皮带传动.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,第,5,章 机械传动基础知识,第二,节 带传动,5-2-1,带传动的类型和应用,5-2-2,V,带轮的结构,5-3-3,同步带传动简介,5-1,带传动的类型和应用,组成,带传动是由固联于主动轴上的主动带轮,1,，固联于从动轴上的从动带轮,2,和张紧在两带轮上的封闭环形带,3,所,组成,(,图,13-1),。,当原动机驱动主动带轮回转时，由于带和带轮间的摩擦,(,或啮合,),，便拖动从动带轮一起回转，并传递一定的运动和动力。,带的类型,根据传动原理不同，带传动可分为,摩擦型,和,啮合型,两大类。,根据带的截面形状，可分为,平带传动,、,V,带传动,、,圆形带传动,、,多楔带传动,和,同步带传动,等。,图,13-2,带传动的主要类型,平带的横截面为扁平矩形，,其工作面是与轮面相接触的内表面,；,V,带的横截面为等腰梯形，,其工作面是与轮槽相接触的两侧面，而,V,带与轮槽槽底并不接触,。,由子轮槽的楔形效应，初拉力相同时，,V,带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，故具有较大的牵引能力。,多楔带以其扁平部分为基体，下面有几条等距纵向槽，其,工作面是楔的侧面,(,图,c,),。这种带兼有平带的弯曲应力小和,V,带的摩擦力大等优点，常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。圆带的牵引能力小，常用于仪器和家用器械中。,带传动多用于两轴平行，且回转方向相同的场合。这种传动亦称为,开口传动,。如图所示，,当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离,a,称为,中心距,。,带与带轮接触弧所对的中心角,称为,包角,。,包角是带传动的一个重要参数,。,根据图示几何关系，包角,和带长,L,可计算如下：,=2,a,1,180-(d,2,-d,1,)/a57.3,a,1,120,带长,已知带长时，由上式可得中心距,带张紧的原因,带传动须保持在一定的张紧力状态下工作，长期张紧会使带产生永久变形而松弛，导致张紧力减小，传动能力下降，因此带传动要控制和及时地调整张紧力,。,常用的控制和调整张紧力的方法,是：,调节中心距,。水平或接近水平的布置时用,调节螺钉,1,使装有带轮的电动机沿滑轨,2,移动,(,图,13-4a),。,垂直或接近垂直的布置时用,螺杆及调节螺母,1,使电动机绕小轴,2,摆动,(,图,b,),。,若,中心距不能调节时,，可采用具有,张紧轮,的传动,(,图,c),它靠重锤,1,将张紧轮,2,压在带上，以保持带的张紧。,带传动的优点：,适用于中心距较大的；传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是,V,带没有接头，传动较平稳，噪声小；过载时带在带轮上打滑，可以防止其它器件损坏；结构简单，制造和维护方便，成本低,。,带传动的缺点,：,传动的外廓尺寸较大；由于需要张紧，使轴上受力较大；工作中有弹性滑动，不能准确地保持主动轴和从动轴的转速比关系；带的寿命短；传动效率降低；带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。,(5),作用在轴上的压力 如图,13-11,所示，静止时轴上压力为,6-2-1,普通,V,带传动的计算,带传动的,主要失效形式,是,打滑,和,疲劳破坏,，因此带传动的,设计准则,应为：,在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和使用寿命,。,V,带有普通,V,带、窄,V,带、宽,V,带、大楔角,V,带、联组,V,带、齿形,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,V,带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成，见图,13-13,抗拉体是承受负载拉力的主体，其上下的顶胶和底胶分别承受弯曲时的拉伸和压缩，外壳用橡胶帆布包围成型。抗拉体由帘布或线绳组成，绳芯结构柔软易弯有利于提高寿命。抗拉体的材料可采用化学纤维或棉织物，前者的承载能力较高。,如图所示，,当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线,称为,节线,；,由全部节线构成的面,称为,节面,。,带的节面宽度,称为,节宽,(,b,d,),，,当带受纵向弯曲时，节宽保持不变。,楔角,为,40,、相对高度,(h/b,d,),约为,0.7,的,V,带,称为,普通,V,带,。,普通,V,带已标准化,，,按其截型大小分为,Y,、,Z,、,A,、,B,、,C,、,D,、,E,七种，见表,6-1,，它们,都被制造成无接头的环形带,。,在,V,带轮上，与所配用,V,带的节宽,b,d,相对应的带轮直径,称为,基准直径,d,。,V,带轮的最小基准直径,d,min,及基准直径系列见表,6-7,。,V,带在规定张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度,(,沿中性层量得的长度,),称为,基准长度,L,d,。,V,带的公称长度以基准长度,L,d,表示,。,普通,V,带基准长度系列,L,d,及带长修正系数,K,L,见,表,6-3,。,楔角,为,40,、相对高度,(h/b,d,),约为,0.9,的,V,带,称为,窄,V,带,。窄,V,带是用合成纤维绳作抗拉体的新型,V,带。