ch6 带传动和链传动课件.ppt
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1、 6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 6-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算 6-4 V带轮的材料和结构带轮的材料和结构 6-5 链传动的类型、结构和特点链传动的类型、结构和特点 6-6 链传动的运动特性链传动的运动特性 6-7 滚子链传动的设计计算滚子链传动的设计计算 第六章第六章 带传动和链传动带传动和链传动 带传动和链传动都是通过中间绕性元件带传动和链传动都是通过中间绕性元件(带或链)传递运动和动力的,适用于两轴(带或链)传递运动和动力的,适用于两轴中心距较大的场合。中心距较大的场合。 具有结构简单、维护方便和成本低廉等具
2、有结构简单、维护方便和成本低廉等优点。优点。一一. . 带传动的组成带传动的组成 -主动轮主动轮1 1、从动轮、从动轮2 2、环形带、环形带3 331n2n12F0F0F0F0 6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用2 啮合型带传动啮合型带传动(一)带传动的类型(一)带传动的类型1 摩擦型带传动摩擦型带传动-同步带传动同步带传动V带传动带传动平带传动平带传动按横截面形状可分为按横截面形状可分为: :平带平带V带带多楔带多楔带圆形带圆形带二二. . 传动带的类型传动带的类型 6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用FQFQFN/2/2FN2FN2平带传动平带传动-平面摩擦平面摩擦带传动
3、带传动-槽槽面摩擦面摩擦摩擦力摩擦力: F f = FN f = f FQFN= FQ= 3 f FQ 摩擦力摩擦力: F f = FN ff =FQsin/2/2= FQ fv FQ= 2FN2sin/2/2FN=FQsin/2/2ff v =sin/2/2-当量摩擦系数当量摩擦系数40, sin/20.3 f v 3 f式中:式中:平带与平带与V带的比较带的比较 由于带与轮槽之间是槽面摩擦,故在相同的压紧力由于带与轮槽之间是槽面摩擦,故在相同的压紧力作用下,可以产生更大的摩擦力,因而能传递较大的功率。作用下,可以产生更大的摩擦力,因而能传递较大的功率。在工业上,广泛使用的是带传动。在工业上
4、,广泛使用的是带传动。平带与平带与V带的比较带的比较FQFNFQ/2/2FN2FN2按横截面形状可分为按横截面形状可分为: :平带平带V V带带多楔带多楔带圆形带圆形带二二. . 传动带的类型传动带的类型 6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用 多楔带兼有平带弯曲应力小和带摩擦力大等优多楔带兼有平带弯曲应力小和带摩擦力大等优点,常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。点,常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。圆形带的牵引能力小,常用于仪器和家用器械中。圆形带的牵引能力小,常用于仪器和家用器械中。普通带普通带窄带窄带宽带宽带大楔角带大楔角带联组带联组带三、三、 V V带的类型、结构、
5、规格及标记带的类型、结构、规格及标记6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用1. V1. V带的类型与结构带的类型与结构组成:组成:抗拉体、顶胶、底胶、包布。抗拉体、顶胶、底胶、包布。三、三、 V V带的类型、结构、规格及标记带的类型、结构、规格及标记帘布芯结构帘布芯结构绳芯结构绳芯结构包布包布顶胶顶胶底胶底胶抗拉体抗拉体6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用1. V1. V带的类型与结构带的类型与结构bbdh 型型 号号 Y Z A B C D E F 顶宽顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高
6、度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角截面面积截面面积A(mm2) 18 47 81 138 230 476 692 1173 表表6-1 普通普通V带的截面尺寸带的截面尺寸40 普通普通V V带有:带有:Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E 等型号等型号, ,已标准化已标准化 Y YZ ZA AB BC CD DE EF F每种型号所对应的截面尺寸:每种型号所对应的截面尺寸:2. V带的规格带的规格节面节面节面:带弯曲时保持原长不变的层面。节面:带弯曲时保持原长不变的层面。带轮的基准直径带轮的基准直径 ddddbp13-5 普通普通V带传动的
7、计算带传动的计算带的基准长度带的基准长度 Ld2. V带的规格带的规格带的节宽带的节宽 bp普通普通V带带-楔角楔角40、相对高度(、相对高度( )约为)约为0.7的的V带带hbd型号型号: Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E长度系列长度系列: 表表13-2基准直径基准直径 d基准长度基准长度 Ld 窄窄V带带-楔角楔角40、相对高度(、相对高度( )约为)约为0.9的的V带带hbd特点:特点:1. 用合成纤维绳作抗拉体的新型用合成纤维绳作抗拉体的新型V带。带。2. 宽度约缩小宽度约缩小1/3,而承载能力可提高,而承载能力可提高1.5 2.5倍。倍。适用于传递动力大而又要求
8、传动装置紧凑的场合。适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用应用:应用: 两轴平行、且同向转动的场合,中小功率电机与工两轴平行、且同向转动的场合,中小功率电机与工作机之间的动力传递。作机之间的动力传递。三三. . 带传动的特点和应用带传动的特点和应用 试验仪器试验仪器滑动轴承试验台滑动轴承试验台实例实例: : 6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用皮带输送装置皮带输送装置印刷机械印刷机械矿山机械矿山机械 动平衡机动平衡机试验台试验台建筑机械建筑机械带传动的特点带传动的特点 1.1. 适用于中心距较大的传动;适用于中心距较大的传动;2.2.
