汽车机械基础电子教案-单元七课题一课件.ppt
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1、课题一课题一 带传动和链传动带传动和链传动5.1 5.1 带传动的类型、特点和应用带传动的类型、特点和应用5.2 5.2 V带和带和V带轮带轮5.3 5.3 带传动的受力分析和应力分析带传动的受力分析和应力分析5.4 5.4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比5.5 5.5 普通普通V带传动的设计带传动的设计5.6 5.6 带传动的张紧和维护带传动的张紧和维护单元七 机械传动5.1 5.1 带传动的类型、特点和应用带传动的类型、特点和应用 靠带齿和带轮齿的啮合实现传动。靠带齿和带轮齿的啮合实现传动。如如同步带同步带 等等一、带传动的解释一、带传动的解释 是一种挠性传动。通过环形挠
2、性牵引元件在两是一种挠性传动。通过环形挠性牵引元件在两个或多个传动轮之间传递运动和动力。个或多个传动轮之间传递运动和动力。二、带传动的类型二、带传动的类型按工按工作原作原理分理分 靠带与带轮接触面上的摩擦力实靠带与带轮接触面上的摩擦力实 现传动。如现传动。如平带、平带、V V带、多楔带、带、多楔带、圆带圆带等等摩擦型传动摩擦型传动啮合型传动啮合型传动 截面形状为扁平矩形,内表面为工作面。截面形状为扁平矩形,内表面为工作面。1.1.平带平带FQF摩摩=FQ fsin(/2)FQ f2FN f=FQ fV2.V2.V带带FNFNFQ截面形状为等腰梯形,两个侧面为工作面。截面形状为等腰梯形,两个侧面
3、为工作面。即:即:F当量摩擦当量摩擦=FQ fV 截面形状为以平带为基体,内表面具有等截面形状为以平带为基体,内表面具有等距纵向楔的环形传动带。距纵向楔的环形传动带。3.3.多楔带多楔带截面形状为圆形,内侧弧面为工作面。截面形状为圆形,内侧弧面为工作面。4.4.圆带圆带5.5.同步带同步带pb同步带节线带轮节圆 啮合型传动带,内周有一定形状的等距横向啮合型传动带,内周有一定形状的等距横向齿和带轮上相应的齿槽相啮合,传动比准确,齿和带轮上相应的齿槽相啮合,传动比准确,制造、制造、安装精度要求较高。安装精度要求较高。线速度可达线速度可达50m/s50m/s80m/s80m/s。传递功率可达。传递功
4、率可达100kW100kW。效率可达效率可达9898。同步带特点:同步带特点:5.5.带传动不能保证准确的传动比,对轴和轴承的带传动不能保证准确的传动比,对轴和轴承的压力较大,传动的效率较低,带的寿命较短,压力较大,传动的效率较低,带的寿命较短,传动的外廓尺寸较大。传动的外廓尺寸较大。三、传动带(摩擦型)的特三、传动带(摩擦型)的特点点1.1.传动带具有良好的弹性,能缓冲和吸振,传动平稳,传动带具有良好的弹性,能缓冲和吸振,传动平稳,噪声小。噪声小。2.2.过载时,带和带轮面间发生打滑,可防止其他零件过载时,带和带轮面间发生打滑,可防止其他零件 损坏。损坏。3.3.带传动结构简单,制造、安装和
5、维护均较方便。带传动结构简单,制造、安装和维护均较方便。4.4.可用于中心距较大的两轴间的传动。可用于中心距较大的两轴间的传动。四、传动带(摩擦型)的应用四、传动带(摩擦型)的应用 传动平稳,传动比不要求准确、中小功率传动平稳,传动比不要求准确、中小功率的远距离传动场合。的远距离传动场合。一般地,功率一般地,功率P50KwP50Kw,带速,带速V=5V=525m/s25m/s(高速带可达(高速带可达60m/s60m/s)、传动比)、传动比 7 75.2 5.2 V带和带和V带轮带轮一、一、V V带的结构和标准带的结构和标准顶胶承载层底胶包布a)帘布芯结构b)绳芯结构1.V1.V带的结构带的结构