与普通,V,带相比，当高度相同时，窄,V,带的宽度约缩小,1/3,，而承载能力可提高到,l.52.5,倍，适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。,二、单根普通,V,带的许用功率,带在带轮上打滑或带发生疲劳损坏,(,脱层、撕裂或拉断,),时，就不能传递动力。因此,带传动的设计依据,是,保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命,。,在载荷平稳、包角,1,=180,、带长,L,d,为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构的条件下，,单根,V,带的基本额定功率,，见,表,6-8,。,实际工作条件与上述特定条件不同时，应对,P,0,值加以修正,。,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,P,0,P,0,=(,P,0,+,P,0,),K,K,L,式中：,P,0,功率增量，考虑传动比,i,1,时，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同条件下，可增大传递的功率。,K,包角修正系数，考虑,1,180,时对传动能力的影响,，见表,6-2,。,K,L,带长修正系数，考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响,，见,表,6-3,。,三、普通,V,带的型号和根数的确定,设,P,为传动的额定功率,(kW),，,K,A,为工作情况系数，见,表,6-6,，则计算功率为,P,c,=K,A,P,根据计算功率,P,c,和小带轮转速,n,1,，按,图,6-9,的推荐选择普通,V,带的型号。若临近两种型号的交界线时，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,应取整数。为了使每根,V,带受力均匀，,V,带根数不宜太多，通常,z,10,。,四、主要参数的选择,带轮直径和带速,小轮的基准直径,d,l,应大于或等于,表,6-7,所示的,d,min,。著,d,l,过小，则带的弯曲应力将过大而导致带的寿命降低；反之，虽能延长带的寿命，但带传动的外廓尺寸却随之增大。,大轮的基准直径,d,1,、,d,2,应符合带轮基准直径尺寸系列，见表,7-7,。,带速,带速不宜过小，也不宜过大，一般应使,v,在,525 m/s,的范围内，最适宜的速度为,1020 m/s,。,由,P=Fv,可知传递同样的功率,P,时，若带速太低,(,如,v,F,f,时带就要打滑。若带速太高，又会因离心力太大而降低带与带轮间的正压力，从而降低摩擦力和传动的工作能力。此外，随着离心力的增大，离心拉应力也增大，使带的疲劳强度有所降低。所以带速,v,要适宜。,中心距、带长和包角,如果中心距未限定，可根据传动的结构需要初步确定中心距,a,0,一般取,0.7(,d,1,d,2,),a,0,2(,d,1,d,2,),选取,a,0,后，初步计算所需带的基准长度,L,0,根据初定的,L,0,在,表,6-3,中选取相近的,V,带的基准长度,L,d,。再根据,L,d,确定带的实际中心距,a,。,由于,V,带传动中心距一般是可以调整的，故可采用下列公式作近似计算,考虑安装调整和补偿张紧力的需要，中心距变动范围为：,(,a,0.015,L,d,)(,a,0.03,L,d,),小轮包角计算,一般应使,1,120,，否则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：,带轮常用铸铁制造，有时也采用钢或非金属材料,(,塑料、木材,),。铸铁带轮,(HT150,、,HT200),允许的最大圆周速度为,25 m/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。,带轮直径较小时可采用实心式,(,图,13-16a,),；中等直径的带轮可采用腹板式,(,图,13-16b),；直径大于,350 mm,时可采用轮辐式,(,图,13-17,),。图中列有经验公式可供带轮结构设计时参考。各种型号,V,带轮的轮缘宽,B,、轮毂孔径,d,s,和轮毂长,L,的尺寸，可查阅,GB10412,89,。,普通,V,带轮轮缘的截面图及其各部尺寸见表,6-1,。,6-2-2 V,带轮的结构,普通,V,带两侧面的夹角均为,40,，但在带轮上弯曲时，由于截面变形将使其夹角变小。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,。,皮带在带轮中的安装位置,平齐（合适）突出（不当）凹陷（不当）,6-2-3,同步带传动简介,同步带是以钢丝为抗拉体，外面包覆聚氨脂或橡胶而组成。它是横截面为矩形、带面具有等距横向齿的环形传动带,(,图,13-18),。,带轮轮面也制成相应的齿形，工作时靠带齿与轮齿啮合传动,。,由于带与带轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步,，故称为,同步带传动,。,它具有如下,优点,：,传动比恒定；结构紧凑；效率较高，约为,0.98,；由于带薄而轻、抗拉体强度高，故带速可达,40m/s,，传动比可达,10,，传递功率可达,200 kW,；,因而应用日益广泛。,它的,缺点,是：,带及带轮价格较高对制造、安装要求高,。,当带在纵截面内弯曲时，在带中保持原长度不变的任意一条周线,称为,节线,，,节线长度为同步带的公称长度,。,在规定的张紧力下，带的纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离,称为,带节距,p,b,，它是同步带的一个主要参数。