带传动工作情况分析PPT课件.ppt

带传动和链传动 2020年1月8日 机械设计 带传动 1 一 带传动的工作原理及类型 带传动的组成固联于主动轴上的带轮1 主动轮 固联于从动轴上的带轮3 从动轮 紧套在两轮上的传动带2 2020年1月8日 机械设计 带传动 2 带传动的原理 由于传动带张紧在带轮上 当主动轮转动时 主动轮与传动带之间的摩擦力就驱使带运动 而传动带与从动轮之间的摩擦力又带动从动轮转动 带传动是一种摩擦传动 带传动的类型 传动带可按其界面形状进行分类 常用的界面有扁平矩形 等腰梯形及圆形三种 2020年1月8日 机械设计 带传动 3 带传动的类型 按剖面形状分 平型带传动 V带传动 圆形带传动 同步齿形带传动 三角带 截面形状为等腰梯形 与带轮轮槽相接触的两侧面为工作面 在相同张紧力和摩擦系数情况下 V带传动产生的摩擦力比平带传动的摩擦要大 故具有较大的牵引能力 结构更加紧凑 广泛应用于机械传动中 截面形状为圆形 牵引能力小 常用于仪器和家用电器中 最简单 截面形状为矩形 其工作面是与轮面接触的内表面 适合于高速转动或中心距较大的场合 相当于平带与多根V带的组合兼有两者的优点 适于传递功率较大要求结构紧凑场合 2020年1月8日 机械设计 带传动 4 带传动的优缺点 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 2020年1月8日 机械设计 带传动 5 三 带传动的受力分析 一 带受力变化二 紧松边拉力关系三 最大有效拉力 2020年1月8日 机械设计 带传动 6 一 带受力变化 静止时 两边拉力相等 F0 张紧力工作时 拉力增加 紧边 F0 F1紧边拉力拉力减少 松边 F0 F2松边拉力工作状态 带两边拉力不相等 紧松边判断 绕进主动轮的一边 紧边 紧边 松边 2020年1月8日 机械设计 带传动 7 二 紧松边拉力关系 紧边由F0 F1 拉力增加 带增长松边由F0 F2 拉力减少 带缩短总长不变 带增长量 带缩短量F1 F0 F0 F2 F1 F2 2F0 有效拉力 F1 F2即带所传递的圆周力F圆周力F F F1 F2 Ff 等于带与带轮接触弧长上的摩擦力的总和 打滑 外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力 带将沿轮面发生滑动 紧边 松边 2020年1月8日 机械设计 带传动 8 圆周力Ft N 带速V m s 和传递功率P kW 之间的关系为 P FtV 1000当P一定时 带速越高 有效力就越低 所以为了降低有效拉力 往往把带传动安置在高速级传动上 若带速一定 有效力就随着功率的增大而增大 所以带与带轮之间的摩擦力也增大 但是在一定条件下 这个摩擦力有一极限值 因此带传递的功率也有一相应极限值 当带传递的功率超过此极限时 带与带轮就产生相对滑动 这种现象称为打滑 打滑使传动失效 但是可以保护其他机械零件免受损坏 起到过载保护作用 2020年1月8日 机械设计 带传动 9 当带传动达到打滑的临界状态时 带与带轮间的摩擦力达到极限值 这时带传动的有效拉力达到最大值Fmax 紧边与松边的拉力可用欧拉公式表示 即 F1 F2 efae 自然对数的底F 带与带轮间的摩擦系数a 包角 2020年1月8日 机械设计 带传动 10 所以最大有效拉力为 1 预压力越大 带与带轮间的压力越大 产生的摩擦力也就越大 最大有效拉力越大 带不易打滑 2 包角越大 带与带轮间的接触弧长越大 因而产生的摩擦力就越大 传动能力就越高 3 摩擦系数f增大 有效拉力也随之增大 2020年1月8日 机械设计 带传动 11 四 带传动的弹性滑动和传动比 传动带是弹性体 在拉力的作用下产生弹性伸长 其伸长量因拉力的大小而改变 带在工作时 在紧边的拉力大于松边拉力 也就是说带在紧边的伸长量比在松边时的伸长量大 所以带从紧边绕过主动轮到达松边的过程中 带的弹性伸长量相应的逐渐减小 即带在主动轮上逐渐缩短 致使带的速度落后于主动轮的圆周速度 同理 这种由弹性伸缩引起的滑动在从动轮上也要发生 但情况恰恰相反 带的速度比从动轮的圆周速度大 这种由于带的弹性伸缩而引起的带与带轮之间的相对滑动 称为带的弹性滑动 2020年1月8日 机械设计 带传动 12 弹性滑动引起从动轮的圆周速度V2比主动轮的圆周速度V1低 其降低量往往用滑动 表示 V1 V2 V1 x100 若取主 从动带轮的直径分别为d1 d2 转速分别为n1n2 则两带轮的圆周速度分别为 2020年1月8日 机械设计 带传动 13 可以解得 于是带的传动比为 当滑动率 1 2 时 在一般计算中可不予考虑 而取传动比为 2020年1月8日 机械设计 带传动 14 1 拉应力 2 离心应力 3 弯曲应力 带传动的应力分析 2020年1月8日 机械设计 带传动 15 式中 E 带的弹性模量 MPa Ha y 带的中性层到最外层之间的垂直距离 mm dd 带的基准直径 mm q 带的质量 kg m 2020年1月8日 