《帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)》PPT課件

2 n帶傳動(dòng)通常是由主動(dòng)輪1，從動(dòng)輪2和張緊在兩輪上的環(huán)形帶3所組成。由于張緊，靜止時(shí)帶已受到張緊力（初拉力）F0，在帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生壓力。當(dāng)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，利用帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 3 1 傳 動(dòng) 帶 具 有 撓 性 和 彈 性 ， 可 吸 收 振 動(dòng) 和 緩 和 沖 擊 ， 使 傳動(dòng) 平 穩(wěn) 噪 音 小 ；2 當(dāng) 過 載 時(shí) ,傳 動(dòng) 帶 與 帶 輪 之 間 可 發(fā) 生 相 對 滑 動(dòng) 而 不 損 傷 其它 零 件 ,起 過 載 保 護(hù) 作 用 ；3 適 合 于 主 、 從 動(dòng) 軸 間 中 心 距 較 大 的 傳 動(dòng) ；4 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 制 造 、 安 裝 和 維 護(hù) 都 較 方 便 ；5 傳 動(dòng) 比 不 穩(wěn) 定 、 效 率 較 低 ， 傳 動(dòng) 功 率 一 般 P50kW、 線 速度 v=525(40)m/s、 傳 動(dòng) 比 35(10)； 4 n按照帶的截面形狀不同，帶傳動(dòng)可分為：平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)等。平帶的橫截面為扁平矩形，其工作面是與輪面相接觸的內(nèi)表面；V帶的橫截面為等腰梯形，其工作面是與輪槽相接觸的兩側(cè)面。由于輪槽的棋形效應(yīng)，張緊力相同時(shí)，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，故具有較大的拉曳能力。多楔帶以其扁平部分為基體，其工作面是楔的側(cè)面。這種帶兼有平帶彎曲應(yīng)力小和V帶摩擦力大等優(yōu)點(diǎn)，常用于傳遞功率大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。圓帶牽引能力小，常用于低速小功率傳動(dòng)中，例如儀器和家用器中。 5 n帶傳動(dòng)常用的張緊方法是調(diào)節(jié)中心距。如用調(diào)節(jié)螺釘2使裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)沿滑軌1移動(dòng)（圖7-9a），或用螺桿及調(diào)節(jié)螺母2使電動(dòng)機(jī)繞小軸1擺動(dòng)（圖7-9b）。前者適用于水平或接近水平的布置，后者適用于垂直或接近垂直的布置。若中心距不能調(diào)節(jié)時(shí)，可采用具有張緊輪的傳動(dòng)（圖7-9C），它靠重砣2將張緊輪1壓在帶上，以保證帶的張緊。 6定期張緊裝置 7定期張緊裝置 8自動(dòng)張緊裝置 9用帶輪張緊 10 n帶傳動(dòng)的主要幾何參數(shù)：帶輪直徑D1和D2，中心距a，帶長度L，包角。各參數(shù)間的關(guān)系如圖7-12所示。其近似幾何關(guān)系為 11 n靜止時(shí)，帶兩邊的拉力相等且等于張緊力F0（見圖a）;傳動(dòng)時(shí)，由于帶與輪面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力就不再相等（圖7-13）。即將繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊，拉力由F0增到 F1，稱為緊邊拉力，而另一邊帶的拉力由F0減為F2 ,稱為松邊拉力。兩邊拉力之差為 F1 - F2= Ft n Ft 即為帶傳動(dòng)所能傳遞的有效圓周力，稱為有效拉力。其值等于沿任一個(gè)帶輪的接觸弧上摩擦力的總和。 12 n帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)矩，對于一定的張緊力 F0 ，此摩擦力有一極限值。當(dāng)傳遞的圓周力超過此極限值時(shí)，帶將在輪面上打滑。打滑使帶發(fā)熱磨損，導(dǎo)致傳動(dòng)失效，因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)法避免。