广东工业大学机械设计第十三章带传动ppt课件

1、第十三章第十三章 带传动和链传动带传动和链传动一、带传动二、链传动本章重点及难点本章重点及难点: : 带传动的任务情况分析带传动的任务情况分析 带传动的失效方式和设计准那么带传动的失效方式和设计准那么 带传动主要设计参数的选择带传动主要设计参数的选择 链传动的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析 滚子链传动的参数选择和设计计算滚子链传动的参数选择和设计计算13-1 带传动的类型和运用带传动的类型和运用 自动带轮自动带轮1、从动带轮、从动带轮2、环形带、环形带静止时，两边拉力相等；静止时，两边拉力相等；传动时，拉力大的一边称为自动边紧边，传动时，拉力大的一边称为自动边紧边， 拉力小的一边

2、为从动边拉力小的一边为从动边松边松边靠带与带轮接触面间的摩擦力传送运动和动靠带与带轮接触面间的摩擦力传送运动和动力力F1F2Ff12F0F0F0F0一、带传动组成一、带传动组成二、任务原理二、任务原理开口传动开口传动 两轴平行，同向回转两轴平行，同向回转 交叉传动交叉传动 两轴平行，反向回转两轴平行，反向回转 半交叉传动两轴交错，不能逆转半交叉传动两轴交错，不能逆转 按形按形传式传式动分动分三、带传动的类型三、带传动的类型平带传动底面是任务面，可实现多平带传动底面是任务面，可实现多 种方式的传动种方式的传动 带传动带两侧面是任务面，承载带传动带两侧面是任务面，承载 力大，只用于开口传动力大，只

3、用于开口传动 多楔带传动具有平带和带的优点多楔带传动具有平带和带的优点同步带传动具有带与链传动的特点同步带传动具有带与链传动的特点按按带带的的截截面面分分三、带传动的类型三、带传动的类型圆形带传动圆形带传动汽车发动机add012013 .57)(180add012023 .57)(180带在带轮上的包角带在带轮上的包角2radaddadd12122sin四、带传动的参数四、带传动的参数1 中心距a2 包角3 带轮基准直径d与带节面对应的直径与带节面对应的直径 4 带基准长度d带在规定的张紧力下，位 于带轮基准直径上的周线长度LdaddddaL4)()(2221221 4 带基准长度d带在规定的

4、张紧力下，位 于带轮基准直径上的周线长度122122 cos()()2LABBCADadddd2212122112()2()8()8aLddLdddd知带长时，中心距为知带长时，中心距为五、带传动的优缺陷五、带传动的优缺陷优点：优点：远间隔传动远间隔传动可缓冲、减振，运转平稳可缓冲、减振，运转平稳过载维护过载维护构造简单构造简单, 精度低精度低, 本钱低本钱低缺陷：缺陷：外廓尺寸大外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，弹性滑动，传动比不固定，效率低效率低轴与轴接受力大轴与轴接受力大寿命短寿命短需求张紧安装需求张紧安装不宜用于高温不宜用于高温, 易燃场所易燃场所一、带受力变化二、紧松边拉力关系三、最

5、大有效拉力13-2 带传动受力分析带传动受力分析一、带受力变化一、带受力变化静止时，两边拉力相等静止时，两边拉力相等=F0张紧力张紧力任务时任务时:拉力添加拉力添加紧边：紧边： F0F1 紧边拉力紧边拉力拉力减少拉力减少松边：松边： F0F2 松边拉力松边拉力任务形状任务形状: 带两边拉力不相等带两边拉力不相等 紧松边判别：紧松边判别：绕进自动轮的一边绕进自动轮的一边紧边紧边F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边动画动画二、紧松边拉力关系二、紧松边拉力关系紧边由紧边由F0F1拉力添加，带增长拉力添加，带增长松边由松边由F0F2 拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短总长不变总长不变 带增长量带

6、缩短量带增长量带缩短量F1F0F0F2 ; F1F22F0 有效拉力有效拉力: F1 - F2 即带所传送的圆周力即带所传送的圆周力F圆周力圆周力F：F = F1 - F2 = Ff F1F2F0F0F0F0Ff紧边紧边松边松边带传动的有效圆周力等于带与带传动的有效圆周力等于带与带轮的摩擦力，即紧边与松边带轮的摩擦力，即紧边与松边的拉力差。的拉力差。1000FvP dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d2三、最大有效拉力三、最大有效拉力假设不思索带的离心力，由法假设不思索带的离心力，由法向和切向各力的平衡得：向和切向各力的平衡得：sin()22NdddFFFdF()coss22Ndd

