带传动与链传动2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 带传动与链传动,目的要求,：,了解带传动的组成、工作原理，传动特点，分类和使用，能正确选用带轮材料、结构型式及三角带标准；掌握,V,带设计准则、选用设计方法。,重点难点：,正确选型；带传动的设计。,8-1带传动的类型和应用,一,、组成和工作原理：,1.,组成,:主动带轮、从动带轮、传动带-张紧,2.,原理,:,带传动靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，因此，带与带轮的摩擦面间必须有足够的张紧力。,二、带传动特点：,1.可适于大中心距传动；,2.弹性好（缓冲吸振、传动平稳）；,3.过载打滑；,4.结构简单、制造、安装、维护方便；,5.对轴压力大，带寿命短，传动比不准确。,在多级传动系统中，通常将它置于高速级（直接与原动机相联），这样可起过载保护作用，同时可减小其结构尺寸和重量。,三、,适用,传动平稳、传动比不要求准确，中,小,功率、,大中心,距,，,一般:,四、,带传动的类型及应用,带传动按工作原理不同，,可,分为摩擦带传动和啮合带传动。摩擦带按带的截面形状，又可分为平带、,V,带、圆带和多楔带等。啮合带为同步带，本章主要介绍摩擦带传动。,1、平带：矩形截面，结构简单，带轮容易制造。,2、V,带：截面为梯形，工作面为两侧面，只用于开口传动，,由于,V,带是两侧面工作，所以与平带相比，在同样的张紧力下，带与带轮间能产生较大的正压力及摩擦力，所以，,V,带传动具有较大的传动能力。,3、,特殊截面带,(同步带、,多楔带、圆带,等）,五、,V,带结构及标准,1.,结构,包布,顶胶（伸张层）,抗拉体（,a.,绳芯结构；,b.,帘布芯结构）,底胶（压缩层）,2.分类,普通,V,带、窄,V,带、宽,V,带、大楔角,V,带,3.各部分名称：,（1）内周长度：,Li-,公称长度。,(2)中性层：弯曲时长度和宽度不变。,其宽度,b,p,-,节宽.,(3)普通,V,带：截面高度,h,和,b,p,之比约为0.7，楔角40,0,4.标准件，,型号,：,Y，Z，A，B，C，D，E,5.基准长度,L,d,（,用于几何计算）,(1)基准直径(,d,d,)：,带轮上和,b,p,相对应的带轮直径；,(2),基准长度(,L,d,),：,中性层所在长度,6.普通,V,带的标记：（印在带的外表面）,截形 基准长度标准编号,例：,B 1000 GB1171-89,7、,带传动的几何参数：,一、带传动的张紧,1.调整中心距,1,2,2.,张紧轮装置,二、带传动的维护与安装,1.型号与长度。型号与带轮轮槽尺寸相符，新旧,V,带不可同时使用。,2.两带轮轴线平行。对应轮槽的中心线重合。,3.按规定的张紧力张紧.,4.多根,V,带采用,配组带,。,5.应加防护罩。,6.工作温度 。,7.拆装。,8-2 带传动工作情况分析,一、带传动的受力与打滑,1.初拉力:,2.紧边：带绕入主动轮的一边，(增大),3.松边：带绕入从动轮的一边，(减小),-带传动的圆周力或有效拉力。,带所传递的功率：,4.打滑 (带将沿带轮表面全面滑动),一定的初拉力,F,0,条件:,后果：,加速带摩损；,从动轮转速急剧降低。,5.拉力的计算,(1)欧拉公式（,V,带即将打滑时):,(2)若忽略带的弹性变形，则,有:,-不打滑条件下所能传递的最大圆周力。,二、带的应力分析,工作时，带中应力由三部分组成：,1.拉应力,2.,离心拉应力,3.,弯曲应力,y:,中性层至带顶的距离,带中应力分布图,发生在紧边与小轮接触处,三、弹性滑动,(1)带是弹性的，受拉后伸长，并随拉力的变化而改变；,(2)在紧边绕过主动轮进入松边时:,(3)在松边绕过从动轮进入紧边时:,弹性滑动:,由于带的弹性变形而引起的带与带轮面间的,局部相对滑动,从而：,（4）速度降低率用滑动率 表示：,（5）,带的传动比,8-3 普通,V,带传动的设计计算,一、带传动的主要失效形式和设计准则,1.主要失效形式：,打滑；,疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断）。,2.设计准则：,工作中不打滑；,足够的疲劳强度和使用寿命。,二、单根,V,带的基本额定功率,1、,V,带的基本额定功率(,P,1,),定义：单根带在既不打滑又具有一定的疲劳强度时所能传递功率。