测控装置结构设计][课件][第06章][摩擦轮传动和带传动.ppt

CHL,测控装置结构设计课件,1,第六章 摩擦轮传动和带传动,6.1 概述 6.2 摩擦轮传动 6.3 摩擦无级变速器 6.4 带传动 6.5 同步带传动 6.6 其它带传动简介,CHL,测控装置结构设计课件,2,6.1 概述,基本传动原理 摩擦轮传动和大部分的带传动是借助摩擦力来实现运动和转距的传递。 特点及其应用 优点： 不仅可实现定传动比传动还可实现变传动比传动。常制作各种无极变速器，能简单方便地实现穿的比地调节； 结构简单，易于制造； 传动平稳，工作时噪声小； 有过载保护功能。 缺点： 传动比难以保持恒定，故传动精度低； 不适合大转矩传动； 传动件磨损较快，寿命低； 传动效率较低。,返回本章首页,CHL,测控装置结构设计课件,3,6.2 摩擦轮传动,机构构成 传动原理 主动轮顺时针转动时，由法向力Fn在接触处产生阻止主动轮转动的摩擦轮Ft；相应地从动轮上受到Ft地反作用力Ft；当Ft足够大时，从动轮开始旋转。 传动比 传动比概念 弹性滑动 打滑 实际传动比 法向力计算 摩擦轮材料,n1,返回本章首页,从动轮，带滑块。,主动轮,机架,返回第一节,CHL,测控装置结构设计课件,4,弹性滑动 摩擦轮接触处的表面弹性变形从入口处开始，到出口处结束，这是个渐变的过程。 两轮接触由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。 打滑 若接触区能产生的最大摩擦力任不能克服阻力矩T2，此时主动轮将无法带动从动轮转动，此时主动轮将在从动轮表面上产生全面滑动，此即打滑。 打滑会引起摩擦力表面严重磨损，降低传动寿命，应尽量避免。 弹性滑动可以减轻，不能避免；而打滑可以避免。,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,5,实际传动比 其中，称为速度损失率，或滑动率。是指由弹性滑动的存在造成的从动轮圆周速度小于主动轮圆周速度而出现的速度损失。 不同材料的滑动率不尽相同，如：钢钢为0.2%，铸铁铸铁为0.2%，橡胶钢为3%，夹布胶木钢为1%。 圆周摩擦轮的法向力计算 为了正常传动，两轮之间的法向力Fn必须足够大，以产生足够大的摩擦力克服从动轮的阻力矩T2。克服从动轮阻力矩所需的最小圆周力Ft称为传递的名义载荷。则法向力可计算如下：,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,6,其中P为传递的功率；D1为主动轮直径；n1主动轮转速；f 为摩擦系数；K为载荷系数，一般取1.21.5。 摩擦轮材料 要求： 弹性模量大：减小弹性滑动 摩擦系数大：便于以较小的法向力实现正常工作 表面接触强度大，耐磨：获得较长的使用寿命 常见材料 淬火钢淬火钢 淬火钢表面硬化铸铁 铸铁铸铁 钢或铸铁工程塑料,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,7,6.3 摩擦无级变速器,构成及工作原理 构成 传动机构 加压装置 调速机构 工作原理 变速范围 最小速比i12min 最大速比i12max 变速范围Rb 分类及其应用 参加教材P113图76。,返回本章首页,CHL,测控装置结构设计课件,8,传动机构：滚轮1和圆盘2 加压装置：弹簧3 调速机构：丝杠4和螺母5 需调速时，转动丝杠4，通过螺母5和夹套6带动滚轮1沿着轴7移动，改变滚轮与圆盘之间的接触位置，从而实现可连续变化的不同的速比，即无级调速。,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,9,6.4 带传动,工作原理 构成：由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。 原理：由于张紧，带在静止时受到初拉力F0，故带与带轮接触处产生压力，当主动轮回转时，接触处出现摩擦力，从而传递运动和转矩。 带传动类型 带传动的张紧 V带和带轮 带传动的几何关系 带传动的受力分析 弹性滑动、打滑和滑动率 普通V带的设计计算,返回本章首页,CHL,测控装置结构设计课件,10,带传动类型 平带传动：工作面是与轮面接触的内表面 V带传动：工作面是与轮槽接触的两侧面，由于楔行效应，同样的初拉力下，能产生较平带更大的拉曳力。 圆带传动：工作面很小，牵引能力也最小，常用于低速小功率传动中。 多楔带传动：工作面是各个楔侧面，同时又向平带一样有较好的弯曲应力，故常用于传动功率大而又要求结构紧凑的场合。 带传动的张紧 常用的张紧方法是调节中心距。 常见张紧装置（教材P115图79）,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,11,带传动原理及类型,返回本节首页,返回第一节,返回类型,CHL,测控装置结构设计课件,12,V带和带轮 V带 构成：由强力层1、填充物2和外包层3构成。 