開始打滑時(shí)，F(xiàn)1和F2的關(guān)系可用歐拉公式表示為:n帶傳動(dòng)的張緊力為F0時(shí)所能傳遞的最大有效圓周力 FtfeFF 21 13 n預(yù)緊力F0 ：n小輪包角 ：n摩擦系數(shù)f ：0F maxtF F0越大越好嗎？越小呢？f摩擦系數(shù)取值橡膠 鋼橡膠 鑄鐵4.0f 8.0f maxtFmaxtF 14 n帶傳動(dòng)工作時(shí)的應(yīng)力有：由緊邊和松邊拉力所產(chǎn)生的應(yīng)力；由離心力產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。 15 n帶工作時(shí)所受總應(yīng)力即為上述三種應(yīng)力之和。n帶中的應(yīng)力為變應(yīng)力，其最大應(yīng)力為： max= 1+ b1+ cn此最大應(yīng)力發(fā)生在帶緊邊進(jìn)人小帶輪處。n帶工作時(shí)，如果最大應(yīng)力超過帶的許用應(yīng)力，帶將產(chǎn)生疲勞破壞。n三種應(yīng)力中以彎曲應(yīng)力 b1對傳動(dòng)帶的壽命影響最大。為控制彎曲應(yīng)力 b1不致過大，則小帶輪直徑不宜過小帶傳動(dòng)失效形式1：帶的疲勞破壞 16 n由于帶是彈性體，所以在受拉力作用后會(huì)產(chǎn)生拉伸彈性變形。如圖 7 - 16 所示，當(dāng)帶自 A1點(diǎn)繞上主動(dòng)輪時(shí)，由于緊邊帶被張緊，故帶在 A1點(diǎn)的速度應(yīng)等于主動(dòng)輪的表面速度。但當(dāng)帶由 A 1點(diǎn)轉(zhuǎn)到 C1點(diǎn)的過程中，帶所受拉力由 F1降為F2，故帶的拉伸變形也隨之減小，即帶在逐漸收縮，因此帶在 C 1點(diǎn)的速度將落后于帶輪的速度，因此帶與帶輪之間產(chǎn)生了相動(dòng)滑動(dòng)。上述現(xiàn)象稱為帶的彈性滑動(dòng)。 17 n傳動(dòng)中由于帶的滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪速度的降低率用滑動(dòng)率來表示n由此可得帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比 i %1001 21 v vv 121 221 )1( ddd d ddd dnni 18 n實(shí)踐證明，彈性滑動(dòng)并不是發(fā)生在包角所對應(yīng)的全部接觸弧上，而僅發(fā)生在帶離開帶輪的一側(cè)，即 范圍內(nèi)。在帶進(jìn)人帶輪的一側(cè)，即 范圍內(nèi)并不發(fā)生彈性滑動(dòng)。但隨著外負(fù)荷的增大，彈性滑動(dòng)區(qū)也逐漸擴(kuò)大，當(dāng)傳遞的有效圓周力達(dá)到最大值時(shí)，帶的彈性滑動(dòng)區(qū)遍及全部接觸弧。若外負(fù)荷繼續(xù)增大，則帶與帶輪之間產(chǎn)生全面滑動(dòng)，即產(chǎn)生了打滑。 19 1）定義：帶工作時(shí)，隨著有效拉力增加，滑動(dòng)角增加，靜角減小?；瑒?dòng)角增加到整個(gè)包角時(shí)，帶的有效拉力達(dá)到最大值，帶開始沿著帶輪滑動(dòng)，此時(shí)稱為帶的打滑。2）產(chǎn)生的原因：外載荷增加，使得 Fe=FecFfmax3）特點(diǎn)：可以避免的。4）后果：帶的磨損急劇增加、噪聲和嚴(yán)重發(fā)熱，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動(dòng)失效。帶傳動(dòng)失效形式2：帶的打滑帶傳動(dòng)的打滑有何用途？ 20 n V 帶有普通 V 帶、窄 V 帶、寬 V 帶、大楔角 V 帶、汽車 V 帶等多種類型，其中普通 V 帶應(yīng)用最廣。以下主要介紹普通 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。n設(shè)計(jì)普通 v 帶傳動(dòng)時(shí)，已知的數(shù)據(jù)和條件：傳動(dòng)的用途和工作情況；傳遞的功率；主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比；原動(dòng)機(jī)類型；傳動(dòng)空間尺寸的限制等。n設(shè)計(jì)要確定的是：帶的型號(hào)；帶輪的直徑；帶的長度；傳動(dòng)中心距；帶的根數(shù)；作用在軸上的載荷；帶輪的結(jié)構(gòu)等。 21n V 帶由強(qiáng)力層（簾布結(jié)構(gòu)或纜繩結(jié)構(gòu)）1、填充物（用橡膠填滿）2和外包層（橡膠帆布）3三部分組成。