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1、第六章 帶傳動和鏈傳動,第一節(jié) 帶傳動概述,第二節(jié) 帶傳動的失效分析和計算準則,第三節(jié) V帶傳動傳動的工作能力計算,第四節(jié) V帶傳動的張緊、使用與維護,第五節(jié) 鏈 傳 動,撓性傳動 ,第一節(jié) 帶傳動概述,帶有中間撓性件的傳動方式。 包括：帶傳動、鏈傳動和繩傳動,摩擦傳動：,平帶、V帶、多楔帶、圓帶等,嚙合傳動：,同步帶、鏈傳動等,減少零件數(shù)量,降低成本,簡化傳動裝置,,V 帶傳動的設計,膠帶：,帶的型號 Y Z A B C D E,帶的根數(shù),相應帶輪:,尺寸參數(shù),結(jié)構(gòu),帶的基準長度,一、帶傳動的類型、特點和應用,帶傳動的組成：,主動輪、從動輪、環(huán)形帶。,圖7-1,主動輪,傳動帶,從
2、動輪,工作原理：,安裝時帶被張緊在帶輪上，產(chǎn)生的初拉力使得帶與帶輪之間產(chǎn)生壓力。主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠摩擦力拖動從動輪一起同向回轉(zhuǎn)。,帶傳動的優(yōu)點：,1. 適用于中心距較大的傳動；,2. 帶具有良好的撓性，可緩和沖擊、吸收振動；,3. 過載時帶與帶輪之間會出現(xiàn)打滑，避免了其它零 件的損壞；,4. 結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉。,帶傳動的缺點：,1. 傳動的外廓尺寸較大；,2. 需要張緊裝置對軸壓力比較大；,3. 由于帶的滑動，不能保證固定不變的傳動比；,4. 帶的壽命較短，傳動效率較低；,5.不宜用于高溫、易燃、易爆場所,類型,平皮帶,V 型帶,多楔帶,,,摩擦型,嚙合型,圓形帶,摩擦牽引力大,摩擦牽引力
3、大,牽引力小，用于儀器,帶傳動的類型,應用：兩軸平行、且同向轉(zhuǎn)動的場合（稱為開口傳動），中小功率電機與工作機之間的動力傳遞。,摩擦型帶傳動,V帶傳動應用最廣，帶速： v=525 m/s 傳動比：i=7 效率： 0.90.95,嚙合型帶傳動,嚙合性帶傳動，也稱同步帶傳動，它是依靠同步帶上的齒與帶輪齒槽之間的嚙合來傳遞運動和動力的。,同步帶傳動兼有帶傳動和嚙合傳動的優(yōu)點，既可保證傳動比準確，也可保證較高的傳動效率（98以上）；適應的傳動比較大，可達10，且適應于較高的速度，帶速可達 50 ms。其缺點在于同步帶及帶輪制造工藝復雜，安裝要求較高。 同步帶傳動主要用于中
4、小功率、傳動比要求精確的場合，如打印機、繪圖儀、錄音機、電影放映機等精密機械中。,同步帶,圓 帶,平 帶,V 帶,平帶的截面形狀為矩形, 內(nèi)表面為工作面, 主要用于兩軸平行, 轉(zhuǎn)向相同的較遠距離的傳動,V帶的截面形狀為梯形, 兩側(cè)面為工作面, 帶輪的輪槽截面也為梯形。 根據(jù)斜面的受力分析可知, 在相同張緊力和相同摩擦系數(shù)的條件下, V帶產(chǎn)生的摩擦力要比平帶的摩擦力大,所以, V帶傳動能力強, 結(jié)構(gòu)更緊湊, 在機械傳動中應用最廣泛。,多楔帶是平帶基體上有若干縱向楔形凸起, 它兼有平帶和V帶的優(yōu)點且彌補其不足, 多用于結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動中。,同步齒形帶即為嚙合型傳動帶, 同步帶內(nèi)周有一定形狀的齒
5、。,傳動帶實物,平帶的摩擦力為：,V帶的摩擦力為：,f v 當量摩擦系數(shù)，顯然 f v f,相同條件下，V帶的摩擦力大于平帶，傳動能力更大,普通V帶與平帶 摩擦力之比較,二、V帶及V帶輪,1、V帶的結(jié)構(gòu)和標準,標準V帶：,V帶有：普通V帶、窄V帶、齒形V帶、聯(lián)組V帶、大楔角V帶、寬V帶等,組成:,頂膠、抗拉體、底膠、包布,強力層的結(jié)構(gòu)：,簾布結(jié)構(gòu),線繩結(jié)構(gòu)。,無接頭的環(huán)形帶,V帶規(guī)格和基本尺寸,1.截面代號：Y、Z、A、B、C、D、E 2.基本參數(shù)： 節(jié)寬bp、基準寬度bd、基準直徑dd、基準長度Ld（指按帶輪基準直徑dd 計算的數(shù)值）等。 3.型號組成： 由截面代號和基準長度組成， 如A16
