第十章-带传动与链传动

1第十章带传动与链传动第一节.带传动的类型和特点第二节.带传动工作情况分析第三节.V带传动的设计计算第四节.V带传动的结构设计第五节.链传动的特点、类型及应用第六节.滚子链与链轮第七节.链传动的运动分析和受力分析第八节.链传动的设计计算第九节.链传动的布置与润滑2第一节.带传动的类型和特点•一、带传动的组成和类型带传动是由主动轮1、从动轮2及传动带3组成。带是挠性件，张紧在两轮上，通过它将主动轮1的运动和动力传递给从动轮2。带传动3•带传动的类型摩擦带平带应用V带应用啮合带圆带多楔带应用应用带传动41.平带传动截面形状为矩形，其工作面为内表面。常用的平带为橡胶帆布带。平带传动多用于高速和中心距较大的场合。52.普通V带传动截面形状为等腰梯形，其工作面为两侧面，V带与平带相比，当量摩擦系数大，能传递较大的功率，且结构紧凑，在机械传动中应用最广。63.多楔带传动是在平带基体上由多根V带组成的传动带。多楔带能传递的功率更大，且能避免多根V带长度不等而产生的传力不均的缺点。故适用于传递功率较大且要求结构紧凑的场合。4.圆形带横截面为圆形。只用于小功率传动。75.啮合带传动也称为同步带传动，靠带轮轮齿与带工作面上齿啮合传动8QNfQfNFf平带9QNNφV带2sin2sin22sin22sin2ffQffQfNFQNNQvvf10V带在工作时受到垂直于底面的弯曲时顶胶伸长而变窄，底胶缩短而变宽，带中保持原长度不变的周线称为节线，全部节线组成的面称为节面。带节面宽度称为节宽，用bp表示。V带的节面在轮槽内相应位置的槽宽bd为基准宽度。带轮基准宽度位置的直径叫基准直径dd。位于带轮基准直径上的周线（节线）长度称为带的基准长度，用Ld表示11优点：远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单,精度低,成本低缺点：外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温,易燃场合三、带传动的特点12第二节带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析不工作时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力F0。工作时，由于带和带轮接触面间产生摩擦力，绕入主动轮的一边被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边;离开主动轮的一边被放松，拉力由F0减小为F2，称为松边。13因为带的总长近似不变，所以紧边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉力的减少量F0-F2。即F0=1/2(F1+F2)紧边和松边的拉力之差等于带与带轮接触面上摩擦力，称为带传动的有效圆周力Fe。即Fe=F1-F2带传动所传递的功率为：P=Fev/1000Fe不能无限制的增加，当传递的有效圆周力Fe超过摩擦力时，带就开始在带轮上全面滑动，即打滑。14当传动带和带轮间有全面滑动趋势时，摩擦力就会达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系可用欧拉公式表示为121feFF11121feffeeFFeeFF112110maxffeeeFF最大有效圆周力15影响带所传递的圆周力的因素有:(1)初拉力F0F与F0成正比，初拉力F0越大，F就越大。但F0过大会加剧带的磨损，致使带过快松弛，缩短其工作寿命。(2)摩擦系数ff越大，摩擦力也越大，F就越大。V带因用当量摩擦系数fv取代平带的摩擦系数f(fvf)，所以V带传递能力远高于平带。(3)包角αF随α的增大而增大。由于大带轮的包角α2大于小带轮的包角α1，故打滑首先发生在小带轮上。一般要求α1，可得带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为112110maxffeeeFF16二、带的应力分析AFF2211A1.紧边和松边拉力产生的拉应力172.离心力产生的拉应力dCdFdqvrvrdqdCc2sin2)(222qvFc带的应力分析2dFc2dFcdCnddrAqvAFcc218dd2abhE。带的弹性模量—。带轮基准直径—。垂直距离从胶带中性层到外层的—式中2/,,2,,:mmNEmmdhhmmhdaa带的应力分析3弯曲应力19带工作时的应力分布情况当带由紧边绕入小带轮时所受的应力达到最大值，其值为σmax=σ1+σC+σb1带的疲劳强度条件是σmax=σ1+σC+σb1≤［σ］20？什么是弹性滑动,什么是打滑?对传动有什么影响？为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免?原因:当Fe＞Femax→打滑分析:2.打滑先发生在3.打滑→带的剧烈磨损→失效防止措施:可以小带轮处2.↑F0、f、α（紧边置下）→↑Femax1.控制Fe＜Femax1.打滑避免打滑4.过载保护作用21)1(1221ddddnni弹性滑动1.带速滞后→V1＞V带＞V2V1＞V2带两边拉力不相等,则弹性变形不同，带经过轮时变形量改变相对轮有滑动分析:1.弹性滑动避免2.弹性滑动发生在带离开带轮的那段接触弧上3.Fe↑→弹性滑动↑→弹性滑动范围↑,当弹性滑动扩展到整个接触弧时,Fe≥Femax→打滑不可原因:后果：2.带传动传动比不稳定121vvv1221ddddnni滑动率22F2F2F1F1a1b1c1a2b2c21112221n1带传动的弹性滑动和打滑主动轮的弹性滑动从a1到b1从b1到C1F1F1→F2带轮带vv主带轮带vv11静弧动角静角动弧三、带传动的运动分析23从动轮的弹性滑动F2F2F1F1a1b1c1a2b2c21112221n从a2到b2从b2到C2F2F2→F1带轮带vv从带轮带vv22静弧动角静角动弧带传动的弹性滑动和打滑24空载时:21FF动角12为0静角1122eF211带传动的弹性滑动和打滑251.