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机械毕业设计135减速器的设计链轮设计,毕业设计
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机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 0 机械设计基础 精品课程（ 2007年版） 成都电子机械高等专科学校 机械基础教研室 机械基础系列电子讲稿 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 1 本章主要内容 5.1 带传动概述 5.2 带传动的工作情况分析 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.4 同步带传动简介 5.5 V带传动的张紧和维护 5.6 链传动概述 5.7 滚子链和链轮 5.8 滚子链传动的设计 5.5 链传动的布置、张紧和维护 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 2 5.1 带传动概述 a）摩擦式 b）啮合式 图 5.1 带传动的组成 带传动是机械传动系统中用以传递运动和动力的常用传动装置之一。带传动是由带和带轮组成的绕性传动。按其工作原理分为 摩擦型带传动 和 啮合型带传动 。摩擦型带传动靠带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力。啮合型带传动靠带齿与带轮齿之间的啮合实现传动。本章主要讨论摩擦型带传动设计的有关问题。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 3 5.1.1 带传动的类型和应用 5.1 带传动概述 一、带传动特点 传动带具有良好的弹性，能缓冲和吸振，传动平稳，噪声小； 过载时，带和带轮面间发生打滑，可防止其他零件损坏； 带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便； 可用于中心距较大的两轴间的传动； 带传动不能保证准确的传动比（一般 i 3 5），对轴和轴承的压力较大，传动的效率较低，带速一般为 5 25m/s，带的寿命较短，传动的外廓尺寸较大； 不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 4 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 5 按传动带的截面形状分 （ 1） 平带： 平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。 （ 2） V 带 ： 截面形状为梯形，两侧面为工作表面。 二、带传动的类型及应用 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 6 （ 4） 圆形带： 横截面为圆形。只用于小功率传动。 （ 5） 齿形带（同步带） ： （ 6） 齿孔带 ： （ 3） 多楔带： 它是在平带基体上由多根 V带组成的传动带。可传递很大的功率。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 7 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 8 按用途分 （ 1） 传动带 传递动力用 （ 2） 输送带 输送物品用。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 9 带传动的特点 能吸收振动，缓和冲击 ,传动平稳，噪音小； 过载时，带会在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用； 结构简单，制造、安装和维护方便，成本低； 带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率低； 由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力； 带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑； 带的寿命较短，需要经常更换； 不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 10 带传动的应用 摩擦带传动适用于要求传动平稳、传动比要求不准确、中小功率的远距离传动。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 11 5.1.2 普通 V带的结构和标准 V带由顶胶、抗拉体、底胶和包布四部分组成（图 5.4）。 图 5.4 V带的结构 节宽 bp(中性层 ) 截面高度 h 相对高度 h/bp 基准直径 dd 基准长度 Ld 楔角为 40 、相对高度约为 0.7的 V带称为普通 V带，现已经标准化。包括七个型号： Y， Z， A， B， C， D， E 。 带绕在带轮上时产生弯曲，外层受拉伸长，内层受压缩短，内外层之间必有一长度不变的 中性层 ，其宽度 b p称为 节宽 。V带轮上与 b p相应的带轮直径 d d 称为 基准直径 。与带轮基准直径相应的带的周线长度称为 基准长度 ，用 Ld表示。两带轮轴线间的距离 a称为 中心距 ，带与带轮接触弧所对应的中心角称为包角 。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 12 5.1.3 V带轮的材料和结构 5.1 带传动概述 V带轮的常用材料：铸铁（ HT150 、 HT200）、铸钢、铝合金、塑料等。 带轮 轮缘 用于安装 V带轮的部分 ； 轮毂 带轮与轴相联接的部分 ； 轮辐 轮缘与轮毂相联接的部分。 根据带轮直径的大小，普通 V带轮有实心轮，辐板式轮，孔板式轮、椭圆辐轮四种典型结构（教材图 5.5）。其基本尺寸可查阅相关书籍。 