6、00表示A型V帶， 基準長度為1600mm。,帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼(或用鋼板沖壓后焊接而成)；小功率時可用鑄鋁或塑料。,2.普通V帶輪的結(jié)構(gòu)和材料,帶輪的材料,(a)實體結(jié)構(gòu)；（b)腹板式；（c)孔板式; (d)輪副式,V帶輪結(jié)構(gòu)圖,帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯(lián)接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯(lián)接成一整體。,V帶輪的結(jié)構(gòu),實心帶輪,V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1）實心帶輪,（2）腹板帶輪,腹板帶輪,（3）孔板帶輪,孔板帶輪,（4）輪輻帶輪
7、,橢圓輪輻帶輪,第二節(jié) 帶傳動的失效分析和計算準則,一、帶傳動的受力分析 二、帶傳動的彈性滑動與傳動比 三、帶的應力分析 四、帶傳動的計算準則,一、帶傳動的受力分析,工作之前：,3.有效圓周力F,工作中：,1.緊邊拉力增至,，拉力變化,2.松邊拉力降至,，拉力變化,假定帶長不變,張緊才能工作,4.有效圓周力F、F1、F2和F0之間的關系,6. 歐拉公式,7. 最大有效拉力,5.有效圓周力F、功率P 和帶速 之間的關系,彈性滑動,主動輪: 膠帶邊走邊縮短,從動輪: 膠帶邊走邊伸長,,,,,,,帶的緊邊進入主動輪的速度,= 主動輪圓周速度,帶的松邊進入從動輪的速度,= 從動輪圓周速度,丟轉(zhuǎn)速,,,
8、,,速度相等,速度相等,主、從動輪的圓周速度不相等,,二、帶傳動的彈性滑動,,,,,,,傳遞圓周力,,,,,膠帶彈性變形量,,,,滑動,彈性滑動不可避免,彈性滑動的大小滑動率,令傳動比,則,一般情況取,打滑,,,,彈性滑動,,,，帶與帶輪發(fā)生相對滑動,打滑,在達到極限,時，緊邊與松邊拉力有關系：,,,,即所傳遞的最大圓周力,,,,,（張緊力）,（摩擦系數(shù)）,,（包角）,,,,,所能傳遞的圓周力,,打滑是可以避免的,,彈性滑動與打滑的區(qū)別,帶截面產(chǎn)生的應力包括三個部分：,1.由拉力產(chǎn)生的拉應力,2.由離心力產(chǎn)生的拉應力,三、帶的應力分析,3.由彎曲產(chǎn)生的彎曲應力,由上式可知，帶愈厚，或者帶輪直徑
9、愈小，帶所受的彎曲應力就愈大。顯然，帶繞過小帶輪時產(chǎn)生的彎曲應力b1 大于帶繞過大帶輪時的彎曲應力b2 ，因此設計中應當限制小帶輪的最小直徑d1min。,帶上最大應力發(fā)生在帶的緊邊進入小帶輪處，故強度條件為,三種應力沿帶長的分布及變化情況圖,,四 . 帶傳動的計算準則,打滑,疲勞破壞,不打滑,不發(fā)生疲勞破壞,確定單根帶所能傳遞的許用功率,根據(jù)帶傳動的設計功率,確定帶安全工作的根數(shù),具體做法：,在保證帶傳動不打滑的條件下，保證V帶具有一定的疲勞壽命。,K--包角系數(shù)，計入包角1180時對傳動能力的影響； KL--長度系數(shù)，計入帶長不等于特定長度時對傳動能力的影響; P1--功率增量，計入傳動比
10、 時，帶在大帶輪上的彎曲程度減小對傳動能力的影響。,單根V帶許用功率,P1（P1P1）KKL,保證不打滑單根V帶所能傳遞的功率P1,為使V帶具有一定的疲勞壽命,既不打滑又 不疲勞斷裂，單根V帶傳遞的功率為,當實際工作條件與上述試驗條件不同時，應對單根V帶的基本額定功率加 以修正，獲得實際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率，稱為許用功率P1。,,第三節(jié)、V帶傳動傳動的工作能力計算,1確定計算功率Pd,PdKAP,2選擇V帶型號,（KA為工作情況系數(shù) ）,原始數(shù)據(jù)：P、n1、i、傳動用途、工礦、傳動位置要求,設計內(nèi)容：,,,選型 Y Z A B C D E,由Pd、n1查圖68、69,根據(jù)型號參考表
