（中职）机械设计基础5教学课件

1、YCF正版可修改PPT（中职）机械设计基础5教学课件第五章 带传动和链传动本 章 概 述教 学 目 标第一节 带传动第二节 链传动本 章 概 述带传动是机械传动系统一种应用很广的传动装置，是由带和带轮组成的挠性传动。链传动同时兼有齿轮传动和带传动的特点，是一种应用十分广泛的机械传动形式，本章主要就带传动和链传动的类型、特点、受力分析、工作参数等方面的知识进行介绍和讲解。返回教 学 目 标1.了解带传动和链传动的工作原理、特点、类型和应用。2.熟悉V带的构造、标准和带轮的材料、结构。3.理解带传动的工作能力分析。4.了解链传动的运动特性。5.熟悉滚子链传动的计算。返回第一节 带传动一、带传动的类

2、型、特点及应用如图5-1所示，带传动是由主动轮1、从动轮2及传动带3组成。带是挠性件，张紧在两轮上，通过它将主动轮1的运动和动力传递给从动轮2。1.带传动的类型和应用根据工作原理，带传动可分为两类:靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动的摩擦带传动，如图5-1(a)所示。靠带内侧的凸齿与带轮外缘上的齿槽直接啮合实现传动的啮合带传动，如图5-1(b)所示的同步带传动就是啮合带传动的一种。本章将重点介绍摩擦带传动。摩擦带传动按传动带的截面形状可分为:下一页返回第一节 带传动(1)平带传动 如图5-2(a)所示，截面形状为矩形，其工作面为内表面。常用的平带为橡胶帆布带。平带传动多用于中心距较大的场合。(2

3、) V带传动 截面形状为等腰梯形，其工作面为两侧面，如图5-2(b)所示。V带与平带相比，当量摩擦系数大，能传递较大的功率，且结构紧凑，在机械传动中应用最广。(3)多楔带传动 如图5-2(c)所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。多楔带能传递的功率更大，且能避免多根V带长度不等而产生的传力不均的缺点。故适用于传递功率较大且要求结构紧凑的场合。(4)圆带传动 横截面为圆形，如图5-2(d)所示。常用于小功率传动，如仪表、缝纫机、牙科医疗器械等。上一页下一页返回第一节 带传动2.带传动的特点带传动是利用具有弹性的挠性带来传递运动和动力的。故具有以下特点:弹性带可缓冲吸振，故传动平稳，噪声小

4、。过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。带传动的中心距较大，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉。由于带与带轮之间存在弹性滑动，导致速度损失，传动比不稳定，且传动效率较低。带为非金属元件，故不宜用在酸、碱等恶劣工作环境下。上一页下一页返回第一节 带传动带传动适用于要求传动平稳，但传动比要求不严格且中心距较大的场合。一般带速v=525 m/s，传动比 ，传递功率P 35m/s时，可用铸钢制造。传递功率较小时，可用铸铝或工程塑料。(2)带轮的结构 v带轮一般由具有轮槽的轮缘(带轮的外缘部分)、轮辐(轮缘与轮毅相连的部分)和轮 (带轮与轴相配的部分)三部分组成。轮槽

5、尺寸见表5-4。V带轮按轮辐结构的不同可分为四种形式:如图5-6(a)所示为实心带轮(S型);如图5-6(b)所示为腹板带轮(P型);上一页下一页返回第一节 带传动如图5-6(c)所示为孔板带轮(H型);如图5-6(d)所示为椭圆轮辐带轮(E型)。带轮直径较小时可采用实心带轮，中等直径的带轮可采用腹板带轮或孔板带轮，直径较大时可用轮辐带轮。V带轮的具体结构形式及尺寸的确定可参阅有关机械设计手册。式中P传递的功率，kW ; n带轮的转速，r/min ; A轮辐数。上一页下一页返回第一节 带传动五、V带传动的失效形式及设计计算1.带传动的失效形式和设计准则由带传动的工作情况分析可知，带传动的主要失