31 290 nAPh nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 13 5.2 带传动的工作情况分析 图 5.6 带传动受力情况 5.2.1 带传动的受力分析 初拉力 紧边拉力 松边拉力 圆周力： F=F1 F2 1000FvP 传递功率： 打滑： vfeFF 21当 V带即将打滑时，紧边拉力 F1和松边拉力 F2之间的关系： 柔韧体摩擦的欧拉公式 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 14 5.2 带传动的工作情况分析 5.2.1 带传动的受力分析 假设带工作时其总长不变，则： F1 F0=F0 F2，即： F1+F2=2F0 则 V带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力： 1120m a x vvffeeFFmaxF和紧边拉力 F1的关系： vfeFF111m axnts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 15 5.2 带传动的工作情况分析 5.2.2 带传动的弹性滑动与传动比 图 5.7 带传动的弹性滑动 弹性滑动： 滑动率 ： 传动比 i： )1(1221ddnnindndndvvv12211121 1 1 2 2 2 2121 1 1 1 11d d dddd n d n d nvvv d n d n nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 16 一般带传动的滑动系数 ，因值很小，非精确计算时可以忽略不计。 02.001.0弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 17 在一定的初拉力 F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为 打滑 。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。 随着紧松边拉力差的增大，带的弹性滑动区域扩展至带与带轮的整个接触面时，即发生打滑。打滑是由于过载引起的，是可以避免的。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 18 5.2 带传动的工作情况分析 5.2.3 带传动的应力分析 二、由离心力产生的拉应力 三、弯曲应力 一、由拉力产生的拉应力 紧边拉应力 松边拉应力 AF 11 AF 22 Aqvc2dab dhE2nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 19 5.2 带传动的工作情况分析 5.2.3 带传动的应力分析 带在工作时的应力分布如图 5.11所示。 图 5.11 带的应力分布 11m a x bc 防止疲劳破坏条件： nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 20 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.1 带传动的失效形式和设计准则 带传动的主要失效形式： 传动的设计准则： 保证带在工作中不打滑 具有足够的疲劳强度 满足一定的使用寿命 带在带轮上打滑和疲劳破坏（脱层、撕裂或拉断） nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 21 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.2 单根 V带的基本额定功率 将包角为 180（ i=1）、特定基准长度、载荷平稳时单根普通 V带所能传递的额定功率 P1称为单根 V带的基本额定功率。实际工作条件下，单根 V带的额定功率 P1 1 1 1() LP P P K K 1P1PKLK 带长修正系数 单根 V带的基本额定功率； 功率增量 包角修正系数 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 22 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.3 V带型号与根数的确定 V带的截面形状可由计算功率 PC和小带轮转速 n1查 图5.12得到，其中： PKP Ac P 传动的额定功率； AK 工作情况系数； V带根数 z（参见表 5.8）： m a x11()ccLPPzzP P P K K nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 23 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.4 主要参数的选择 一、带轮基准直径和带速 1 m i nddd12 dd idd 小带轮的基准直径： 大带轮的基准直径： 带速（ 5 25m/s）： 10006011 ndv dnts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 24 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.4 主要参数的选择 二、中心距和带长 图 5.13 带传动的几何关系 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d 2210 0 1 2()2 1 . 5 7 ( )4ddddddL a d da 200LLaa d dLaa 03.0m a x dLaa 015.0m i n nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 25 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.4 主要参数的选择 三、小轮包角（一般不低于 120） 3.571 8 0 121add dd四、初拉力 20 15.25 0 0qvKzvPF c nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 26 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.5 带传动作用在轴上的压力 FQ 图 5.14 带作用在轴上的压力 2s i n22c o s2 100zFzFF Q nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 27 5.3 普通 V带的传动设计计算 5.3.5 带传动的设计任务及步骤 设计任务：合理选择参数，确定带的截型、长度、根数及带轮材料、结构和尺寸。 