机械设计基础课件-项目六-带传动和链传动

项目六带传动和链传动张家界航空工业职业技术学院模块一带传动概述

模块三带传动的工作能力分析项目六带传动和链传动主要内容模块二V带和带轮的结构模块四普通V带传动的设计计算

模块五窄V带传动

模块六带传动的张紧维护与安装

模块七同步带简介

模块九滚子链传动和链轮项目六带传动和链传动主要内容模块八链传动的类型模块十

链传动的运动特性

模块十一链传动的设计计算模块十二链传动的布置、张紧知识目标1．掌握带传动的类型、特点及应用范围。2．掌握普通V带的构造及规格，带轮的材料，带传动的工作能力、弹性滑动和打滑的原因。3．掌握普通V带传动的失效形式及其设计计算方法。4．掌握同步带传动、链传动的类型、特点及应用。5．掌握滚子链的结构、规格，链传动的运动特性，失效形式及主要参数。6．掌握带传动、链传动的张紧维护与安装方法。学习目标技能目标：学习目标1．能分清带传动、链传动的类型及各部件。2．能根据要求设计一普通V带传动。3，能对普通V带传动进行张紧、维护与安装。4，能对链传动进行张紧、维护与安装。5．通过完成上述任务，能够自觉遵守安全操作规范。模块一带传动概述模块一带传动概述带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动带的传动过程：主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮的摩擦一、带传动的类型模块一带传动概述演示带传动模块一带传动概述演示带传动模块一带传动概述二、带传动的特点和应用传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压力大。特点：应用：常应用于传动比不要求准确、功率P<100kW、v=5~25m/s、传动比i<5以及有过载保护的场合.模块一带传动概述三、带传动的形式模块一带传动概述模块二V带和带轮的结构模块二V带和带轮的结构一、普通V带的结构和尺寸标准V带类型：普通V带窄V带大楔角V带等多种类型，其中普通V带应用最广二、普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：A－1400GB11544－89国标代号基准长度v带型号模块二V带和带轮的结构三、普通V带轮的结构1.V带轮槽尺寸标准当v≤25m/s时，用HT150；当v=25～30m/s时用HT200；当≥25～45m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可用铸铝或塑料.2.带轮的材料模块二V带和带轮的结构S型-实心带轮P型-腹板带轮H型-孔板带轮E型-椭圆轮辐带3.带轮的结构模块二V带和带轮的结构模块三带传动的工作能力分析模块三带传动的工作能力分析一、带传动的受力分析带必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。带传动静止时，带两边承受的拉力相等，称为初拉力F0当带工作时，由于带与带轮间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等。进入主动轮的一边被拉紧，称为紧边，拉力由F0增大到F1，另一边被放松，称为松边，其拉力由F0减小到F2。1．有效拉力Fe模块三带传动的工作能力分析一、带传动的受力分析带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力F。以传动动力和运动。在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间F摩擦力综合的极限值否则带传动会发生打滑，导致传动失效。在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合欧拉公式：可推知带传动有效拉力F的大小为：模块三带传动的工作能力分析2．最大有效拉力表明，带所传递的圆周力F与下列因素有关：初拉力F0摩擦系数f包角a带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：模块三带传动的工作能力分析二、带传动的应力分析带传动中存在着三种应力由拉力产生的拉应力s由离心力产生的离心拉应力sC由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力sb三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易产生疲劳破坏。`模块三带传动的工作能力分析皮带中的应力最大值为：smax=s1+sc+sb1为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力smax小于等于带材料的许用应力[s]。即smax=s1+sc+sb1≤[s]模块三带传动的工作能力分析最大应力发生在紧边开始进入小带轮处三、带传动的弹性滑动和打滑弹性滑动：由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象模块三带传动的工作能力分析主动轮上，带从紧边A点转到松边B点的过程中，拉力由F1降至F2，带因弹性变形渐小而回缩，由B点缩回至E点，于是产生了向后的相对滑动，带的圆周速度滞后于带轮的圆周速度。从动轮上：带将逐渐伸长，这时带的圆周速度超前于带轮的圆周速度。三、带传动的弹性滑动和打滑带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动率e：模块三带传动的工作能力分析带传动的传动比为从动轮的转速为随载荷变化而变化。因是变量，故带传动的传动比不准确。弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。模块三带传动的工作能力分析2．打滑当需要传递的有效拉力（圆周力）大于极限摩檫力时，带与带轮间将发生全面滑动打滑将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低，致使传动失效带在大轮上包角一般大于在小轮上的包角，所以打滑总是先在小轮上开始。模块三带传动的工作能力分析不同：打滑是因为过载引起的，因此可以避免。而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的，是带传动正常工作时不可避免的现象。模块四普通V带传动的设计计算模块四普通V带传动的设计一、带传动的失效形式和设计准则带传动的主要失效形式：