,链传动,是,由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成,，,以链作中间挠性件，靠链与链轮轮齿的啮合来传递动力,。,链传动的特点,优点,：,与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；,6-2,链传动的特点和应用,需要的张紧力小，作用在轴上的压力也小，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：,瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声,。,通常，链传动的传动比,i,8,；中心距,a56 m,；传递功率,P,100 kW,；圆周速度,v,15 m/s,；传动效率约为,0.950.98,。,一、链条,传递动力用的链条，按结构的不同主要有滚子链和齿形链两种。,滚子链,是由,内链板,1,、外链板,2,、销轴,3,、套筒,4,和,滚子,5,所组成，也称为套筒滚子链。,其中内链板紧压在套筒两端，销轴与外链板铆牢，分别称为内、外链节。这样,内外链节就构成一个铰链,。,滚子与套筒、套筒与销轴均为间隙配合,。,6-2,1,链 条 和 链 轮,当链条啮入和啮出时，内外链节作相对转动；同时，滚子沿链轮轮齿滚动，可减少链条与轮齿的磨损。内外链板均制成“,8”,字形，以减轻重量并保持链板各横截面的强度大致相等。,链条的各零件由碳素钢或合金钢制成，并经热处理，以提高其强度和耐磨性。,滚子链上相邻两滚子中心的距离,称为链的,节距,，以,p,表示，,它是链条的主要参数,。,节距越大，链条各零件的尺寸越大，所能传递的功率也越大,。,滚子链可制成单排链和多排链，如双排链,(,图中,p,t,为排距,),或三排链等。,滚子链已标准化，分为,A,、,B,两种系列，常用的是,A,系列,。,表,6-8,列出几种,A,系列滚子链的主要参数。,链条长度以链节数来表示。链节数最好取为偶数,，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用开口销或弹簧夹锁紧。,若链节数为奇数时，则需采用过渡链节。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。,齿形链是由许多齿形链板用铰链联接而成。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，图所示为棱柱式滚动副，链板的成形孔内装入棱柱，两组链板转动时，两棱柱相互滚动，可减少摩擦和磨损。,与滚子链相比，,齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重所以它的应用没有滚子链那样广泛。,二、链轮,链轮是链传动的主要零件,，,链轮齿形已标准化,。链轮设计主要是确定其结构及尺寸、选择材料和热处理方法。,国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径,r,e,、齿沟圆弧半径,r,i,和齿沟角,的最大和最小值。,各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性,。但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述要求的端面齿形曲线有多种，最常用的是“三圆弧一直线”齿形。,如选用三圆弧一直线齿形，则,链轮轴面齿形两侧呈圆弧状，以便于链节进入和退出啮合。,链轮上被链条节距等分的圆,称为,分度圆,直径用,d,表示。若已知节距,p,和齿数,z,时，链轮主要尺寸计算式为,链轮齿形用标准刀具加工时，在链轮工作图上不需要画出端面齿形，只需注明链轮的基本参数和主要尺寸，并注明“齿形按,3R GB/T1244-85,规定制造”即可。,但须给出链轮轴面齿形，以便车削链轮毛坯。,链轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，故齿面多经热处理。小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用材料一般优于大链轮。常用的链轮材料有碳素钢（如,Q235,、,Q275,、,45,、,ZG310-570,等）、灰铸铁（如,HT200,）等。重要的链轮可采用合金钢。,链轮的结构所示。,小直径链轮可制成实心式；,中等直径的链轮可制成孔板式；,直径较大的链轮可设计成组合式，若轮齿因磨损而失效，可更换齿圈。,链轮轮毂部分的尺寸可参考带轮。,一、链传动的润滑,链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命。,链传动的润滑方式有四种：,1,）人工定期用油壶或油刷给油；,2,）用油杯通过油管向松边内外链板间隙处滴油（图,13-35a,）；,3,）油浴润滑（图,b,）或用甩油盘将油甩起，以进行飞溅润滑（图,c,）；,4,）用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用（图,d,）。如图所示，封闭于壳体内的链传动，可以防尘、减轻噪声及保护人身安全。,6-2,2,链传动的润滑和布置,润滑油可选用,L-AN32,、,L-AN46,、,L-AN68,全损耗系统用油，环境温度高或载荷大时宜取粘度高者；反之粘度宜低。,二、链传动的布置,链传动的两轴应平行，两链轮应位于同一平面内；一般宜采用水平或接近水平的布置，并使松边在下边，参看表,13-14,。,