设计步骤（例 5.1）： 选择普通 V带截型； 确定带轮基准直径，并验算带速； 确定带长和中心距； 验算小带轮包角； 确定带的根数； 计算轴上压力等。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 28 5.4 同步带传动简介 5.4.1 同步带传动的特点和应用 无相对滑动，带长不变，传动比恒定； 带的柔性好，可用直径较小的带轮，传动结构紧凑，能获得比较大的传动比； 带薄而轻，强力层强度高，适用于高速传动，速度可达 40m/s； 传动效率高，可达 0.58 0.55； 初拉力较小，故轴和轴承上所受的载荷小； 主要缺点是制造、安装精度要求较高，成本高。 同步带的特点 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 29 5.4 同步带传动简介 5.4.2 同步带的参数、型式、尺寸和标记 一、同步带的参数 1）节距 pb 图 5.16 同步齿形带传动 2）模数 mnts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 30 5.4 同步带传动简介 5.4.2 同步带的参数、型式、尺寸和标记 二、同步带的型式、尺寸和标记 5.4.3 梯形齿同步带传动的设计 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 31 5.5 V带传动的张紧和维护 5.5.1 带传动的张紧 一、调整中心距 a） b） c） 图 5.15 调整中心距 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 32 5.5 V带传动的张紧和维护 5.5.1 带传动的张紧 二、采用张紧轮装置 a) b) 图 5.20 采用张紧轮 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 33 5.5 V带传动的张紧和维护 5.5.2 带传动的安装与维护 图 5.21 V带轮的安装位置 安装 V带时，先将中心距缩小后将带套入，然后慢慢调整中心距，直至张紧； 安装时，两带轮的轴线应平行，误差不得超过 20，见图 5.20； 选用 V带时要注意截型和长度； 新旧不同的 V带不能同时使用； 带工作温度不应超过 60C，工作时不得与腐蚀性物体接触； 带传动应加防护罩。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 34 5.6 链传动概述 图 5.22 链传动的组成 链传动由主动链轮 1、从动链轮 2和中间挠性件 (链条 )3组成，如图 5.22所示。通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 35 5.7 滚子链和链轮 5.7.1 滚子链的结构和标准 图 5.24 滚子链 滚子链有单排 /双排和多排。单排滚子链的结构如图 5.24所示，它由内链板 1/外链板 2套筒 3/销轴 4和滚子 5组成。 相邻两滚子轴线间的距离称为链节距，用 p表示，链节距 p是传动链的重要参数。区别排距 Pt。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 36 图 5.26 滚子链接头形式 5.7 滚子链和链轮 5.7.1 滚子链的结构和标准 链条在使用时封闭为环形，当链节数为偶数时，可用开口销或弹簧卡固定销轴，如图 5.26a、 b所示；若链节数为奇数，则需采用过渡链节，如图 5.26c所示。 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 37 5.7 滚子链和链轮 5.7.2 滚子链链轮 轮子链链轮是链传动的主要零件。国家标准规定了滚子链链轮端面齿形，如图 5.27所示。齿槽各部分的尺寸计算公式见表 5.11。 图 5.27 链轮端面齿形 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 38 5.8 滚子链传动的设计 5.8.1 链传动的失效形式 常见的失效形式： 链板疲劳破坏 滚子和套筒的冲击破坏 链条铰链磨损 链条铰链的胶合 过载拉断 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 39 5.8 滚子链传动的设计 5.8.2 功率曲线图 图 5.25 极限功率图 1 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 套筒和滚子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曲线； 5 实际使用的极限功率曲线 一、极限功率曲线图 nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 40 5.8 滚子链传动的设计 5.8.2 功率曲线图 二、功率曲线图（详见图 5.30） 5.8.3 滚子链传动的设计计算 一、链传动的平均速度及传动 1) 平均速度 1000601000602211pnzpnzv av2) 链传动的平均传动比 1221zznniav nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传动 41 5.8 滚子链传动的设计 5.8.3 滚子链传动的设计计算 二、功率计算 1) 当 v0.6m/s时 校核时： PP0KZKLKm/KA 设计时： P0= KAP/（ KZKLKm） 2) 当 v 0.6m/s时，按静强度校核 S=Qm/(KAF) S nts机械设计基础 第 5章 带传动 和 链传
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