第13章 带传动和链传动ppt课件

机械设计基础 第13章 带传动和链传动 13-1 带传动的类型和应用 13-2 带传动的受力分析 13-3 带的应力分析 13-4 带传动的弹性滑动和传动比 13-5 普通V带传动的计算 13-6 V带轮的结构 13-7 同步带传动简介 13-8 链传动的特点和应用 13-9 链条和链轮 13-11 链传动的主要及其选择 13-12 滚子链传动的计算 13-10 链传动的运动分析和受力分析 13-13 链传动的润滑和布置 机械设计基础13-1 带传动的类型和应用 机械设计基础 带轮1(主动轮)， 带轮2(从动轮)， 传动带3，及张紧轮。 一、带传动的组成 二、工作原理 摩擦传动：通过带和带轮间的摩擦力传递动力（平带和带） 啮合传动：通过带和带轮间的齿啮合，传递动力（同步带） 3 2 1 n2 n1 13-1 带传动的类型和应用 机械设计基础13-1 带传动的类型和应用 三、传动形式 开口传动：两轴平行，1、2同向。 交叉传动：两轴平行，1、2反向。 半交叉传动：两轴交错，不能逆转。 机械设计基础 平带 V 型带 多楔带 摩擦型 圆形带 -摩擦力大，应用广泛； -摩擦力大,受力均匀，结构紧凑。 -牵引力小，用于仪器。 四、带传动的类型 -结构简单，带轮容易制造，用于中心距较大的场合； 啮合型同步带-无滑动，能保证固定的传动比。 13-1 带传动的类型和应用 机械设计基础 包角的概念：带与带轮接触弧所对 的中心角。 n小轮包角小于大轮包角。 n包角与直径差、中心距有关 包角: 机械设计基础 21 五、带传动的几何关系 中心距 包角: 因较小, 代入得: 带长: aC A D B d1 d2 13-1 带传动的类型和应用 机械设计基础 11 C A D B d1 d2 a 带长: 13-1 带传动的类型和应用 机械设计基础 六、带传动的张紧方法： 常见的张紧装置: 1、定期张紧装置 a 调整螺钉 滑道式 机械设计基础 定期张紧装置 调整螺钉 摆架式 $8-3 V带传动设计 机械设计基础 自动张紧装置 销轴 机械设计基础 采用张紧轮张紧装置 张紧轮 机械设计基础 七、带传动的优缺点： 1. 适用于中心距较大的传动； 2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动； 3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏； 4. 结构简单、成本低廉。 缺点： 1. 传动的外廓尺寸较大； 2. 需要张紧装置； 3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比； 4. 带的寿命较短； 5. 传动效率较低。 优点： 13-1 带传动的类型和应用 机械设计基础 在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传 动比有精确要求的场合。中小功率，带速v=525m/s，传动 比i d1min ？ b1 寿命 V P一定时，F 打滑 z d1 d2 尺寸 d1 13-6 带传动的设计计算 机械设计基础 ）验算带的速度v 一般要求：普通V带： v P v 寿命 单位时间绕转圈数，应力循环次数，相对寿命 ）计算大带轮的基准直径d2 注意：d1、d2均应按基准直径系列表加以适当圆整。 4.确定中心距a和带的基准长度Ld ）初定中心距a0 a 尺寸 由于载荷变化带的松边抖动，动载荷 a 小轮包角1传动能力 带长较短，v一定时，单位时间绕转圈数， 应力循环次数，相对寿命 13-6 带传动的设计计算 机械设计基础 ）计算带所需的基准长度 根据Ld由表8-2中选取和Ld相近的V带的基准长度Ld ）计算实际中心距a 5.验算小带轮上的包角1 若1不满足，怎么办 6.确定带的根数z P0-单根V带的基本额定功率，查表 P0-计入传动比的影响，单根V带额定功率的增量， 查表 K-包角系数，查表 KL -长度系数，查表 300mm h2 dr dk dh b1 L 1:25 dd da B h1 d 13-7 V带轮的结构 机械设计基础13-7 V带轮的结构 机械设计基础13-7 V带轮的结构 机械设计基础 13-7 V带轮的结构 机械设计基础 13-7 V带轮的结构 机械设计基础 13-8 链传动的特点和应用 组成：链轮、环形链条 作用：链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同向传动。 机械设计基础 优点：与带传动相比 1. 链轮传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比； 2.需要的张紧力小，作用在轴上的压力小，可减少轴承的摩擦损失 ； 3.结构紧凑； 4.能在高温，有油污等恶劣环境下工作； 5.制造和安装精度较低，中心距较大时其传动结构简单； 缺点： 瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差， 有一定的冲击和噪声。 