；由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有
4、很大的压轴力；由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；带的寿命较短，需要经常更换；带的寿命较短，需要经常更换；不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。 带传动的应用带传动的应用 摩擦带传动适用于要求传动平稳、传动比要求不准确、中小功率的远距离传动。机械设计基础第5章 带传动 和 链传动95.1.2普通普通V带的结构和标准带的结构和标准V带由顶胶、抗拉体、底胶和包布四部分组成（图5.4）。图5.4V带的结构节宽bp(中性层)截面高度h相对高度h/bp基准直径dd基准长度Ld楔角为4
5、0、相对高度约为0.7的V带称为普通V带，现已经标准化。包括七个型号：Y，Z，A，B，C，D，E。带绕在带轮上时产生弯曲，外层受拉伸长，内层受压缩短，内外层之间必有一长度不变的中性层，其宽度b b p p称为节宽节宽。V带轮上与b b p p相应的带轮直径d d d d 称为基准直径基准直径。与带轮基准直径相应的带的周线长度称为基准长度基准长度，用L Ld d表示。两带轮轴线间的距离a称为中心距中心距。V带轮的材料和结构带轮的材料和结构5.1带传动概述V带轮的常用材料：铸铁（HT150、HT200）、铸钢、铝合金、塑料等。带轮轮缘用于安装V带轮的部分；轮毂带轮与轴相联接的部分；轮辐轮缘与轮毂相
6、联接的部分。根据带轮直径的大小，普通V带轮有实心轮，辐板式轮，孔板式轮、椭圆辐轮四种典型结构（教材图5.5）。5.2带传动的工作情况分析图5.6 带传动受力情况 带传动的受力分析初拉力紧边拉力松边拉力圆周力：F=F1F2传递功率：打滑：当V带即将打滑时，紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系：柔韧体摩擦的欧拉公式5.2带传动的工作情况分析 带传动的受力分析假设带工作时其总长不变，则：F1F0=F0F2，即：F1+F2=2F0则V带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力：和紧边拉力F1的关系： 5.2带传动的工作情况分析5.2.2 带传动的弹性滑动与传动比图5.7带传动的弹性滑动弹性滑动：滑动率：传
7、动比i： 一般带传动的滑动系数 ，因值很小，非精确计算时可以忽略不计。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动。 在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑打滑。随着紧松边拉力差的增大，带的弹性滑动区域扩展至带与带轮的整个接触面时，即发生打滑。打滑是由于过载引起的，是可以避免的。5.2带传动的工作情况分析 带传动的应力分析二、由离心力产生的拉应力三、弯曲应力一、
8、由拉力产生的拉应力紧边拉应力松边拉应力5.2带传动的工作情况分析带传动的应力分析带在工作时的应力分布如图5.11所示。图5.11带的应力分布防止疲劳破坏条件：5.3普通V带的传动设计计算5.3.1带传动的失效形式和设计准则带传动的失效形式和设计准则带传动的主要失效形式：带传动的主要失效形式：传动的设计准则：传动的设计准则：保证带在工作中不打滑满足一定的使用寿命带在带轮上打滑和疲劳破坏（脱层、撕裂或拉断）5.3普通V带的传动设计计算单根单根V带的基本额定功率带的基本额定功率将包角为180（i=1）、特定基准长度、载荷平稳时单根普通V带所能传递的额定功率P1称为单根V带的基本额定功率。实际工作条件
9、下，单根V带的额定功率P1带长修正系数单根V带的基本额定功率；功率增量包角修正系数5.3普通V带的传动设计计算5.3.3V带型号与根数的确定带型号与根数的确定V带的截面形状可由计算功率PC和小带轮转速n1查图5.12得到，其中：P传动的额定功率；工作情况系数；V带根数z（参见表5.8）：5.3普通V带的传动设计计算5.3.4主要参数的选择主要参数的选择一、带轮基准直径和带速小带轮的基准直径：大带轮的基准直径：带速（525m/s）：5.3普通V带的传动设计计算5.3.4主要参数的选择主要参数的选择二、中心距和带长图5.13带传动的几何关系5.3普通V带的传动设计计算主要参数的选择主要参数的选择三
10、、小轮包角（一般不低于120）四、初拉力5.3普通V带的传动设计计算5.3.5带传动作用在轴上的压力带传动作用在轴上的压力FQ图5.14带作用在轴上的压力5.3普通V带的传动设计计算带传动的设计任务及步骤带传动的设计任务及步骤设计任务：合理选择参数，确定带的截型、长度、根数及带轮材料、结构和尺寸。设计步骤（例5.1）：选择普通V带截型；确定带轮基准直径，并验算带速；确定带长和中心距；计算轴上压力等。验算小带轮包角；确定带的根数；5.4同步带传动简介同步带传动的特点和应用同步带传动的特点和应用无相对滑动，带长不变，传动比恒定；带的柔性好，可用直径较小的带轮，传动结构紧凑，能获得比较大的传动比；带