11、64，,：滿足,取標準值,靠標準值,3確定帶輪基準直徑,4驗算帶速v,在 525 m/s,V越大，帶往外甩越 厲害，承載能力下降,,,,帶傳動宜放高 速級，且吸振 緩沖,5確定中心距a和帶的基準長度Ld,初選a0,初算帶長度Ld0,選擇基準長度Ld 后，計算實際中心距a,0.7（dd1dd2） a0 2（dd1dd2）,,靠標準帶長,6驗算小帶輪包角1,7確定帶的根數(shù)Z,8確定初拉力F0,9.FQ作用于帶輪軸上的載荷,10.帶輪結(jié)構(gòu)設計 確定帶輪結(jié)構(gòu)類型、材料、結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖。,根數(shù)不宜過多、否則各帶受力不均,設計實例,請按照上述步驟并對照書上詳細學習！??！,例：現(xiàn)有一只舊的五槽B型
12、V帶輪，基準直徑 和一臺舊的電動機，額定功率 ，需用來改裝一臺混沙機，混沙機轉(zhuǎn)速 在330r/ min左右，要求中心距a在600mm左右，每天工作16h。試分析計算該V帶傳動是否可用。,第四節(jié) V帶傳動的張緊、使用與維護,一、 V帶傳動的張緊,2.帶傳動的張緊方法,1) 根據(jù)摩擦傳動原理，帶必須在預張緊后才能正常工作；,1.張緊的目的,2) 運轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力， 必須重新張緊，才能正常工作。,1.調(diào)整中心距,2.采用張緊輪,3.自動張緊,調(diào)整螺釘,調(diào)整螺釘,滑道式張緊裝置,擺架式張緊裝置,1.調(diào)整中心距,潘存云教授研制,張緊輪,自動張緊
13、裝置,(a)(b)定期張緊裝置 ；（c）自動張緊裝置 ； (d)利用張緊輪方式,二、V帶傳動的使用與維護,1、為便于裝拆無接頭的環(huán)形帶，帶輪宜懸臂裝于軸端；在 水平或接近水平的同向傳動中，一般應使帶的緊邊在下， 松邊在上，以便借帶的自重加大帶輪包角。,2、安裝時兩帶輪軸線必須平行，輪槽應對正，以避免帶扭 曲和磨損加劇。,3、安裝時應縮小中心距，松開張緊輪，將帶套入槽中后再 調(diào)整到合適的張緊程度。不要將帶強行撬入，以免帶被損壞。,4、多根V帶傳動時，為避免受載不均，應采用配組帶。,5、帶避免與酸、堿、油類等接觸，不宜在陽光下曝曬，以 免老化變質(zhì)。,6、帶傳動應裝設防護罩，并保證通風良好和運轉(zhuǎn)時帶
14、不擦 碰防護罩。,第五節(jié) 鏈 傳 動,一、鏈傳動的類型、特點和應用,由主動輪1,從動鏈輪2,兩輪上鏈條3組成.靠鏈條和鏈輪齒嚙合傳遞運動和動力. 鏈傳動的使用范圍是：傳動功率一般為100kW以下，效率在0.920.96之間，傳動比i不超過7，傳動速度一般小于15m/s。,沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高(封閉式鏈傳動傳動效率 =0.950.98)； 鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以壓軸力較??； 傳遞功率大，過載能力強；能在低速重載下較好工作； 能適應惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強度場合。,優(yōu)點：,瞬時鏈速和瞬時傳動比不為常數(shù)，傳動平穩(wěn)性較差工作 中有沖擊和噪聲，磨損后
15、易發(fā)生跳齒，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應用。,缺點：,鏈傳動廣泛應用于礦山機械、 冶金機械、 運輸機械、 機床傳動及石油化工等行業(yè)。,按用途區(qū)分,傳動鏈,起重鏈,輸送鏈,按結(jié)構(gòu)區(qū)分,滾子鏈,齒形鏈,,,滾子鏈,齒形鏈,二、滾子鏈及鏈輪,1、 滾子鏈的結(jié)構(gòu)及標準,1.內(nèi)鏈板 2.外鏈板 3.銷軸 4.套筒 5.滾子,滾子鏈有單排或多排結(jié)構(gòu), 排數(shù)愈多, 承載能力愈高, 但制造、 安裝誤差也愈大, 各排鏈受載不均勻現(xiàn)象愈嚴重。 一般鏈的排數(shù)不超過4排。,單排滾子鏈 多排滾子鏈,滾子鏈的接頭形式,鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時,滾子鏈的接頭形式,開口銷（a）,彈簧卡（b）,鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時,過渡