打滑传动带的疲劳破坏。带传动的设计准则：在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。模块四普通V带传动的设计二、单根V带传递的功率带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、包角和载荷特性等因素。单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。实验条件：传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷。当实际使用条件与特定条件不同时，应对P0进行修正三、普通V带传动的设计步骤和方法设计的已知条件为：传动的工作情况，功率P，转速n1、n2（或传动比i）以及空间尺寸要求设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准直径，画出带轮零件图等。1.确定计算功率式中：传递的名义功率（如电动机的额定功率，KW）工作情况系数模块四普通V带传动的设计工作情况系数KA工作情况KA软启动硬启动每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动微小离心式水泵和压缩机、轻型输送机等1.01.11.21.11.21.3载荷变动小压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、木工机械等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、起重机、冲剪机床、纺织机械、橡胶机械、重载输送机、磨粉机等1.21.31.41.41.51.6载荷变动大破碎机、摩碎机等1.31.41.51.51.61.8模块四普通V带传动的设计2.选择V带的型号根据计算功率Pc和主动轮（通常是小带轮）转速n1由右图选择V带型号。当所选取得结果在两种型号的分界线附近，可以两种型号同时计算，最后从中选择较好的方案点击小图看大图模块四普通V带传动的设计3.确定带轮基准直径带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin

的值查表忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1•n1/n2，dd1、dd2宜取标准值模块四普通V带传动的设计4.验算带速离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑

带速不宜过高，否则单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命

带速不宜过低，否则当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多模块四普通V带传动的设计5.初定中心距a和基准带长Ld按下式初步确定中心距a0初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L0模块四普通V带传动的设计根据初选长度L0，由表选取与相近的基准长度Ld作为所选带的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即

考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为

模块四普通V带传动的设计6.验算小带轮包角小带轮包角可按下式计算

一般要求，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。

7.确定V带根数Z带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z<10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。模块四普通V带传动的设计8.单根V带的初拉力F0由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5倍

9.带传动作用在带轮轴上的压力FQ模块四普通V带传动的设计10.带轮设计带轮设计包括以下内容：确定结构类型结构尺寸轮槽尺寸材料画出带轮工作图。

模块四普通V带传动的设计例1设计某搅拌机用普通V带传动。已知电动机额定功率P=3kw，转速n1=1420r/min，n2=340r/min，两班制工作。解：

1）确定计算功率

由表6-8查得KA=1.2，由式（6-15）得2）选取普通V带型号根据Pd=3.6kw，n1=1420r/min，由图6-12确定为A型V带。模块四普通V带传动的设计

3）确定带轮基准直径dd1、dd2

由表6-9、6-10选带轮基准直径，小带轮dd1=90mm，大带轮由表6-10取dd2=400mm。模块四普通V带传动的设计⑷验算带速v由式（6-16）得带速v在5～25m/s之间，合适。⑸验算带的基准长度Ld及中心距a由式（6-13）初取中心距a0=500mm。由下式计算带的基准长度Ld0模块四普通V带传动的设计得

311.5≤a0≤890由表6-7查得相近的基准长度Ld=1800mm。模块四普通V带传动的设计按式（6-15）计算实际中心距a⑹验算小带轮的包角α1包角α1=143.85°＞120°，合适。模块四普通V带传动的设计取z=4。⑻计算初拉力F0由式（6-18）得式中m由表6-1查得m=0.1kg/m。⑼计算带对轴的压力FQ由式（6-19）得模块四普通V带传动的设计（10）带轮的结构设计模块五窄V带传动模块五窄V带传动窄V带传动适用于大功率且结构要求紧凑的传动，如发动机上的带传动等。带的强力层采用高强力低收缩聚酯线绳，其高（h）与节宽(bp)比为0.9。窄V带传动是近年来国际上普遍应用的一种V带传动。窄V带的强力层是采用高强度绳芯，能承受较大的预紧力，当带高与普通V带相同时其带宽较普通V带小约1/3,而承载能力可提高1.5～2.5倍。一、窄V带的结构、特点和应用模块五窄V带传动窄V带有两种类型：

二、窄V带和窄V带带轮尺寸一种为基准制，截型分为SPZ、SPA

SPB、SPC四种。

另一种为有效制截型分为9N、15N、25N三种型号模块六带传动的张紧维护与安装模块六带传动的张紧、安装与维护根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。一、带传动的张紧模块六带传动的张紧、安装与维护常见的张紧装置有：调整中心距法、使用张紧轮张紧。⑴定期张紧装置一、带传动的张紧1）调整中心距法⑵自动张紧装置模块六带传动的张紧、安装与维护