机械设计 带传动 16 最大应力 max 1 c b 分析 V FC C 寿命 v FC 带对轮的压力 摩擦力 传动能力 q FC q和v均与FC成正比 但v的影响较大 V不可太小 否则传递载荷的能力会下降 P FeV 1000KW 1 V 5 25m s 2020年1月8日 机械设计 带传动 17 2 b与dd成反比 与ha 带的型号 成正比 弯曲应力 b只发生在带有弯曲变形的部分 2020年1月8日 机械设计 带传动 18 2020 1 8 19 max 1 C b1 应力 大 小 大 变应力 2020年1月8日 机械设计 带传动 20 7 计算带的根数z 2 根据n1 Pc选择带的型号 3 确定带轮基准直径dd1 dd2 带轮愈小 弯曲应力愈大 所以dd1 dmin dd2 idd1 1 圆整成标准值 具体步骤 1 确定计算功率Pc KAP 工况系数 查表3 2 4 验算带速v v 5 25m s N 5 确定中心距a及带长Ld 6 验算主动轮的包角 1 N z 7 N Y 8 确定初拉力F0 9 计算压轴力FQ 10 带轮结构设计 问题 带传动适合于高速级还是低速级 根据图3 5 套基准长度 表3 1 2020年1月8日 机械设计 带传动 21 a过小 带短 易疲劳a过大 易引起带的扇动 确定中心距 初定中心距a00 7 dd1 dd2 a0 2 dd1 dd2 机械设计基础 带传动工作情况分析 初算带长Ld0 计算实际中心距a 圆整 取基准带长Ld 表9 1 2020年1月8日 机械设计 带传动 22 带传动的使用维护 为什么要张紧 Fecv 100 调整F0 增大Fec但安装制造误差 塑性变形 F0不保证 设张紧装置 常见的张紧装置 调整中心距定期张紧自动张紧调整张紧轮 2020年1月8日 机械设计 带传动 23 自动张紧 调整中心距 定期张紧 2020年1月8日 机械设计 带传动 24 平带传动 张紧轮设置在处 调整张紧轮 带传动 张紧轮设置在处 松边内侧靠大轮 带只能单向弯曲 避免过多减小包角 松边外侧靠小轮 平带可以双向弯曲 应尽量增大包角 范例 2020年1月8日 机械设计 带传动 25 链传动的特点 一 构成主动链轮 从动链轮 链二 工作原理靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力有中间挠性件的啮合传动三 特点优点 远距离传动工作可靠 效率 较高平均传动比恒定i z2 z1压轴力Fp小于带传动的结构紧凑 与带传动比较 缺点 运动不均匀 z小 p大 不均匀 瞬时传动比不恒定传动平稳性差 冲击 振动大 噪音高 动载荷 不宜高速传动 外廓尺寸大 2020年1月8日 机械设计 带传动 26 一 链 传动链可分为 滚子链 齿形链1滚子链 套筒滚子链 组成 内 外链板 套筒 销轴 滚子 配合状况 内链板 套筒之间 过盈配合外链板 销轴之间 过盈配合套筒 销轴之间 间隙配合 使内外链板能相对转动链板形状的特点 等强度 内链板外链板套筒销轴滚子 2020年1月8日 机械设计 带传动 27 参数 节距p 相邻两销轴中心之距离链长 链节数 链节数为偶数时 刚好内 外链板相连 再用开口销或弹簧锁住活动销轴 为奇时 采用过渡链节 2020年1月8日 机械设计 带传动 28 2齿形链 无声链结构 链板 带两个齿 交错并列铰接 导板 防侧向窜动 由许多以铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳 无声链 链板的齿形与链轮轮齿互相啮合特点 优点 传动平稳 无噪声 承受冲击性能好 工作可靠适宜场合 高速传动或运动精度要求较高 传动比大和中心距较小缺点 结构复杂 价格较高 且制造较难 2020年1月8日 机械设计 带传动 29 二 链轮 1基本参数基本参数 节距p 套筒外径d1 齿数z 排距p1分度圆直径 被链轮节距等分的圆 d p sin180 z 齿顶圆直径 da 2齿形端面齿形 三圆弧一直线 零件工作图上不画 轴面齿形 工作图上要画 工作图应标明 链节距p 齿数z 分度圆直径d以及顶圆直径da3材料材料要求 保证轮齿具有足够的耐磨性 强度小链轮材料好些低碳钢 渗碳淬火 中碳钢 表面淬火 铸钢 夹布胶木 平稳 噪音小 2020年1月8日 机械设计 带传动 30 3 主要参数及其选择 一 链条速度二 传动比三 链轮齿数四 链节距五 中心距和链条长度 2020年1月8日 机械设计 带传动 31 一 链条速度 假定 主动边总处于水平位置链轮抽象成正多边形 边长为p链速 平均链速 相当于多边形轮的传动 2020年1月8日 机械设计 带传动 32 二 传动比 平均传动比 瞬时速度 传动比是变化的 且z越少 转速越不均匀 称为多边形效应 2020年1月8日 机械设计 带传动 33 三 链轮齿数 小链轮齿数选用奇数 这是因为链条的链节数一般用偶数 小链轮齿数z1愈多 传动愈平稳 动载荷减小通常取z1 17 且传动比i越小 z1可越多大链轮齿数z2 iz1 常取z2 12