6、效形式是打滑和带的疲劳损坏。因此，带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。2.单根普通v带传递的功率在载荷平稳、特定带长、传动比i=1、包角 的条件下，由试验得到的单根普通V带的基本额定功率 见表5-5。实际应用时，应对查得的单根V带的基本额定功率 值加以修正，上一页下一页返回第一节 带传动从而得出单根V带在实际工作条件下所能传递的许用功率 ，其计算公式为 (5-10)式中， 为功率增量，考虑实际传动比 时，V带绕过大轮所受的弯曲应力比特定条件下的小，额定功率的增大值见表5-7; 为包角系数，考虑 时包角对传递功率的影响，见表5-6; 为带长修正系数，考虑带

7、为非特定长度时带长对传递功率的影响，见表5-3。3.普通V带传动设计计算通常V带传动的已知条件是:传动用途、载荷性质、传递的功率P、两轮转速 、 (或传动比i)以及对传动外廓尺寸要求等。上一页下一页返回第一节 带传动普通V带传动的设计任务是:确定普通V带的型号，计算和选择带与带轮的各个参数，计算带的根数，计算初拉力和轴上压力，画出带轮零件工作图等。设计步骤和参数选择如下:(1)确定计算功率 (5-11)式中， 为工作情况系数，见表5-8。(2)选择普通V带的型号 根据计算功率和主动轮转速，由图5 -7选择普通V带型号。(3)确定两带轮的基准直径 , 小带轮的基准直径 是重要的自选参数。上一页下

8、一页返回第一节 带传动较小的 可使传动结构紧凑，但弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时应使 ， 的值见表5-22.忽略弹性滑动的影响， 。 , 要取标准值，见表5-2 (4)验算带速v (5-12)带速高则离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动易打滑，且带的绕转次数增多，降低带的寿命。带速低则带传递的圆周力增大，带的根数增多。一般使v=525m/ s。如带速超过上述范围，应重选小带轮直径 。(5)确定中心距a和带的基准长度 带传动的中心距小则结构紧凑，但传动带较短，包角较小，且带的绕转次数增多，降低了带的寿命，致使传动能力降低。上一页下一页返回第一节 带传动如果中心距过大则结构尺寸大。通常可

9、按下式初步确定中心距 为 (5-13)带的基准长度计算公式可由下式求得 (5-14)查表5-3选定与计算值 相近的带的基准长度 的标准值，再由下式确定实际中心距a为 (5-15)考虑到安装调整和张紧的需要，中心距应有调整量。一般取上一页下一页返回第一节 带传动(6)验算小带轮包角 (5-16)一般 ，若不满足此条件，可采用适当增大中心距或加张紧轮等措施改进。(7)计算V带根数z (5-17)带的根数应圆整为整数。根数过多，易使各带受力不均匀，一般应满足z10(8)计算单根V带的初拉力单根V带的初拉力 为 (5-18)上一页下一页返回第一节 带传动由于新带易松弛，对非自动张紧的普通V带传动，安装

10、新带时的初拉力应为计算值的1. 5倍。(9)计算作用在轴上的压力作用在带轮轴上的压力 一般按静止状态下带轮两边均作用初拉力 进行计算，如图5 -8所示，可得 (5-19)式中， 单根普通V带的初拉力，N; zV带根数。 的大小会影响轴、轴承的强度和寿命。(10)带轮结构设计设计完成后，需要绘制带轮零件工作图。上一页下一页返回第一节 带传动例5-1设计某机床用普通V带传动。已知电动机额定功率P = 8 kW，转速 = 1480 r/min，从动轴转速 = 650 r/min，每天工作两班制。解(1)确定计算功率 由表5-8查得 =1.1，由式(5-11)得 (2)选取普通V带型号根据 = 8.