強(qiáng)力層為線繩結(jié)構(gòu)的V帶比較柔軟，可以在較小的帶輪上工作。為了提高拉曳能力，強(qiáng)力層的材料也可采用合成纖維或鋼絲繩。 1.普通V帶的結(jié)構(gòu) 22 n楔角為40，相對高度（h/bp）約為0.7的V帶稱為普通V帶，按截面尺寸的不同有七種型號(hào)，見表7-2。2.普通V帶的國家標(biāo)準(zhǔn)：按照截面形狀分：Y、Z、A、B、C、D、E小大 23 n普通V帶采用基準(zhǔn)寬度制，帶輪輪槽的基準(zhǔn)寬度位置通常與所配用V帶節(jié)面處于同一位置。帶輪在基準(zhǔn)寬度處的直徑是帶輪的基準(zhǔn)直徑。相應(yīng)帶的長度以基準(zhǔn)長度L d表示，見表7-3。 24 1）帶傳動(dòng)的工作能力設(shè)計(jì)對象V帶2）主要失效形式：帶的疲勞失效、帶的打滑、帶的磨損3）帶傳動(dòng)工作能力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 在保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 25 n V帶型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由圖選取。如果有兩種帶型可用，則應(yīng)按兩種方案分別計(jì)算，最后對計(jì)算結(jié)果作綜合分析，以確定用哪一種較適宜的型號(hào)。 26 n計(jì)算功率Pd可根據(jù)傳遞的名義功率P的大小，并考慮到載荷的性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)的種類和連續(xù)工作時(shí)間的長短等條件，利用下式求得Pd=KAPP傳遞的名義功率；Pd計(jì)算功率；KA為工作情況系數(shù)，按表選取。 27 n帶輪直徑愈小，帶在帶輪上的彎曲程度愈大，帶中的彎曲應(yīng)力也就愈大，致使帶的壽命降低。表7-6 給出了普通 v 帶傳動(dòng)的最小帶輪基準(zhǔn)直徑 Dmin的薦用值。 28 n帶速一般限制在 525m/s范圍內(nèi)，帶速過高時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力；當(dāng)傳遞功率一定，帶速過低將引起力的增大，使得帶的根數(shù)增多。min maxv v 29 n傳動(dòng)中心距 a 最大值受安裝空間的限制，而最小值則受最小包角的限制。若中心距沒有限定時(shí)，可按下式初定中心距 a0。 0.7(D1D2) a0 2 (D1D2) n然后，利用式(7-12)初定帶的基準(zhǔn)長度L，再從表中選取相近的Ld值。 30 n因選取的 Ld 與可能大于或小于 L ，所以應(yīng)將初定的中心距 a0 加以修正。為了簡化計(jì)算， a 值可近似按下式確定 31 n按式(7-11)可算出小帶輪包角 1 。 1過小，帶容易在帶輪上打滑。在普通 v 帶傳動(dòng)中，通常應(yīng)使 1 120，特殊情況下允許 1 90。如1 較小，應(yīng)增大 a 或采用張緊輪。 2 11 180 57.3D Da 32 n所需 V 帶的根數(shù) z 可按下式計(jì)算n式中P0 i = 1 、特定基準(zhǔn)長度、平穩(wěn)工作情況下單根 V 帶的基本額定功率( kW) ; K a 包角修正系數(shù)，考慮 a 1800 時(shí)對傳動(dòng)能力的影響；KL 帶長修正系數(shù)，考慮到帶長不為特定基準(zhǔn)長度時(shí)對壽命的影響。P0 i 1 時(shí)，單根 V 帶額定功率的增量(kw ) 。0 0 10( ) d LPz P P k k 33 n作用在軸上的載荷等于松邊和緊邊拉力的向量和。如果不考慮帶兩邊的拉力差，則作用在軸上的載荷 Fz 可近似地由下式確定（圖 7-18 ）。 式中 F0 單根 V 帶的張緊力（ N ）。 34 35 n在普通 v 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，小帶輪直徑的選取是至關(guān)重要的。在滿足 D1 Dmin的前提下，若選取較小的 D1值，可以減小重量和傳動(dòng)的外廓尺寸，但彎曲應(yīng)力的增大會(huì)影響帶的疲勞壽命。再者， D1小則帶速 v 低，當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，有效拉力Ft大( P Ftv/1000)，即所需帶的根數(shù)增多，于是帶輪的寬度、軸徑和軸承尺寸都要隨之增大。通常，小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1已給定，選定小帶輪直徑 D1也就確定了帶速，從而對帶傳動(dòng)的功率產(chǎn)生影響。