11、薄而轻，强力层强度高，适用于高速传动，速度可达40m/s；主要缺点是制造、安装精度要求较高，成本高。同步带的特点同步带的特点5.4同步带传动简介同步带的参数、型式、尺寸和标记同步带的参数、型式、尺寸和标记一、同步带的参数1）节距pb图5.16同步齿形带传动2）模数 5.4同步带传动简介同步带的参数、型式、尺寸和标记同步带的参数、型式、尺寸和标记二、同步带的型式、尺寸和标记5.4.3梯形齿同步带传动的设计梯形齿同步带传动的设计5.5V带传动的张紧和维护带传动的张紧带传动的张紧一、调整中心距a）b）c）图5.15调整中心距5.5V带传动的张紧和维护带传动的张紧带传动的张紧二、采用张紧轮装置a)b)
12、图5.20采用张紧轮5.5V带传动的张紧和维护带传动的安装与维护带传动的安装与维护图5.21V带轮的安装位置安装V带时，先将中心距缩小后将带套入，然后慢慢调整中心距，直至张紧；安装时，两带轮的轴线应平行，误差不得超过20，见图5.20；新旧不同的V带不能同时使用；带工作温度不应超过60C，工作时不得与腐蚀性物体接触；带传动应加防护罩。5.6链传动概述图5.22链传动的组成链传动由主动链轮1、从动链轮2和中间挠性件(链条)3组成，如图5.22所示。通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。5.7滚子链和链轮滚子链的结构和标准滚子链的结构和标准图5.24滚子链滚子链有单排/双排和多排。单排
13、滚子链的结构如图5.24所示，它由内链板1/外链板2套筒3/销轴4和滚子5组成。相邻两滚子轴线间的距离称为链节距，用p表示，链节距p是传动链的重要参数。区别排距Pt。图5.26滚子链接头形式5.7滚子链和链轮滚子链的结构和标准滚子链的结构和标准链条在使用时封闭为环形，当链节数为偶数时，可用开口销或弹簧卡固定销轴，如图5.26a、b所示；5.7滚子链和链轮滚子链链轮滚子链链轮轮子链链轮是链传动的主要零件。国家标准规定了滚子链链轮端面齿形，如图5.27所示。齿槽各部分的尺寸计算公式见表5.11。图5.27链轮端面齿形5.8滚子链传动的设计链传动的失效形式链传动的失效形式常见的失效形式：链板疲劳破坏
14、链条铰链的胶合过载拉断滚子和套筒的冲击破坏链条铰链磨损5.8滚子链传动的设计功率曲线图功率曲线图图5.25极限功率图1铰链磨损限定的极限功率曲线；2链板疲劳强度限定的极限功率曲线；3套筒和滚子的冲击疲劳强度限定的极限功率曲线；4铰链胶合限定的极限功率曲线；5实际使用的极限功率曲线一、极限功率曲线图5.8滚子链传动的设计功率曲线图功率曲线图二、功率曲线图（详见图5.30）滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算一、链传动的平均速度及传动1)平均速度2)链传动的平均传动比机械设计基础第5章 带传动 和 链传动395.8滚子链传动的设计滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算二、功率计算1)当v0.
15、6m/s时校核时：PP0KZKLKm/KA设计时：P0=KAP/（KZKLKm）2)当v0.6m/s时，按静强度校核S=Qm/(KAF)S5.8滚子链传动的设计滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算三、链传动主要参数的选择1)齿数z1/z2小链轮齿数z1不宜过小(一般应大于17)大链轮齿数z2=iz1，z2不宜过多，通常z21202)传动比i滚子链的传动比不宜大于7，一般推荐i=23.5。5.8滚子链传动的设计滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算四、中心距a和链节数L一般取中心距a0=(3050p)，推荐a0=40p，最大中心距amax=80p。链条总长为L=pLp，由Lp计算理论中心距
16、a：5.9链传动的布置、张紧和维护 链传动的布置链传动的布置图5.31链传动的布置5.9链传动的布置、张紧和维护 链传动的张紧链传动的张紧调整中心距采用张紧轮图5.32链传动的张紧5.9链传动的布置、张紧和维护 紧链传动的的润滑紧链传动的的润滑a）b)5.33链传动的润滑a)人工定期润滑b)滴油润滑图c)油浴润滑d)飞溅润滑e)压力喷油润滑感谢观看http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/http:/ http:/ http:/ http:/ http:/