11、8kW , =1480r/min，由图5 -7选用A型普通V带。(3)确定两带轮的基准直径 , 根据表5-2选取 = 112 mm大带轮基准直径为上一页下一页返回第一节 带传动按表5 -2选取标准值 =250mm，则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为 从动轮的转速误差率为在 5%内，为允许值。(4)验算带速带速在525 m/s范围内。上一页下一页返回第一节 带传动(5)确定带的基准长度 和实际中心距a初定中心距 取 =500mm。由式(5-14)得由表5-3选取基准长度 =1600mm。上一页下一页返回第一节 带传动由式(5-15)得实际中心距a为取a=510mm。考虑安装、调整和补偿张紧力

12、的需要，中心距应有一定的调节范围。中心距a的变动范围为(6)校验小带轮包角由式(5-16)得 ，合适。上一页下一页返回第一节 带传动(7)确定v带根数 由式(5-17)得根据 , ，用线性插值法得 。由表5-7查得功率增量为 由表5-3查得带长度修正系数 ，得包角系数 ，因而得普通V带根数为 圆整得z=5根。(8)求初拉力 及带轮轴上的压力 上一页下一页返回第一节 带传动由表5-1查得A型普通V带的每米长质量 = 0. 10 kg/m，根据式(6-18)得单根V带的初拉力为由式(5-19)可得作用在轴上的压力 为(9)带轮的结构设计按本章内容进行设计(设计过程及带轮零件工作图略)。(10)设计

13、结果选用5根A-1600GB 1171-1989普通V带，中心距a = 510mm，带轮直径 ， ,轴上压力 。上一页下一页返回第一节 带传动六、带传动的张紧、安装与维护1.带传动的张紧与调整带传动工作一段时间后，会因为产生变形而松弛，使张紧力减小，传动能力下降。所以必须定期检查，若发现张紧力不足，需重新张紧。重新张紧的方法通常有:(1)采用张紧轮 当中心距不便调整时，可采用张紧轮装置重新张紧。为使张紧轮受力小，带的弯曲应力应不改变方向，从而延长带的寿命，张紧轮一般设置在松边的内侧且靠近大轮处，如图5-9所示。若设置在外侧时，则应靠近小轮，这样可以增加小轮的包角，提高带的工作能力。上一页下一页

14、返回第一节 带传动(2)调整中心距定期张紧 一般通过调节螺打来调整中心距，以达到重新张紧的目的。如图5-10(a)所示的滑道式适用于水平的传动场合;如图5-10(b)所示的摆架式适用于倾针的传动场合。自动张紧 如图5-10(c)所示，将装有带轮的电动机安装在摆架上，利用电动机的自重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。2.带传动的安装与维护正确安装、合理使用和妥善维护，是保证V带传动正常工作及延长V带寿命的有效措施。一般应注意以下几点:安装V带时，首先缩小中心距，将V带套入轮槽中，再按初拉力进行张紧。上一页下一页返回第一节 带传动同组使用的v带应型号相同、长度相等，不同厂家生产的v

15、带或新旧V带不能同组使用。安装时两轮轴线必须平行，且两带轮相应的V型槽的对称平面应重合，误差不得超过 ，如图5-11所示。否则将加剧带的磨损，甚至使带从带轮上脱落。带传动装置的外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带。传动带不宜在阳光下暴晒，以免变质，其工作温度不宜超过 。带传动不需润滑，禁止往带上加润滑油或润滑脂，应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。如果带传动装置较长时间不用，应将传动带放松。上一页下一页返回第二节 链传动一、链传动的组成、特点、分类及应用链传动广泛应用于矿山机械、农业机械、起重运输机械、机床传动及轻工机械中。如图5-12所示，链传动由主动链轮1、从动链

16、轮2和绕在链轮上的链条3组成。通过链条与链轮轮齿相啮合传递运动和动力。与带传动相比，链传动具有以下特点:链传动能得到准确的平均传动比;链条不需要太大的张紧力，故对轴的作用力小;传递的功率较大，低速时能传递较大的圆周力;链传动可在高温、油污、潮湿、日晒等恶劣环境下工作，但其传动平稳性差，不能保证恒定的瞬时链速和瞬时传动比;下一页返回第二节 链传动链的单位长度重量较大，工作时有周期性的动载荷和啮合冲击，引起噪声;链节的磨损会造成节距加长，甚至使链条脱落，速度高时，尤为严重，同时急速反向性能差，不能用于高速。链传动适用于中心距较大的两平行轴间的低速传动或多根轴线的传动。按用途不同，链条可分为传动链、