9、带具有良好的弹性,可缓和冲击、吸收振动;带具有良好的弹性,可缓和冲击、吸收振动;3.3. 过载时带在带轮上打滑,可防止损坏其它零件;过载时带在带轮上打滑,可防止损坏其它零件;4.4. 结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。缺点:缺点:1.1. 传动的外廓尺寸较大;传动的外廓尺寸较大;2.2. 带传动工作时有弹性滑动,不能保证准确的传动比;带传动工作时有弹性滑动,不能保证准确的传动比;3.3. 带的寿命较短;带的寿命较短;4.4. 传动效率较低。传动效率较低。优点:优点:6-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用从动轮从动轮主动轮主动轮n1n26-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析静止
10、时,带两边的初拉力相等:静止时,带两边的初拉力相等:传动时,由于摩擦力的作用,带两边的拉力不再相等:传动时,由于摩擦力的作用,带两边的拉力不再相等:F1 = F2 = F0F1 F2 F0F0F0F0F1F2F1F2一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析紧边紧边: F0 F1紧边紧边松边松边 设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等:相等:F1 F0 = F0 F2 F0 = (F1 + F2 )/2从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2F1F2F1F2松边松边: F0 F2F = F = F1 - - F2= F= Ff 带传动的有效拉力,
11、即带所能传递的圆周力带传动的有效拉力,即带所能传递的圆周力 F:6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 可见:可见:P P与与F F成正比,当传递功率增加时,有效拉力成正比,当传递功率增加时,有效拉力也增大,两边拉力差值增大。这就要求带与带轮接触面也增大,两边拉力差值增大。这就要求带与带轮接触面上要有更大的摩擦力来维持传动。上要有更大的摩擦力来维持传动。传递功率:传递功率:kw 1000vFP 当带所需要传递的圆周力超过带与带轮间的摩擦力当带所需要传递的圆周力超过带与带轮间的摩擦力的极限值时,带与带轮间将发生显著的相对滑动,的极限值时,带与带轮间将发生显著的相对滑动,- -打滑。打滑。
12、打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降低,致打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降低,致使传动失效,所以带传动是不允许出现打滑的。使传动失效,所以带传动是不允许出现打滑的。6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 当带与带轮间出现打滑趋势时,摩擦力达到最大值,当带与带轮间出现打滑趋势时,摩擦力达到最大值,有效拉力也达到最大。有效拉力也达到最大。121feFF绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式 这时,紧边和松边拉力之间的关系可用著名的欧拉这时,紧边和松边拉力之间的关系可用著名的欧拉公式来表示:公式来表示:式中:式中:f -摩擦系数;摩擦系数;V带传动:带传动: f = f 1-带在小带
13、轮上的包角,带在小带轮上的包角,rad)11 (1121feFFFF可知:可知: ,f F6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析1.1.拉应力拉应力紧边拉应力:紧边拉应力:MPaAF11MPaAF22松边拉应力:松边拉应力:工作时,带中应力由三部分组成:工作时,带中应力由三部分组成:r F1F2A A-带的横截面积带的横截面积 FF 21216-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析二、带的应力分析二、带的应力分析2.2.弯曲应力弯曲应力式中式中: : h h-带的厚度;带的厚度;mm dd -带轮的基准直径带轮的基准直径, ,mm 为了避免弯曲应力过大为了避免弯曲应力过大: : dd
14、1 1 dminMPadhEdb 带的弯曲应力为带的弯曲应力为: :ddV带轮的带轮的基准圆基准圆hE E-带的弹性模量;带的弹性模量;MPa型号型号表表6-7 V6-7 V带轮的最小基准直径带轮的最小基准直径 dmin Y Z A B C 20 50 75 125 200 d 212d1bbdd6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析3.3.离心拉应力离心拉应力MPaAqvAFcc2离心拉应力:离心拉应力: 虽然离心力只发生在带作圆周运动的部分,但虽然离心力只发生在带作圆周运动的部分,但由此引起的拉力却作用于带的全长。由此引起的拉力却作用于带的全长。6-2 带传动工作情况分析带传动工作情
15、况分析b122n1n21b21c带的应力分布带的应力分布4. 4. 应力分布及最大应力应力分布及最大应力c2n1n21b1b221max 由图可见,带是由图可见,带是在变应力的作用下在变应力的作用下工作的。工作的。cb11max 最大应力最大应力max 发生发生在紧边与小带轮在紧边与小带轮的接触处:的接触处: 带的损坏形式是疲劳损坏。为了提高带的寿命。应带的损坏形式是疲劳损坏。为了提高带的寿命。应限制应力循环次数。限制应力循环次数。6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析F2F2F1F1设设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为变形量为: 这种
16、由于材料的弹性变形和拉力差而产生的滑动这种由于材料的弹性变形和拉力差而产生的滑动被称为被称为-带的带的弹性滑动弹性滑动。 紧边:紧边:松边:松边:AEF11AEF22 F F1 1 F F2 21 1 2 2 带绕过带绕过主动轮主动轮时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使带速落后于轮速。带速落后于轮速。 带经过带经过从动轮从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带速超前于轮速。带速超前于轮速。从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1四、四、带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比强调:强调: 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。弹性滑动和打滑