,试验值：,包角 ，特定基准长度，,平稳载荷,2.实际工作中，单根,V,带的额定功率,P,功率增量(,kw,),；,包角修正系数,；,带长修正系数,三、,V,带传动的参数选择及设计步骤：,1.,V,带型号的选取,由设计功率 和小转速,n,1,，,查图,8-10。,K,A,工作情况系数,（表8-3）,2、带轮基准直径和带速,选,表8-4,取标准值,v-525m/s。,过大：离心大，应力循环加快，寿命降低；,过小：,P（,输入功率）一定时，,F,增大，增大。,3.中心距,a,和带长,中心距初选,带长,L,d,（,根据带传动的几何关系计算）,表8-1,实际中心距的确定,4.小轮包角,（,P123）,5.,V,带根数,Z,计算值过大，应改选型号，增大,P,6.初拉力的确定 经验公式(8-17),7、带传动对轴的压力,四、,V,带轮的材料与结构,1.材料：,V=25-30m/s,铸铁(,HT150，HT200)；,V30m/s,铸钢；,小功率传动铝合金、塑料。,2.带轮（轮缘、轮毂、轮幅组成）的结构,实心带轮(,s),小基准直径；,腹板带轮(,P),(,孔板带轮)中等基准直径；,椭圆轮副带轮。,3.带轮的标记,名称 槽型 槽数基准直径 带轮结构型式标准编号,带轮,A 3 100 S GB100,4.,结构尺寸计算,例8-1 一车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的,V,带传动。已知电动机功率为,P,=7.5kW，,转速,n,1,=1450r/min，,要求传动比,i,=2.1，,两班制工作；设计此带传动。,解：计算功率,P,c,因载荷变动较小、两班制工作和负荷起动，取,K,A,=1.2，,故,选择带型,根据,P,c,和,n,1,，,查图选取,B,型。,参数选择和设计计算,查表确定,d,d1,=125mm，,现按,d,d1,=125、140、160、180,分别计算，以分析小带轮直径的选取对设计结果的影响，计算结果见下表。,方案一,方案二,方案三,方案四,小带轮节圆直径/,mm,125,140,160,180,大带轮节圆直径/,mm,265,300,355,375,带速/,m/s,9.49,10.63,12.15,13.67,小带轮包角/(,o,),168.7,166.3,164.9,164,单根,V,带传递的功率/,kW,2.19,2.81,3.63,4.40,V,带根数,5(4.71),4(3.82),3(2.97),3(2.49),讨论：,由上述结果可知，在合理的带速范围内，,V,带的传递功率随带速增加而提高。为了充分发挥带的传动能力，在传动尺寸允许的条件下，可以选用较大直径的带轮。同时，这样做还可以减少,V,带根数，使传动的轴向尺寸减小。在本例中，若对传动尺寸的大小没有限制，则取小带轮直径,d,d1,=160,mm,。,例8-2 试设计一螺旋运输机的,V,带传动；已知电动机额定功率,P,=10kW，,转速,n,1,=960 r/min，,要求从动轮转速,n,2,=480 r/min，,两班制，要求结构较为紧凑。,解：计算功率,P,c,因载荷变动较小、两班制工作和负荷起动，查表,取,K,A,=1.2。,故,P,c,=,K,A,P,=1.2 10kW=12kW,选择带型,根据,P,c,和,n,1,，由图知其计算点在,B、C,型界线附近，现同时选取,B、C,两种型号的,V,带分别试算。,参数选择和设计计算,参照表考虑到,B,型带取,d,d1,=125mm、140mm,时，带的传动能力较差，,C,型带取,d,d1,=250mm、280mm,时又造成过大的传动尺寸，不满足结构紧凑的要求，故决定对,B,型带取,d,d1,=160mm、180mm，,对,C,型带取,d,d1,=200mm、224mm,共四种情况分别计算。