16、鏈節(jié)（c）,由于過渡鏈節(jié)的彎鏈板工作時受到附加彎曲應力, 因此應盡量避免使用奇數(shù)鏈節(jié)。,,,,滾子鏈的規(guī)格：節(jié)距 p (鏈號),鏈傳動的設計,鏈條,鏈號,排數(shù),鏈節(jié)數(shù),,16A - 180 GB1243.1-83,80節(jié),單排,鏈號16， p25.4,,,,,,,鏈輪,鏈輪分度圓直徑,,,,節(jié)距 p ：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離,鏈輪的幾何參數(shù)和尺寸,2、滾子鏈輪,鏈輪的幾何參數(shù)和尺寸,,鏈輪的齒形,鏈輪的齒形已有國家標準, 并用標準刀具以范成法加工。 根據(jù)GB 1244-85的規(guī)定, 鏈輪端面的齒形推薦采用“三圓弧一直線” 的形狀(三段圓弧aa 、 ab 、 cd 和一段直線bc,一般為中
17、碳鋼淬火處理；高速重載用低碳鋼滲碳淬火處理； 低速時也可用鑄鐵等溫淬火處理；小鏈輪對材料的要求比大鏈輪高（當大鏈輪用鑄鐵時，小鏈輪用鋼,鏈輪的材料,鏈輪的結(jié)構(gòu),小直徑鏈輪可做成整體式（a）,中等直徑鏈輪多用腹板式（b）,大直徑鏈輪可制成組合式（c）（d）,（ a） （b） （c） （d）,整體式,孔板式,焊接式,裝配式,,實心式 腹板式 齒圈組合式,三、 鏈傳動的運動特性,鏈節(jié)與鏈輪相嚙合，可看成是 鏈條繞在正多邊形的鏈輪上,每分鐘小輪上鏈條轉(zhuǎn)過的長度,每分鐘大輪上鏈條轉(zhuǎn)過的長度,,,,鏈的平均速度,平均傳動比,,鏈傳動運動的不均勻性分析,分析主動輪鏈條銷軸軸心A的速度,,
18、,水平分速度,垂直分速度,,變化范圍：,,,每一鏈節(jié)從進入到脫離嚙合，鏈條前進的瞬時速度 周期性由小大小,,,,變化范圍,,,瞬時速度變化,,,,垂直分速度亦周期性變化，鏈條抖動,,,則有：,,,瞬時傳動比：,鏈傳動的動載荷,,,,,,,,,,鏈輪轉(zhuǎn)速越高,節(jié)距越大(齒數(shù)越少),,鏈傳動的動載荷越大,四、 鏈傳動的受力分析與失效分析,失效形式：,(3) 多次沖擊破斷,(5) 過載拉斷,(4) 膠合,(2) 鏈的疲勞破壞,(1) 鉸鏈磨損,與帶傳動設計類似，確定不發(fā)生失效的鏈條規(guī)格(鏈號),設計準則：,鏈號,轉(zhuǎn)速,鏈額定功率,,作用在鏈上的力有： 有效圓周力、離心拉力、懸垂拉力、,五、鏈傳動的使
19、用及維護,(1) 兩鏈輪的回轉(zhuǎn)平面應在同一平面內(nèi), 否則易使鏈條脫落或產(chǎn)生不正常磨損。,合理布置,1、鏈傳動的布置,鏈傳動的布置是否合理，對傳動的質(zhì)量和使用壽命有較大的影響。,,(2) 兩鏈輪的中心線最好在水平面內(nèi), 若需要傾斜布置時, 傾角應小于45(a), 應避免垂直布置(b), 因為過大的下垂量會影響鏈輪與鏈條的正確嚙合, 降低傳動能力。,(3) 鏈傳動最好緊邊在上, 松邊在下, 以防松邊下垂量過大使鏈條與鏈輪輪齒發(fā)生干涉(c)或松邊與緊邊相碰。,不合理布置,2、 鏈傳動的張緊,張緊調(diào)整方法：,調(diào)整中心距,當中心距不可調(diào)時，可通過設置張緊輪張緊或者將 磨損變長的鏈條拆掉至節(jié),張緊輪一般壓在松邊靠近小輪處。,3、 鏈傳動的潤滑,油壺加油,油浴潤滑,油泵,飛濺潤滑,4、鏈條傳動的安裝與維護 、鏈條安裝時兩輪子旋轉(zhuǎn)平面夾角誤差不超過.；兩鏈輪寬度的中心平面軸向位移誤差不超過.a 、定期清洗滾子鏈，更換損壞鏈節(jié) 、鏈傳動應該有防護罩封閉，即防塵又減輕噪聲，并且安全防護作用 、如噪音過大，原因是鏈輪不共面，松邊垂度不合適，潤滑不好，鏈條磨損等，應即使檢查修理,本章總結(jié),1. 帶傳動類型及工作原理 2. 帶傳動受力情況與應力分析 3. 彈性滑動及打滑 4. 普通V帶傳動設計計算 5. 帶輪結(jié)構(gòu)設計 6、鏈傳動特點及應用,
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