7、fdFFdFFco取取 并略去二阶微量并略去二阶微量cos1,sin222ddd feFF21 挠性体摩擦的根本公式挠性体摩擦的根本公式为带轮的包角；为带轮的包角；此时，摩擦力到达最大此时，摩擦力到达最大带所能传送的最大圆周力带所能传送的最大圆周力影响要素：影响要素：初拉力初拉力F0F包角包角F，带与带轮接触弧越长带与带轮接触弧越长总摩擦力越大总摩擦力越大摩擦系数摩擦系数 f F)11 (121feFFFFF0F0越大越好吗？越大越好吗？越小呢？越小呢？在一样条件下，在一样条件下，v v带与平带哪种传送较大的功率？带与平带哪种传送较大的功率？摩擦力分析：摩擦力分析：比较平带与比较平带与V V带

8、带FN/2FN/2FQ FQFNfNQFfFfFfNFfFsin/2QQfFf F在一样条件下在一样条件下 ，V V带能传送较大的功率。带能传送较大的功率。或在传送功率一样时，或在传送功率一样时，V V带传动的构造更为紧凑。带传动的构造更为紧凑。v由离心力产生的离心由离心力产生的离心v拉应力拉应力c： ? 带传开任务时带传开任务时,作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力?它们它们的分布及大小有什么特点的分布及大小有什么特点?最大应力发生在什最大应力发生在什么部位么部位?为什么要限制带速？为什么要限制带速？ 带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力 由拉力产

9、生的拉应力由拉力产生的拉应力s1、s2：AF /11 AF /22 112dyEb 222dyEb v由带弯曲产生的弯曲应力由带弯曲产生的弯曲应力: b1,b2Aqvc/2 变应力变应力疲劳破坏疲劳破坏最大应力最大应力: smax=s1+sb1+sc发生位置发生位置: 小带轮与紧边接触处小带轮与紧边接触处13-3 带的应力分析带的应力分析为限制为限制b不过大不过大限制限制dmin为限制离心拉应力为限制离心拉应力c不过大不过大限制限制Vb=2yE/dFc=qV2但但vmin5 m/S (P=Fv/1000)vmin5 m/S (P=Fv/1000) 5m/Sv25m/S 5m/Sv25m/S 普

10、通以普通以v=20m/sv=20m/s为宜为宜 i1 (小轮自动):最大应力发生位置最大应力发生位置: :带绕进小轮处带绕进小轮处 因带是运动的因带是运动的, ,即带是处于变应力形状下任务的即带是处于变应力形状下任务的, ,每环绕每环绕一圈一圈, ,变化两次变化两次, ,当应力循环次数到达一定数值后当应力循环次数到达一定数值后, ,将产生疲将产生疲劳破坏劳破坏. .2C1b2maxb1 N = 3600 kTV/L V V带速带速(m/S)(m/S)L L带长带长(m) (m) V/L V/L 绕转次数绕转次数/ /秒秒K K带轮数带轮数 (K (K次次/ /周周) ) T T带的寿命带的寿命

11、(h)(h)应力循环次数应力循环次数: 什么是弹性滑动什么是弹性滑动, 什么是打滑什么是打滑? 对传动有什么影响？对传动有什么影响？ 为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑? 能否可以防止能否可以防止?分析：带是弹性体分析：带是弹性体弹性形变弹性形变：EAF 13-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比一、弹性滑动一、弹性滑动F2F2F1F1从动轮从动轮n2自动轮自动轮n1一、弹性滑动一、弹性滑动定义：定义：由于带的两边弹性变形不等所引由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对起的带与带轮之间的微量相对滑动滑动产生的缘由：产生的缘由：带的弹性、松边与紧边

12、拉力差带的弹性、松边与紧边拉力差变形量改动，相对轮滑动变形量改动，相对轮滑动弹性滑动的特点：弹性滑动的特点：弹性滑动不可防止弹性滑动不可防止 F 弹性滑动弹性滑动 弹性滑动范围弹性滑动范围 后果：后果：带速滞后于自动轮，超前于从动轮带速滞后于自动轮，超前于从动轮v1 v带带 v2 ，v1 v2 带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定%100121vvv弹性滑动率：弹性滑动率：1221(1)ndind21dd假设弹性滑动扩假设弹性滑动扩展到整个接触弧展到整个接触弧? ? F1F2紧边紧边松边松边二、打滑二、打滑定义：定义：带沿带轮面发生全面滑动带沿带轮面发生全面滑动 产生的缘由：产生的缘由：FFf