几何尺寸：参见相关标准。 普通V带的楔角为40，相对高度（h / bp）为0.7，按照横截面几何尺寸的不同分为七种型号。 普通V带采用基准宽度制。 带轮 带轮有三种典型结构：实心式、辐板式和孔板式。 带轮的几何尺寸亦可根据配合V带类型，参见相关标准加以选用。,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,13,带传动的几何关系 带传动的主要几何参数 带轮直径D1和D2； 中心距a； 带长L； 包角。 近似几何关系： 参见以下公式。 对V带传动，带轮直径为基准直径，带长也为基准带长。,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,14,带传动的受力分析 静止时 带两边的拉力即为初拉力F0； 传动时 主动轮： 绕进端F0增大至F1，称之为紧边拉力；绕出端F0减小至F2，称之为松边拉力； 从动轮： 绕进端F0减小至F2；绕出端F0增大至F1 有效圆周力Ft Ft=F1F2 有效圆周力Ft（N）与带速v（m/s）和传递功率P（Kw）之间的关系,2,1,O1,O2,1,2,有效圆周力Ft与初拉力F0的关系,式中，fv为当量摩擦系数，为包角（rad），通常取小带轮的包角。fv计算如下：,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,15,弹性滑动、打滑和滑动率 弹性滑动 打滑 当弹性滑动区增大至遍及全部接触区时，此时若外负荷继续增大，则带与带轮之间出现全面滑动，将不能实现正确运动和力矩传动，此即打滑。 滑动率 由于带的弹性滑动引起的从动轮速度的降低率。 实际传动比,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,16,普通V带的设计计算 步骤： 根据给定计算功率Pd和小带轮转速n1，查选型图，选择V带型号； 确定带轮直径D1和D2； 验算带速； 确定带长Ld 确定实际中心距a； 验算小带轮包角； 计算V带根数； 计算作用在轴上的载荷； 确定带轮的结构尺寸。 举例：P126例题71。,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,17,6.5 同步带传动,工作原理 同步带 构成 强力层 基体：包括带齿和带背 主要参数 节距 Pb ：在规定张紧力下，同步带纵向截面上相邻两齿中心轴线间节线上的距离。 节线长度 Lp ：节线是指当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线，通常位于承载层的中线上。节线的传递亦称为公称长度。 基准带宽 bs0 材料： 强力层：要求有高的抗拉强度和抗弯曲疲劳强度，弹性模量要大，故多采用钢丝绳或玻璃纤维。,返回本章首页,CHL,测控装置结构设计课件,18,基体：要求有良好的耐磨性、强度、抗老化性以及与强力层的粘结性。常用材料有聚氨酯和氯丁橡胶。 分类 按节距：最轻型MXL、超轻型XXL、特轻型XL、轻型L、重型H、特重型XH、超重型XXH共七种。其参数可查看相关标准。 按齿形：梯形齿、半圆弧齿、双圆弧齿等。其中，梯形齿同步带又可分为单面带和双面带两种。 带轮 结构 除了有轮齿之外，与其它带轮结构相似。轮齿齿形一般有渐开线齿形和直边齿形两种。 材料 一般用钢或铸铁，轻载场合用轻合金或塑料。大批量生产时也用粉末冶金材料。,返回本章首页,CHL,测控装置结构设计课件,19,同步带传动,同步带内的钢丝绳在承受载荷之后仍能保持同步带节距不变，故同步带与带轮间传动时无相对滑动，做的是同步传动，因此称为同步带传动。,返回本节首页,CHL,测控装置结构设计课件,20,同步带构成及其参数,返回本节首页,返回分类部分,CHL,测控装置结构设计课件,21,6.6 其它带传动简介,齿孔带传动 构成 齿孔带的齿孔 采用35mm电影胶卷齿孔的标准，常用厚度为0.150.25mm的涤纶或三醋酸纤维素制造。 齿孔带的带轮轮齿 齿形有渐开线和圆弧两种，几何尺寸由与其相配合的齿孔参数来定。 材料常用硬铝、超硬铝、优质碳素结构钢和碳素工具钢及塑料等。为增加轮齿寿命，齿面可镀铬、渗氮硬化或用表面淬火的方法增强其性能。,返回本章首页,CHL,测控装置结构设计课件,22,拖动式带传动 构成 主要特点 不存在相对滑动，故传动准确，精度高； 要改变传动比，只要适当改变主、从动件的形状即可； 主从动件转动范围受到限制，一般不超过360； 应用：多用于精密机械及仪器中精密读数等场合。 材料 主、从动件：优质碳素结构钢、铝合金、黄铜及塑料等 挠性传动件： 精