带传动失效形式及设计准则失效形式：打滑、带的疲劳损坏设计准则：Fe≤Femax、max=1+b1+c≤[]设计依据：保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命具体做法：确定单根带所能传递的许用功率根据带传动的设计功率确定带安全工作的根数第三节普通V带传动的设计计算2611maxbc保证有足够的疲劳强度：][max普通V带传动的设计计算不打滑不疲劳破坏1000)11)(]([1AvefCb1000)11(1veAf1000)11(10001max0veFvFPfe27按Pc、n1选带型号，图10-8（p148）按带型号选带轮基准直径dd1确定中心距a，和带长验算小轮包角α1计算需用V带的根数z设计步骤和参数选择验算带速确定大带轮基准直径dd2计算作用于轴上的载荷FR带轮的结构设计28按工作条件确定KA后计算计算功率PcPc=KAPkW工况系数额定功率29按Pc、n1选带型号30mindd槽形YZABCDEddmin205075125200355500推荐≥2871100140200355500按带型号选带轮基准直径dd131验算带速smvsmndvd/255/10006011321212)1(ddddidddid或确定大带轮基准直径dd2ε=0.01~0.02，dd2圆整33确定中心距a和带长)(2)(7.021021ddddddaddadd1dd2β02121200422addddaLddddd由表10-2选LdmmLLaacd2034验算包角α11203.57180121adddd35计算带的根数LCkKPPPz)(00包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响，其值见表10-6；长度系数，考虑不同带长对传动能力的影响，其值见表10-2功率增量，考虑传动比时带在大带轮上的弯曲应力较小从而使P0值有所提高，值见表10-7。KLK0P36计算压轴力11zF2zFQ2sin210zFFRNqvKvzPFc2015.250037V带轮常用的材料是铸铁。当v≤25m/s时，常用牌号为HT150；当v≥25～30m/s时，常用牌号为HT200；高速带轮可采用铸钢或钢板焊接而成；小功率时也可采用铸铝或工程塑料。一、带轮材料及结构第四节V带传动的结构设计38bbpθhV带型号：Y、Z、A、B、C、D、E小大节线——带弯曲时长度不变的周线，节面——全部节线组成的面节宽bp——节面的宽度V带传动的设计39bd基本宽度bd——带节面所在位置的带轮槽宽基准直径dd——带节面所在位置的带轮直径Ld——规定的预紧力下，位于测量带轮基准直径上的周长V带轮结构40V带轮结构实心式当带轮基准直径sddd0.3~5.2轮辐采用实心式41辐板式可采用辐板式mm300dd42轮辐式mm300dd43二、带传动的张紧带传动在工作一段时间后，其初拉力会因带的伸长而减小，产生松弛现象，使传动能力骤降，所以带传动一般应有张紧装置以保持一定的初拉力定期张紧自动张紧滑轨和调节螺旋摆动架和调节螺旋调节中心距张紧44张紧轮装置图2.张紧轮张紧当中心距不可调时，可设置张紧轮将带张紧，张紧轮一般安装在松边内侧，使带只受单向弯曲应力，张紧轮尽量靠近大带轮，以减小对小轮包角的影响。451、没有弹性滑动和打滑，平均传动比准确，传动效率高；2、链传动初拉力比带传动小，作用在轴上的载荷较小；3、中心距适应范围大，相同条件下比带传动紧凑；4、能适应温度较高、湿度较大及低速的工作环境；5、瞬时传动比不恒定，工作有噪声，只限于平行轴传动；6、不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。一、链传动的特点第五节链传动的特点、类型及应用二.链传动的类型传动链起重链滚子链齿形链套筒链输送链链传动的类型47传动链链传动的特点、类型及应用48短节距精密滚子链49短节距精密滚子链50齿形链51齿形链链传动的特点、类型及应用52链传动广泛应用于冶金矿山机械、农业机械、起重运输机械、石油机械及轻工机械中。滚子链常用工作范围：功率P≤100kW，线速度v=12~15m/s，传动比i≤6，常用i=2~3，效率η=0.90~0.9753第六节滚子链与链轮一、滚子链结构滚子链装配滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。滚子与套筒、销轴与套筒均为间隙配合而形成动联接，套筒与内链板、销轴与外链板间均是过盈配合而构成内、外链节。54滚子链的接头型式双排滚子链或多排滚子链适用于传递功率较大的场合。但实际运用中排数不宜过多，一般不超过4，以免各排受载不均匀。链节数为偶数时，采用开口销或弹性锁片锁紧链节数为奇数时，则需采用过渡链节。55滚子链双排滚子链单排滚子链多排滚子链56滚子链的标记：链号排数×整列链节数标准编号例：08A－1×86GB1234.1-83滚子链三个重要尺寸：节距p滚子直径d1内链节节宽b1链号数乘以25.4/16，即为节距值57二、滚子链链轮58链轮主要尺寸（表10-10）一、链轮的参数和齿形链轮的齿形已经标准化，链轮设计的主要内容是：确定链轮的结构和尺寸；选择链轮的材料和热处理方式；链轮的基本参数：配用链条的节距p，滚子的最大外径d1、排距pt、齿数z59二、链轮的齿形三圆弧一直线的齿形国标GB1244-85三、链轮的材料及结构中碳钢淬火中速中载低碳钢或低碳合金钢渗碳淬火中碳钢或中碳合金钢表面淬火高速重载*小链轮的材料应好于大链轮低速轻载中碳钢链轮的结构：整体式；孔板式；组合式60第七节链传动的运动分析和受力分析一、链传动的运动不均匀性链绕在链轮上曲折成正多边形的一部分，正多边形边长为链节距p，边数为链轮齿数z，链传动的平均链速v和平均传动比i12为：1221122211100060100060zznnipnzpnzv61实际链速：设：主动链轮的角速度为1，则销轴中心的圆周速度为v1=R11v1可分解为沿链前进方向的分速度v和垂直链前进方向的分