17、是两个截然不同的概念。 打滑是由于过载引起的带在轮上的全面滑动,应当打滑是由于过载引起的带在轮上的全面滑动,应当避免,也可以避免。避免,也可以避免。 弹性滑动是由拉力差引起的,只要传递圆周力,出弹性滑动是由拉力差引起的,只要传递圆周力,出现紧边和松边,就一定会发生弹性滑动,所以弹性滑现紧边和松边,就一定会发生弹性滑动,所以弹性滑动是带传动固有的一种物理现象,它是不可避免的。动是带传动固有的一种物理现象,它是不可避免的。由于弹性滑动的影响,使:由于弹性滑动的影响,使:v1 v v2四、四、带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析四、四、 带传动
18、的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比dd1、dd2为主、从动轮的直径,为主、从动轮的直径,n1、n2为主、从动轮的转速,为主、从动轮的转速,设设 :smndvd/100060111smndvd/100060222则两轮的圆周速度分别为:则两轮的圆周速度分别为:由于弹性滑动是不可避免的,由于弹性滑动是不可避免的,总有:总有:v2 2 v1 1 传动中由于带的弹性滑动引起的从动轮的圆周速度传动中由于带的弹性滑动引起的从动轮的圆周速度的降低率的降低率-滑动率滑动率6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析得从动轮的转速:得从动轮的转速:2112)1(ddddnn带传动的传动比:带传动的传动比
19、:)1(12dddd21nni V V带传动的滑动率带传动的滑动率= 0.01= 0.01 0.02,一般可忽略不计。,一般可忽略不计。定义:定义:112211121ndndndvvvddd四、四、 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比6-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析一、单根普通一、单根普通V V带的额定功率带的额定功率带传动的失效形式带传动的失效形式-打滑和传动带的疲劳损坏。打滑和传动带的疲劳损坏。设计准则:设计准则: 保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。121vfeFF由欧拉公式由欧拉公式kw 1000vFP 代入代入中,得单根普通中,
20、得单根普通V带能传递的功率:带能传递的功率: 1000)11 ( 1veAvf 10000vFP 1000)11 (1veFvf)11 (121vfeFFFF6-3 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算为保证带具有一定的疲劳寿命,应使:为保证带具有一定的疲劳寿命,应使:max = =1 1 + +b b + + c c 即:即:1 1 = = - -b b - - c c 代入上式,得带传动在既不打滑又有一定寿命时,代入上式,得带传动在既不打滑又有一定寿命时,单根普通单根普通V V带能传递的功率:带能传递的功率:KWAvePfcb1000)11)(0在在 =,L Ld d为特定长度、
21、抗拉体为化学纤维绳芯结构为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得条件下计算所得 P P0 0 称为单根带的基本额定功率。称为单根带的基本额定功率。(其值见表6-3)6-3 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算单根单根V带的额定功率带的额定功率Pr 根据根据V带传动的实际工作条件对试验条件下得到的带传动的实际工作条件对试验条件下得到的基本额定功率所作的修正。基本额定功率所作的修正。LrKKPPP)(00-(6-13)P0 当当 i 1时,单根时,单根V V带额定功率的增量;见表带额定功率的增量;见表6-46-4式中:式中:K 包角系数包角系数, 见表见表6-5 6-5 KL
22、长度系数长度系数, 见表见表6-26-26-3 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算1.00 1.02 1.05 1.09 1.13 1.19 1.25 1.35 1.52 1.01 1.04 1.08 1.12 1.18 1.24 1.43 1.51 1.99 小带小带轮转轮转速速 n1表表6-4 单根普通单根普通V带额定功率的增量带额定功率的增量P0 型型号号ZABC400 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 传传 动动 比比 i 2.0730 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0
23、.01 0.01 0.022800 0.00 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.04 0.04 0.04400 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05 730 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 2800 0.00 0.04 0.08 0.11 0.15 0.19 0.23 0.26 0.30 0.34400 0.00 0.01 0.03 0.04 0.06 0.07 0.08 0.10 0.11 0.13 730 0.00 0.02 0.0
24、5 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.23 2800 0.00 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 0.59 0.60 0.70 0.89 400 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.23 0.27 0.31 0.35 730 0.00 0.07 0.14 0.21 0.27 0.34 0.41 0.48 0.55 0.62 2800 0.00 0.27 0.55 0.82 1.10 1.37 1.64 1.92 2.19 2.47 (三)带传动的参数选择(三)带传动的参数选择初选:初选: 0.7( (dd1+dd2) )
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