,为满足结构紧凑的要求，对上列四种情况分别按下式初选中心距:,0.7,(,d,d1,+,d,d2,)a,0,2(,d,d1,+,d,d2,),计算结果见下表,带 型,小带轮直径,d,d1,/mm,计 算 项 目,B,C,160,180,200,224,大带轮直径,d,d2,/mm,带 速,v,/m/s,初定中心距,a,0,/mm,带的计算长度,L,/mm,实际中心距,a,/mm,小带轮包角,/,0,单根带传递的功率,P,0,/kW,功率增量,P,0,/kW,V,带的根数,315,8.04,500,1840,541,163.6,2.68,0.273,6（5.93）,355,9.05,550,2040,593,161.8,1.25,0.273,5（4.85）,400,10.1,650,2299,671,162.9,1.65,0.77,4（3.38）,450,11.3,700,2559,741,162.5,5.87,0.77,3（2.70）,讨论：,由计算结果可知，本例选,B,型或,C,型带均能满足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用,B,型带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可选用,C,型带。由此可知，带传动设计时，有时要选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径,d,d,进行计算，以从中选取较满意的结果。,8-10,链传动的特点,一、链传动的组成和工作原理,组成,主动链轮；,从动链轮；,链条（传动链）。,工作原理,依靠链节与链轮齿的啮合传递两平行轴间的运动和动力。,特点:,中心距范围大（,a,max,=8m,）；,传动效率较高，可达,0.98,平均传动比固定，瞬时传动比周期变化的；,张紧力小，对轴压力小，,F,（,1.2,1.3,）,F,；,耐高温，油污；,传动稳定性差，无过载保护作用，制造成本高。,4.适用范围：,二,、,分类,1.滚子链：广泛应用；,2.,齿形链,：运动平稳，用于高速传动。,三,、滚子链的结构与标准,1.,结构,:内链板,1,、套筒,2,、销轴,3,、外链板,4,、滚子,5,构成（图,8-18,）。,2.,接头,：,链节为偶数时（多用），链条的两端正好是外链板与内链板相联接（图,8-20a,，图,8-20b,）；,链节,为奇数，采用过渡链节过渡链节强度较差（图,8-20c,）。,3.,标准：滚子链已标准化-分,A、B,两个系列，,A,系列常用,（基本参数见表,8-9,）,4.主要参数,节距,P,：,链条相邻两滚子中心间的距离,节距,P，,滚子最大外径,d,rmax,，,排距,P,t,。,5.标记：链号-,排数,链节数 标准号,10,A-14100 GB1243.1-83,6.,材料：碳素钢、合金钢,四、链轮,1.材料：足够的耐磨性和强度,，,常用：碳钢、灰铸铁，（重要的）合金钢,2.结构,齿形:,轴向齿廓：两侧成圆弧形,端面齿廓,：两段圆弧,结构,：整体实心式（小直径）；,孔板式（中等直径）；,组合式（大直径）。（图,8-24,）,主要参数,分度圆：标准啮合时，链滚中心所在的圆；,齿,顶圆直径；,齿根圆直径。,8-12,链传动的主要参数及其选择,1,、链条速度,v,链条水平分速度-链速,v,=0 ,V,max,180/z,，,v,min,多边形效应,：,即使,1,恒定，链速,V,是周期变化的，引起从动轮的,2,变化。,周期变化，链条抖动。,可见：,链传动存在振动冲击、动载荷；链传动不宜用在高速级。,2,、传动比：,3,、链轮的齿数,zmin,9,，选用奇数,:(,表,8,10,小链轮齿数）,大链轮的齿数,z2=iz1,，,zmax,120,；,4,、链节距,p,：设计链传动时，应在满足传递功率的前提下，尽量选取较小的节距（按图,8-26,确定）；,5,、中心距,a,和链条长度,L,一、链长度的计算通常是根据已知条件，由规范中选择合适的链条和链轮尺寸，然后进行验算。,二、功率曲线图,1、链传动中，如果按照推荐的润滑方式进行润滑，速度不同时，失效形式不同；,2,、通过实验，得出每种失效形式的极限功率曲线,P,0,n,1,曲线,（图,8-26,）,P,0,-,链传动不失效所传递的功率。,特定实验条件,：两轮端面共面，小链轮,Z,1,=19,，,L,p,=100,节，单排链，平稳载荷，,推荐的润滑方式,，工作寿命15000,h。,当链传动的工作条件与上述条件不同时，应加以修正。,8-13,链传动的设计计算,1.中高速链传动（）,(1)主要失效形式：,链条疲劳破坏；,冲击疲劳破坏。,(2)设计步骤：,查,P,0,；,考虑实际工作条件与特定实验条件不同：,工作情况系数,(表,8-12),齿数修正系数 链长系数,多排链系数,2.低速链传动(),(1)主要失效形式：过载拉断,(2)强度校核:,（式,8-23,）,Q-,单排链的极限拉伸载荷；,F-,工作拉力,本章思考题：,8-2 8-3 8-6,8-11,