因此，為了得到合理的設(shè)計(jì)方案，必要時(shí)可取多組數(shù)據(jù)進(jìn)行試算，根據(jù)設(shè)計(jì)要求從中選擇最合理的尺寸參數(shù)。 36 n帶輪直徑較小時(shí)可采用實(shí)心式；中等直徑的帶輪可采用輻板式。為了便于加工和減輕重量，通常在輻板對稱位置上開孔，即孔板式。n帶輪輪緣尺寸見表7-4 37 38 39 求計(jì)算功率 Pd=KAP；帶的型號(hào)圖7-17，與傳遞的功率大小、小輪轉(zhuǎn)速有關(guān)；帶輪直徑dd1、dd2，帶速根據(jù)傳動(dòng)比確定；傳動(dòng)中心距a 已知或根據(jù)結(jié)構(gòu)需要估算；帶基準(zhǔn)長度Ld 國家標(biāo)準(zhǔn)；精確計(jì)算傳動(dòng)中心距；驗(yàn)算小輪包角120；帶根數(shù)z；張緊力、壓軸力等；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。帶傳動(dòng)參數(shù)選擇對傳動(dòng)能力的影響？帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的已知條件：P、n、i 等。 40 n例題 7-1 設(shè)計(jì)某傳動(dòng)裝置中的 V 帶傳動(dòng)。傳遞功率P=7.5kw ，電動(dòng)機(jī)為 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速） n1=1440rmin-1，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n2=720rmin-1，載荷變動(dòng)較小，兩帶輪中心距大約為850mm，希望大帶輪直徑不超過 280mm，每日工作不超過 16h。 41 42 43 1.提高摩擦系數(shù) f -選材料2.增加小輪包角-張緊裝置3.盡量使帶傳動(dòng)在最佳速度下工作vopt=0.58vlim4.采用新型帶傳動(dòng)-多楔帶、大楔角V帶、同步帶等5.采用高強(qiáng)度帶材料-采用鋼絲繩、滌綸等合成纖維繩等制作帶的承載層。 44 n習(xí)題n13-6 END 46 第 一 節(jié) 概 述鏈傳動(dòng)組成按 用 途 分 類 ：傳 動(dòng) 鏈 :在 機(jī) 械 中 用來 傳 遞 運(yùn) 動(dòng) 和 動(dòng) 力輸 送 鏈 :在 輸 送 機(jī) 械中 用 來 輸 送 物 料 或機(jī) 件曳 引 鏈 :在 起 重 機(jī) 械中 用 來 提 升 重 物 47 n 鏈 傳 動(dòng) 特 點(diǎn) ：n 傳 遞 功 率 大 、 效 率 高n 傳 遞 中 心 距 大 ， 壓 軸 力 不 大n 經(jīng) 濟(jì) 、 可 靠n 瞬 時(shí) 傳 動(dòng) 比 不 是 常 數(shù)n 有 一 定 動(dòng) 載 荷 和 沖 擊 n 鏈 傳 動(dòng) 應(yīng) 用 ：n 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械n 輕 工 、 化 工 機(jī) 械n 起 重 、 運(yùn) 輸 機(jī) 械n 汽 車 、 機(jī) 床 n 采 礦 機(jī) 械 48 49 50 51 第 三 節(jié) 鏈 傳 動(dòng) 的 運(yùn) 動(dòng) 特 性一 、 鏈 傳 動(dòng) 的 運(yùn) 動(dòng) 不 均 勻 性實(shí) 際 上 ， 瞬 時(shí) 鏈 速 v 和 從 動(dòng) 輪 角 速 度 2及 瞬 時(shí) 傳動(dòng) 比 i 都 是 變 化 的 。 52 二、保證傳動(dòng)比 i=常數(shù)（ 1= 2 ）的條件：Z1=Z2緊邊鏈長=鏈節(jié)距的整數(shù)倍 53 滾子鏈的主要失效形式1、鏈的疲勞破壞2、鏈的鉸鏈磨損3、鏈的鉸鏈膠合4、鏈的靜強(qiáng)度破斷 54 1、兩鏈輪回轉(zhuǎn)平面應(yīng)在同一鉛垂平面、兩軸線應(yīng)平行2、兩鏈輪中心線與水平線夾角盡量小于453、下列情況松邊在下面 1）a2 水平 2）傾斜角大 3）a=60p i2 z1 = 25 水平4、若松邊垂度過大，會(huì)嚙合不良，應(yīng)張緊。鏈 傳 動(dòng) 的 布 置 55 鏈 傳 動(dòng) 的 張 緊鏈傳動(dòng)的潤滑鏈傳動(dòng)太松：嚙合不良、鏈邊振動(dòng)、跳齒張緊方法：調(diào)整中心距、用張緊輪潤滑的作用：降低摩擦、減少磨損、散熱潤滑方式：油浴潤滑 潤滑脂定期潤滑 56 END