6、2.V2.V带的类型带的类型普通V带窄V带宽V带成组V带齿型V带大楔角V带3.3.几个基本概念几个基本概念bpbh(1 1)中性层中性层:弯曲时长度、宽度均不:弯曲时长度、宽度均不 变的层。变的层。(2 2)节宽节宽 b bp p:中性层的宽度中性层的宽度(5 5)相对高度相对高度 h/b h/bp p :0.60.6普通普通V V带带 0.9 0.9窄窄V V带带 (4 4)基准长度(公称长度)基准长度(公称长度)L Ld d:V V带在规定的张紧力下,带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的的周线长度。位于带轮基准直径上的的周线长度。(6 6)楔角楔角:V V带横截面两侧线所夹的锐角。带横
7、截面两侧线所夹的锐角。(3 3)基准直径基准直径 d dd d:V V带轮上与所配带轮上与所配V V带的带的节宽相等的轮槽宽度所对应的带轮直径。节宽相等的轮槽宽度所对应的带轮直径。截型YZABCDE节宽bp5.38.511.014.019.027.032.0顶宽b6.010.013.017.022.032.038.0高度h4.06.08.011.014.019.025.0楔角q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.620.90表5-1 普通V带的截型与截面基本尺寸(摘自GB 11544-89)mm40bpbh4.4.普通普通V V带的截型与截面基本尺寸带的截型与截面基本尺寸
8、基准长度 Ld315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500280031503550400045005000560063007100800090001000011200125001400016000表5-2 普通V带的基准长度(摘自 GB 11544-89)mmCDE截型YZAB5.5.普通普通V V带的基带的基准长度准长度6.6.普通普通V V带的标记带的标记截型截型 基准长度基准长度 标准编号标准编号标记示例:标记示例:B B型带,基准长度型带,基准长度1000mm1000mm,记为:,记为:B 1 00
9、0 GB11544-97B 1 000 GB11544-972.V2.V带轮的结构带轮的结构(3 3)铝合金和塑料:用于小功率传动)铝合金和塑料:用于小功率传动二、二、V V带轮的材料和结构带轮的材料和结构1.V1.V带轮的材料带轮的材料(1 1)铸铁:)铸铁:v30m/s 轮缘、轮辐(或腹板)和轮毂三部分。轮缘上轮缘、轮辐(或腹板)和轮毂三部分。轮缘上有轮槽。轮槽的尺寸和数目应与所用有轮槽。轮槽的尺寸和数目应与所用V V带的型号、根带的型号、根数相对应。数相对应。轮毂:与轴相连部分轮毂:与轴相连部分轮辐:联接轮缘和轮毂部分轮辐:联接轮缘和轮毂部分轮缘:与带相连部分轮缘:与带相连部分3.V3.
10、V带轮的有关标准带轮的有关标准 (1 1)普通)普通V V带轮轮槽截面尺寸带轮轮槽截面尺寸=32=34=36=38Y5.31.604.780.3656060Z8.52.007.0120.375.58080A11.02.758.7150.396118118B14.03.5010.8190.411.57.5190190C19.04.8014.325.50.51610315315D27.08.1019.9370.62312475475E32.09.6023.444.50.72815600600表5-3 普通V带轮轮槽截面尺寸(摘自 GB/T 13575.1-92)mmefminmindd与dd相对应
11、的槽型bdhaminhfminYZABCDE5053.254.05659.260.06366.267.07174.275.075-79.080.58083.284.085.585-90.59093.294.095.595-100.5100103.2104.0105.5106-111.5112115.2116.0117.5118-123.5-125128.2129.0130.5132.0132136.0137.5139.0140144.0145.5147.0150154.0155.5157.0160164.0165.5167.0170-177.0180184.0185.5187.0200204.