13-8 链传动的特点和应用 一、特点： 与传齿轮动相比 机械设计基础 工作范围：传动比： i 8; 中心距： a 56 m; 传递功率： P 100 KW; 圆周速度： v 15 m/s; 传动效率： 0.950.98 13-8 链传动的特点和应用 二、应用： 广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。 机械设计基础 滚子链组成：滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。 销轴 滚子 外链板 套筒 内链板 一、链条 内链板与套筒之 间、外链板与销轴 之间为过盈联接； 滚子与套筒之间 、套筒与销轴之间 均为间隙配合。 13-9 链条和链轮 机械设计基础13-9 链条和链轮 机械设计基础 节距p：滚子链上相邻两滚子中心的距离。 p 越大，链条各零 件尺寸越大，所能传递的功率也越大。 滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的是A系列。 p 13-9 链条和链轮 机械设计基础 p pt 双排滚子链 结构类型：单排链和多排链。多排链的承载能力与排数成正比但 由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。 13-9 链条和链轮 机械设计基础 13-9 链条和链轮 机械设计基础 链条的接头处的固定形式有： 用开口销固定， 多用于大节距链 弹簧卡片固定， 多用于小节距链 开口销 弹簧卡片 13-9 链条和链轮 机械设计基础 设计时，链节数以取为偶数为宜，这样可避免使用过渡链 节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。 过渡链节 13-9 链条和链轮 机械设计基础 链 号 08A 12.70 14.38 7.95 13800 0.60 表139 A系列滚子链的主要参数 节距P 排距pt 滚子外径d1 极限载荷Q(单排) 每米长质量q(单排) mm mm mm N kg/m 10A 15.875 18.11 10.16 21800 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 31100 1.00 16A 25.40 29.29 15.88 55600 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 86700 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 124600 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 169000 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 222400 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 347000 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 500400 22.60 13-9 链条和链轮 机械设计基础 二、链轮 u 国标规定参数： 滚子链链 轮的参数 齿面圆弧半径：re 齿沟圆弧半径： ri 齿沟角： 的min 、max 链轮的节距：p -弦长 分度圆直径： p d1 d re ri 360 Z df=d-d1 齿顶圆直径： da df 齿根圆直径： u 链轮主要尺寸计算公式： 13-9 链条和链轮 端面齿形 三圆弧+ 一直线 机械设计基础 b g (h) r5 g b B2 B3 ptpt r5 轴面齿形 ：圆弧+直线 便于进入或退出啮合 单排链轮 轴面齿形 多排链轮 轴面齿形 零件工作图：只绘制轴面齿形，不用绘制端面齿形。 材料与热处理：碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。齿面需经 热处理以提高接触强度和耐磨性。 直线 r4 13-9 链条和链轮 机械设计基础 整体式链轮 13-9 链条和链轮 小直径的链轮可制成整体式； 中等尺寸的链轮可制成孔板式 ； 大直径的链轮可制成组装式。 机械设计基础 孔板式链轮 13-9 链条和链轮 机械设计基础 链轮的轴向齿廓及尺寸应符合国标GB1244-85的规定。 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作 情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。 组合式链轮 13-9 链条和链轮 机械设计基础 一、链传动的运动分析 链条的平均线速度： 平均传动比为： v1 1 分度圆瞬时线速度： 可分解为： vx A B 180 z1 180 z1 为相位角： R1 vy1 前进方向速度： 上下运动速度： 速度波动速度波动2 13-10 链传动的运动分析和受力分析 机械设计基础 wZ1 对链条振动（多边形效应）如何影响的 ？ w节距P对链条振动（多边形效应）如何影响 的？ 机械设计基础 链传动的运动特性 机械设计基础 链传动的运动特性 机械设计基础 二、链传动的受力分析 为了保证松边垂度不至于过大，安装链传动时，应: y 作用在链上 的力有： 圆周拉力: 离心拉力: 悬垂拉力: 紧边拉力为： F1 = F + Fc + Fy N 松边拉力为： F2 = Fc + Fy N F = 1000P/ v N Fc= qv2 N Fy=Kyqga N q为米长质量 a为中心距， =90 Ky= 1 g为重力加速度， Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数。 =0 Ky= 7 =75 Ky= 2.5 =60 Ky= 4 =30 Ky= 6 适当张紧 n1 n2 有效拉力 F1 F1 F2 F2 13-10 链传动的运动分析和受力分析 机械设计基础 w链条作用在轴上的压力FQ=(1.2-1.3)F 机械设计基础 p与d 之间的关系： 13-11 链传动的主要参数及其选择 一、链轮的齿数 大链轮的齿数: z2 =i z1 p一定时: z d 越容易发生跳齿和脱链现象。 一般取： z2 120 一般链节数为偶数，链轮齿数最好取奇数， 以使磨损均匀。 表 13-12 小链轮的齿数z1 传动比i 12 23 6 齿数z1 31 27 2725 17 d+d p+p d 180 z p 机械设计基础 二、链的节距 一般取： a=(3050)p 节距越大，啮合瞬间的冲击也越大。 高速重载时，应选用小节距多排链。 三、中心距 a 过小 同时啮合的齿数 a 过大链条容易抖动。 amax= 80p 链节数： 中心距： 计算结果应圆整， 并取偶数！ 为便于安装和调节张紧程度，中心距一般应设计成可调节的。 13-11 链传动的主要参数及其选择 机械设计基础 w齿数和节距的大小对传动各有什么影响？ w中心距大小对传动有什么影响？通常取多 少合适？ 机械设计基础 实际使用区域 一、失效形式 1.链板疲劳破坏； 2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏； 3.销轴与套筒铰链的胶合； 4.链条铰链磨损； 5.过载拉断。 二、功率曲线图 4 3 2 1 极限功率曲线 n1 P 曲线1-正常润滑条件下，链条铰链 磨损限定的极限功率； 曲线2-链板疲劳强度限定的极限 功率； 曲线3-滚子、套筒的冲击疲劳强 度限定的极限功率； 曲线4-铰链胶合限定的极限功率； 润滑不良 失效图片 由图可见，在中等速度的链传 动中，链传动的承载能力主要取决 于链板的疲劳强度；随着链轮转速 的增高，链传动的多边形效应增大 ，传动能力主要取决于滚子和套筒 的冲击疲劳强度，转速越高，传动 能力就越低，并会出现铰链胶合现 象，使链条迅速失效。 滚子链传动的设计计算 机械设计基础链传动失效图片 机械设计基础 1015 20 406080 100150 200400 600 800 1000 1500 2000 40006000 小链轮转速n1(r/min) 0.1 0.15 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 4 6 8 10 15 20 40 60 80 100 150 200 300 功率 P0(kw) 48A 单排 A 系列 滚子 链的 功率 曲线 链号 节距 08A 12.7 10A 15.875 12A 19.05 16A 25.4 20A 31.75 24A 38.1 28A 44.45 32A 50.8 40A 63.5 48A 76.2 40A 32A 28A 24A 20A 16A 12A 10A 08A 机械设计基础 上述功率曲线的特定条件: 1.两轮共面2. 小链轮的齿数z1=19 3. 链节数 Lp=1204. 载荷平稳 7. 链条因磨损而引起的相对伸长量3% 5. 按推荐的润滑方式6. 工作寿命为15000 h 推荐的润滑方式 0.20.3 0.40.6 0.8 12 3456810 20 链速v(m/s) 50.8 44.45 38.1 31.75 25.4 19.05 15.875 12.7 链 节 距 p(mm) 人工定期润滑 滴油润滑 油浴或 飞溅润滑 压力喷 油滑润 滚子链传动的设计计算 当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时，应将P0值降低。 12(3 ) 机械设计基础 表 13-13 修正系数kz和kL 小链轮齿数系数Kz 位于功率曲线顶点左侧时 （链板疲劳） 位 置 位于功率曲线顶点右侧时 （滚子套筒冲击疲劳） 表 13-14 多排链系数km 排 数1234 5 6 Km1.01.72.53.34.04.6 三、链传动的计算 当实际工作条