17、输送链和起重链。根据结构不同，传动链又分为齿形链(图5-13)和滚子链(图5-14)等多种。常用的是滚子链。二、滚子链的结构及标准1.滚子链的结构上一页下一页返回第二节 链传动如图5-14所示，滚子链由内链板1、外链板2、套筒3、销轴4和滚子5组成。滚子与套筒、销轴与套筒均为间隙配合而形成动连接;套筒与内链板、销轴与外链板间均是过盈配合而构成内、外链节。链条工作时滚子与链轮轮齿间为滚动摩擦，可减轻链与轮齿的磨损。链板制成“8”字形，以减轻重量并保持各截面的强度接近相等。双排滚子链(图5-15)或多排滚子链适用于传递功率较大的场合。但实际运用中排数不宜过多，一般不超过4，以免各排受载不均匀。链条

18、长度以链节数来表示。链节数通常取偶数，当链条连成环形时，正好是外链板与内链板相接，接头处可用开口销或弹黄夹锁紧，如图5-16(a)、图5-16(b)所示。若链节数为奇数时，则需采用过渡链节，如图5-16(c)所示。上一页下一页返回第二节 链传动在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。2.滚子链的标准滚子链是标准件，分为A,B两个系列，主要参数见表5-9。两滚子轴线间的距离称为链节距，用P表示。滚子链的标记方法为:链号一排数整链链节数标准代号。例如，A系列滚子链，节距为12.7 mm，单排，链节数为86，其标记方法为08A-1 x 86GB 1243.1-1983三、链传动

19、主要参数的计算和选择1.平均传动比为设 , 分别为两轮的转速(r/min) ; , 分别为主、从动链轮的齿数;P为链节距。上一页下一页返回第二节 链传动 则链条的平均速度为 (5-20)由上式可得链传动的平均传动比为 (5-21)实际上，平均传动比的瞬时值是按每一链节的啮合过程做周期性变化的。链传动工作时不可避免地会产生振动、冲击及附加动载荷，使传动不平稳。因此链传动不适用于高速传动。2.齿数 , 和传动比i小链轮齿数 少，则动载荷增大，传动平稳性差，链易磨损，故应限制小链轮的最少齿数，一般取 。低速时，可少至9。上一页下一页返回第二节 链传动大链轮齿数按传动比确定， ，应使 。 过多，则磨损

20、后的链易从链轮上脱落。由于链节数常为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用数列17,19,23,25,38,57,76,85,114中的数。通常链传动的传动比 ，推荐用i=23. 5。3.链的节距PP是链传动最主要的参数，决定链传动的承载能力。在一定条件下，P越大，承载能力越高，但引起的冲击、振动和噪声也越大。为使传动平稳和结构紧凑，应尽量选用节距较小的单排链。高速、大功率时，可选用小节距多排链。4.中心距a和链节数上一页下一页返回第二节 链传动中心距大，则链长，单位时间内链节应力循环次数少，磨损慢，链的使用寿命长，且小链轮的包角大，同时啮合齿数多，对传动有利。

21、但中心距过大，链条易发生上、下颤动。最大中心距 最小中心距应保证小链轮包角不小于 。链条的长度常用链节数 表示，链长总长 。链节数可根据 、 和选定的中心距 计算，计算结果圆整成相近的偶数。根据选定的 。可计算理论中心距 ，为保证链长有合适的垂度，实际中心距a应略小于理论中心距 。为了便于安装和张紧，一般设计成可调整的中心距。5.链轮链轮的结构如图5-17所示。上一页下一页返回第二节 链传动小直径的链轮可制成实心式，如图5-17 ( a)所示;中等直径可制成孔板式，如图5-17(b)所示;大直径的链轮可制成组合式，如图5-17(c)(焊接式)和图5-17(d) (螺栓连接)所示。常用的链轮材料有碳素钢，如45钢、50钢等，重要的链轮可采用合金钢。由于小链轮的啮合次数比大链轮多，所受冲击力也大，故所用