12、0205.5207.0209.6212-221.6224228.0229.5231.0233.6236-245.6250254.0255.5257.0259.6265-274.6280284.0285.5287.0289.6300-309.6215319.0320.5322.0324.6335-344.6355359.03960.5362.0364.6371.2375-391.2400404.0405.5407.0409.6416.2425-441.2450-455.5457.0459.6466.2475-491.2500504.0505.5507.0509.6516.2519.2530-54
13、9.2560-565.5567.0569.6576.2579.2600-607.0609.6616.2619.2630634.0635.5637.0639.6646.2649.2670-689.2710715.5717.0719.6726.2729.2750-757.0759.6766.2-800805.5807.0809.6816.2819.2900907.0909.6916.2919.210001007.01009.61016.210019.0dadd表5-4 普通V带轮的基准直径系列及其外径(摘自 GB/T 13575.1-92)mm(2 2)普通)普通V V带轮的基带轮的基准直径系准直
14、径系列及外径列及外径S S型(实心带轮)型(实心带轮)H H型(孔板带轮)型(孔板带轮)P P型(腹板带轮)型(腹板带轮)E E型(轮辐带轮)型(轮辐带轮)4.V4.V带轮的类型及适用场合带轮的类型及适用场合(1 1)S S型型(实心带轮)(实心带轮)适用条件:适用条件:带轮基准直径带轮基准直径d dd d(2.5(2.53)d3)d(d(d为轴的直径为轴的直径)()()型型(腹板带轮)(腹板带轮)适用条件:适用条件:带轮基准直径带轮基准直径dd mm()()型型(孔板带轮)(孔板带轮)适用条件:适用条件:带轮基准直径带轮基准直径dd mm()()型型(轮辐带轮)(轮辐带轮)适用条件:适用条件
15、:带轮基准直径带轮基准直径dd mm()()V V带轮有关参数的经验公式带轮有关参数的经验公式A A型槽型槽 3 3轮槽轮槽 基准直径基准直径100mm 100mm 腹板带轮腹板带轮.V.V带轮的标记带轮的标记名称名称 带轮槽型带轮槽型 轮槽数基准直径轮槽数基准直径 带轮结构型式代号带轮结构型式代号 标准编号标准编号示例:示例:标记为:标记为:带轮带轮A A 3 3 100 P GB/10412-92 100 P GB/10412-92.带传动的受力分析和应力分析带传动的受力分析和应力分析一、带传动的受力分析和打滑一、带传动的受力分析和打滑F0F0F0F0F0工作前F F0 0-初拉力初拉力F
16、-F-有效拉力(圆周力)有效拉力(圆周力)F F1 1-紧边拉力紧边拉力F F2 2-松边拉力松边拉力P-P-传递的功率传递的功率v-v-带速带速P=FvF2F2F1F1工作时n1n2 有效拉力有效拉力(圆周力圆周力)超过极限摩擦力时,带将在超过极限摩擦力时,带将在带轮表面全面滑动的现象。带轮表面全面滑动的现象。-使带磨损加剧,失去使带磨损加剧,失去工作能力,是带传动的一种失效形式,但可起到保工作能力,是带传动的一种失效形式,但可起到保护其它零件的作用。护其它零件的作用。打滑:打滑:当当V V带即将打滑时,摩擦力达到最大值,即有效带即将打滑时,摩擦力达到最大值,即有效拉力达到最大值。此时,紧边
17、拉力和松边拉力之间拉力达到最大值。此时,紧边拉力和松边拉力之间的关系可用的关系可用欧拉公式欧拉公式表示。表示。F F=F F1 1-F-F2 2F2F2F1F1n1n2 设带的总长度不变设带的总长度不变,则工作时紧边增加的长则工作时紧边增加的长度与松边减少的长度相等;度与松边减少的长度相等;紧边增加的拉力与松紧边增加的拉力与松边减小的拉力相等。边减小的拉力相等。即即 F1-F0=F0-F2F1+F2=2F0所以所以F2F2F1F1n1n2 vfeFF21其中:其中:e e 2.718 2.718 f fv v 当量摩擦系数当量摩擦系数 小带轮包角小带轮包角欧拉公式:欧拉公式:由由 式联解得式联
18、解得极限摩擦力为极限摩擦力为Fmax:1120max vvffeeFF上式表明:上式表明:带的传动能力与初拉力带的传动能力与初拉力F0、摩擦系数、摩擦系数fv、包角、包角有有关。三因素中任意一个的值增大时,摩擦力关。三因素中任意一个的值增大时,摩擦力Fmax就大,反之就大,反之反然。反然。二、带传动的应力分析二、带传动的应力分析1.1.由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力 2.2.由离心力产生的拉应力:由离心力产生的拉应力:3.3.弯曲应力:弯曲应力:紧边拉应力:紧边拉应力:AF/11 松边拉应力:松边拉应力:AF/22 AqvC2 dbdhE 其中:其中:A-带的横截面面积带的横截面面积其中