V带和同步带张紧时，张紧轮一般应放在松边的内侧，同时张紧轮应尽量靠近大轮。使带只受单向弯曲，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。`2）使用张紧轮模块六带传动的张紧、安装与维护平带传动时，张紧轮一般应放在松边外侧，并要靠近小带轮处。这样小带轮包角可以增大，提高了平带的传动能力2）使用张紧轮模块六带传动的张紧、安装与维护二、带传动的安装与维护1.平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度模块六带传动的张紧、安装与维护2.安装皮带时，应通过调整中心距使皮带张紧，严禁强行撬入和撬出，以免损伤皮带。3.不同厂家的V带和新旧不同的V带，不能同组使用4.按规定的张紧力张紧（测定方法如右图）5.加防护罩以保护安全，防酸、碱、油及不在60°以上的环境下工作模块六带传动的张紧、安装与维护模块七同步带简介模块七同步带简介一、同步带传动的特点和应用同步带综合了带传动和链传动的特点。由1强力层、2带齿、3带背组成模块七同步带简介一、同步带传动的特点和应用同步带的优点：无相对滑动、带长不变，传动比稳地带薄而轻，强度高，适合高速传动带的柔性好可用直径较小的带轮，能获得较大的传动比传动效率高初拉力较小，故轴和轴承上所受的载荷小同步带的缺点：制造、安装精度要求高、成本高同步带的用途：主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如数控设备、计算机、录音机、磨床和纺织机械等模块七同步带简介二、同步带的参数、型式、尺寸和标记1.同步带的参数：(1)节距pb：(2)模数m：模块七同步带简介2.同步带的型式、尺寸和标记：同步带从结构上分为单面带和双面带。双面带的带齿排列分为DA型和DB型两种形式。此外还有用于特殊用途的特殊结构同步带模块七同步带简介模块八链传动的类型、特点及应用链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。模块八链传动的类型、特点及应用一、链传动的类型组成：主动链轮1、从动链轮2、链条3模块八链传动的类型、特点及应用链传动类型：

按用途的不同，分为传动链、起重链和牵引链。

起重链和牵引链用于起重机械和运输机械传动链：又分为短节距精密滚子链(简称滚子链)、短节距精密套筒链(简称套筒链)、齿形链、成形链，如图6-22a、b、c、d所示。图6-22传动链的类型a）滚子链b）套筒链c）齿形链d）成形链与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低速情况下工作。与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。瞬时链速和瞬时传动比是变化的，故传动不平稳，振动冲击和噪声较大．不适于载荷变化很大和急速反转的传动。链传动适用于两轴线平行且距离较远、瞬时传动比无严格要求以及工作环境恶劣的场合，广泛用于农业、采矿、冶金、石油化工及运输等各种机械中模块八链传动的类型、特点及应用二、链传动的特点和应用模块九滚子链传动和链轮传动链的结构特点1一、滚子链的结构模块九滚子链传动和链轮滚子链有单排链、双排链、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，故排数不宜过多一般不超过4排。外链板内链板套筒滚子销轴传动链的结构特点1滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链板和外链板组成；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。一、滚子链的结构模块九滚子链传动和链轮外链板内链板套筒滚子销轴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，多用于小节距链模块九滚子链传动和链轮二、滚子链的规格滚子链的基本参数和尺寸模块九滚子链传动和链轮模块九滚子链传动和链轮三、链轮链轮的主要参数为齿数z、节距p和分度圆直径d。模块九滚子链传动和链轮链轮的结构如上图。链轮的直径小时通常制成实心式，直径较大时制成孔板式，直径很大时，制成组合式。链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，常用材料为中碳钢，不重要场合则用Q235等钢，高速重载时采用合金钢，低速时大链轮可采用铸铁。由于小链轮的啮合次数多，小链轮的材料应优于大链轮，并进行热处理。模块九滚子链传动和链轮模块十链传动的运动特性模块十链传动的运动特性一、链传动的速度分析链的平均速度为：链传动的平均传动比为：链条铰链A点的前进分速度上下运动分速度由上述分析可知，链传动中，链条的前进速度和上下抖动速度是周期性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就越大。当主动链轮匀速转动时，从动链轮的角速度以及链传动的瞬时传动比都是周期性变化的，因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场合。二、链传动的运动不均匀性模块十链传动的运动特性

这种由于链条绕在链轮上形成多边形啮合传动而引起传动速度不均匀的现象，故称为链传动的多边形效应。二、链传动的运动不均匀性模块十链传动的运动特性由上述分析可知，链传动工作时不可避免地会产生振动、冲击，引起附加的动载荷，因此链传动不适用于高速传动模块十一链传动的设计计算模块十一链传动设计计算一、链传动的失效形式二、功率曲线图模块十一链传动设计计算三、设计计算准则对于一般链轮v>0.6m/s的链传动，主要失效形式为疲劳破坏，故设计计算通常以疲劳强度为主并综合考虑其他失效形式的影响。设计准则为：在现实当中，P0不能作为[P]，因而需要对P0进行修正，即模块十一链传动设计计算对于一般链轮v≤0.6m/s的链传动，主要失效形式为链条的过载拉断，因此应进行静强度计算，即链条作用在链轮轴上的压力F′可近似取为当有冲击、振动时，式中的系数取大值模块十一链传动设计计算四、链传