13、max 弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧显著滑动显著滑动(打滑打滑)特点：特点：打滑可以防止，而且该当防止打滑可以防止，而且该当防止短时打滑起到过载维护作用短时打滑起到过载维护作用打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处 后果：后果：打滑打滑带的猛烈磨损带的猛烈磨损从动轮转速猛烈降低从动轮转速猛烈降低传动失效传动失效? ?如何防止打滑如何防止打滑 F1F2紧边紧边松边松边)11 (121feFFFF一、V带的构造二、普通V带规范三、V带传动设计计算13-5 普通普通V带传动的计算带传动的计算一、一、V V带的构造带的构造 伸张层伸张层( (顶胶顶胶) )、强力层、强力层( (抗

14、拉体抗拉体) )、紧缩层、紧缩层( (底胶底胶) )、包布层、包布层二、二、V V带规格带规格 普通普通V带：带：Y、Z、A、B、C、D、E七种七种 窄窄V带：带：SPZ、SPA、SPB、SPC四种四种 截面尺寸见表截面尺寸见表13-113-1三、三、V V带传动设计计算带传动设计计算1 带传动失效方式及设计准那么2 单根V带能传送的功率3 设计步骤1 带传动失效方式及设计准那么 失效方式：打滑、带的疲劳损坏失效方式：打滑、带的疲劳损坏 设计准那么：设计准那么：FFfmax、 smax=s1+sb1+scs 设计根据：保证不打滑的条件下，使带具有一定设计根据：保证不打滑的条件下，使带具有一定的

15、疲劳强度或寿命的疲劳强度或寿命详细做法：详细做法：确定单根带所能传送的许用功率确定单根带所能传送的许用功率根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率确定带平安任务的根数确定带平安任务的根数2 单根V带能传送的功率 保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命 单根普通单根普通v v带的根本额定功率可查表带的根本额定功率可查表13-313-3，窄，窄v v带的表带的表13-413-4 根本额定功率确定条件：根本额定功率确定条件：i =1,i =1,特定带长，任务平稳特定带长，任务平稳 实践任务中单根带所能传送的许用功率：实践任务中单根带所能传送的

16、许用功率：1000)11 (100010veFFvPf不打滑不打滑不疲劳破坏不疲劳破坏1( )(1)1000bcfAve1000)11 (1veAfLKKPPP)(000带长修正系数，表带长修正系数，表13-2包角修正系数，表包角修正系数，表13-7时的功率增量，普通时的功率增量，普通13-5，窄，窄13-61i3 设计步骤 知条件及设计内容：知条件及设计内容：知条件知条件设计内容设计内容传送的名义功率传送的名义功率P P 自动轮转速自动轮转速n1n1从动轮转速从动轮转速n2 n2 或传动比或传动比i i 传动位置要求传动位置要求 工况条件、原动机类型等工况条件、原动机类型等V V带的型号、长

17、度和根数带的型号、长度和根数带轮直径和构造带轮直径和构造传动中心距传动中心距 a a验算带速验算带速 v v 和包角和包角计算初拉力和压轴力计算初拉力和压轴力d2 = i d1(1)，圆，圆整成规范值，表整成规范值，表13-9带轮愈小，弯曲应力愈带轮愈小，弯曲应力愈大，所以大，所以d1 dmin 7、计算带的根数、计算带的根数 z2、根据、根据n1、 Pc 选择带的型号选择带的型号3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径d1、d2 700KKPPPPPzLcc详细步骤详细步骤1、确定计算功率、确定计算功率 Pc KAP工况系数，工况系数，查表查表13-84、验算带速、验算带速v (v525m/s

18、)N5、确定中心距、确定中心距 a 及带长及带长 Ld6、验算自动轮的包角、验算自动轮的包角1N z 7 ？NY8、确定初拉力、确定初拉力 F09、计算压轴力、计算压轴力 FQ10、带轮构造设计、带轮构造设计问题：带传动适宜于问题：带传动适宜于高速级还是低速级？高速级还是低速级？根据图根据图13-15或或13-16 0012011203.57180adddd 205 . 2500qvzvKPKFc2sin210zFFQ套基准长度，表套基准长度，表13-2a 过小，带短，易疲劳过小，带短，易疲劳a 过大，易引起带的扇动过大，易引起带的扇动确定中心距确定中心距初定中心距初定中心距 a0 0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2)初算带长初算带长L0 计算实践中心距计算实践中心距 a22100120224ddLadda002dLLaa圆整圆整取基准带长取基准带长 Ld(表表132) 根本构外型式根本构外型式按带轮直径确定分实心式、腹板式、按带轮直径确定分实心式、腹板式、 孔板式、椭圆轮辐式孔板式、椭圆轮辐式 详细轮槽尺寸见表详细轮槽尺寸见表13-1013-1013-6 带轮的构造带轮的构造 本卷须知：本卷须知：1.1.中心距应可调中心距应