19、:其中:q-带的单位长度质量,带的单位长度质量,v带速带速其中:其中:E-带的弹性模量;带的弹性模量;h带的横截面高度;带的横截面高度;dd带轮基准直径带轮基准直径带的应力分布图:带的应力分布图:最大应力发生在紧边和小轮接触处,其值为:最大应力发生在紧边和小轮接触处,其值为:11maxbc 带具有足够疲劳寿命的条件为:带具有足够疲劳寿命的条件为:11maxbcn1n25.4 5.4 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:1.1.演示演示(1 1)由于带的弹性变形而引起的带与带轮面之间的局由于带的弹性变形而引起的带与带轮面之间的局 部相对滑动现象。部相对滑动
20、现象。(2 2)是带正常工作时固有的物理现象,不可避免的。是带正常工作时固有的物理现象,不可避免的。(3 3)主动轮(小带轮)上带速滞后于带轮的圆周速度;)主动轮(小带轮)上带速滞后于带轮的圆周速度;从动轮(大带轮)上带速超前于带轮的圆周速度。从动轮(大带轮)上带速超前于带轮的圆周速度。2.2.弹性滑动描述弹性滑动描述二、传动比二、传动比主动轮转速与从动轮转速之比。主动轮转速与从动轮转速之比。2121nni 定义式:定义式:=v1-v2v1=d1n1-d2n2d1n1 由于弹性滑动的存在由于弹性滑动的存在,导致从动轮的圆周速度导致从动轮的圆周速度v2 2低低主动轮的圆周速度主动轮的圆周速度v
21、v1 1,其降低程度用其降低程度用滑动率滑动率表示表示:一般传动计算中,一般传动计算中,=0.01=0.010.02 0.02 很小,不予考虑。很小,不予考虑。d1(1-)i=n1n2=d2由此推得带传动的传动比公式如下:由此推得带传动的传动比公式如下:其中:其中:d d1 1,d d2 2分别为主、从动轮的基准直径分别为主、从动轮的基准直径12dd1.1.失效形式失效形式5.5 5.5 普通普通V带传动的设计带传动的设计一、带传动的失效形式和设计准则一、带传动的失效形式和设计准则(1 1)打滑)打滑(2 2)疲劳破坏(脱层、撕裂、拉断)疲劳破坏(脱层、撕裂、拉断)保证带在工作时不打滑的前提下
22、具有足够的疲劳保证带在工作时不打滑的前提下具有足够的疲劳强度(寿命)。强度(寿命)。2.2.设计准则设计准则1120max vvffeeFFF不打滑应满足:不打滑应满足:11maxbc具有足够的疲劳强度具有足够的疲劳强度(寿命)应满足:(寿命)应满足:由此推得由此推得带传动的设计准则是:带传动的设计准则是:PP即:即:所传递的功率所传递的功率P不能超过规定的功率值不能超过规定的功率值P。二、单根二、单根V V带的额定功率带的额定功率LKKPPP 1P-单根单根V V带额定功率带额定功率P1-单根单根V V带基本额定功率带基本额定功率 :包角为:包角为180180(i=1=1)、)、特定基准长度
23、、载荷平稳时所能传递的额定功率。特定基准长度、载荷平稳时所能传递的额定功率。P1-功率增量功率增量 :i11时时,带在大带轮上的弯曲应带在大带轮上的弯曲应 力较小力较小,同样寿命下同样寿命下,传递的功率可增大一些。传递的功率可增大一些。KL-带长修正系数带长修正系数 :与特定带长相比:与特定带长相比,带长增大带长增大,单位时间绕转次数减少单位时间绕转次数减少,包角增大,寿命一定包角增大,寿命一定 前提下前提下,传递载荷能力增强传递载荷能力增强,反之反然。反之反然。K-包角包角修正系数修正系数 :i11时时,小带轮包角小于小带轮包角小于 180 180,传递载荷能力下降传递载荷能力下降,且包角越
24、小且包角越小,下降下降 越明显越明显.LKKPPP 1三、普通三、普通V V带传动设计带传动设计任务:任务:确定在给定的工作条件下确定在给定的工作条件下V V带的型号、长度带的型号、长度 根数;根数;带轮的材料、结构和尺寸;带轮的材料、结构和尺寸;传动中心传动中心 距;距;作用在轴上的压力作用在轴上的压力等。等。设计步骤:设计步骤:1.1.计算设计功率(计算功率)计算设计功率(计算功率)P PC C,选择,选择V V带型号带型号(1 1)Pc=KAP K KA A-工况系数工况系数;P-P-所需要传递的额定功率所需要传递的额定功率(2 2)根据设计功率)根据设计功率P PC C和小带轮的转速和
25、小带轮的转速选择带型选择带型。2.2.确定带轮基准直径确定带轮基准直径d dd1d1、d dd2d2和校核带速和校核带速vdd1 ddmin dd2=i dd1 且且dd1、dd2应符合应符合标准标准。带轮直径小,结构紧凑;带轮直径过小,增加弯曲带轮直径小,结构紧凑;带轮直径过小,增加弯曲应力,降低寿命。应力,降低寿命。带速过高带速过高,离心力过大,降低带与带轮间的正压力离心力过大,降低带与带轮间的正压力,从而降低摩擦力和传动能力;带速过低从而降低摩擦力和传动能力;带速过低,则在传递则在传递相同功率的条件下所需有效拉力相同功率的条件下所需有效拉力F F 较大较大,要求带的要求带的根数较多。根数
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