机械设计基础第六带传动和链传动课件.ppt
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- 机械设计 基础 第六 传动 链传动 课件
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1、机械设计基础第六带传动和链传动优选机械设计基础第六版带传动和链传动第第13章章 带传动和链传动带传动和链传动13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用13-2 带传动的受力分析带传动的受力分析13-3 带的应力分析带的应力分析13-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比13-5 普通普通V带传动的计算带传动的计算13-6 V带轮的结构带轮的结构13-7 同步带传动简介同步带传动简介13-8 链传动的特点和应用链传动的特点和应用13-9 链条和链轮链条和链轮13-11 链传动的主要参数及其选择链传动的主要参数及其选择13-12 滚子链传动的计算滚子链传动的计算13-10 链传动
2、的运动分析和受力分析链传动的运动分析和受力分析13-13 链传动的润滑和布置链传动的润滑和布置313-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用带传动的组成:带传动的组成:主动轮主动轮1、从动轮、从动轮2、环形带、环形带3。工作原理:工作原理:安装时带被张紧在带轮上,产生的初拉力使得带与安装时带被张紧在带轮上,产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时,依靠摩擦力拖动带轮之间产生压力。主动轮转动时,依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。从动轮一起同向回转。1n2n12F0F0F0F0类型类型平皮带平皮带V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型同步带同步带圆形带圆形带-摩擦牵引力大摩擦
3、牵引力大 -摩擦牵引力大摩擦牵引力大 -牵引力小,用于仪器牵引力小,用于仪器应用:两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。应用:两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。带传动的类型带传动的类型抗拉体213.57180 12dd带传动的几何关系带传动的几何关系中心距中心距a包角包角:2因因较小较小,sin以代入得代入得:)(12raddd带长带长:ADBCABL 2)2(2)2(2cos212dda22211sin1cos以代入得:及add212add212)()(2cos21221ddddaaCADBd1d2addddaL4)(222122111CADBd1d2a带长带长:已知带长时,由上
4、式可得中心距已知带长时,由上式可得中心距:8)(8)(2)(221222121ddddLddLa带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上,而且当带工作一段时间之后,因带永久伸长而松弛时,还应当重新张紧。83 7100 1.13-3 带的应力分析02 0.链轮主要尺寸计算公式:腹板式-中等直径;56 0.圆周速度:v 15 m/s;13-6 V带轮的结构01 0.1250 0.这种三圆弧一直线齿形基本上符合标准齿槽形状范围,且具有较好的啮合性能,并便于加工。设计带传动的主要任务是:选择合理的传动参数、确F=F1-F2应用:两轴平行、且同向转动的场合。2800 0.齿形链板的两侧是直边,工作时链板的侧
5、边与链轮齿廓相啮合。17 0.应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。自用盘编号JJ3210021000 0.a a调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置滑道式张紧装置摆架式张紧装置摆架式张紧装置a a带传动的张紧方法:带传动的张紧方法:1.调整中心距调整中心距 张紧轮张紧轮带传动的张紧方法:带传动的张紧方法:1.调整中心距调整中心距 2.采用张紧轮采用张紧轮3.自动张紧自动张紧自动张紧装置自动张紧装置 销轴销轴为保证带具有一定的疲劳寿命,应使:Fc=qv2 Ndmin 20 50 75 125 200 315 50070 0.13-1 带
6、传动的类型和应用10 0.说明带的长度影响其疲劳寿命。各种链轮的实际断面齿形介于最大最小齿槽形状之间。91 31100 1.链条进入链轮后形成折线,因此链传动相当于一对多边形轮之间的传动。0 2.也作周期性变化,从而使链条上下抖动。13-11 链传动的主要参数及其选择8 14.组合式-大直径,齿圈可更换。355 0.27 0.p与d 之间的关系:带传动的优点:带传动的优点:1.适用于中心距较大的传动;适用于中心距较大的传动;2.带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸收振动;带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸收振动;3.过载时带与带轮之间会出现打滑,避免了其它零过载时带与带轮之间会出现打滑,避免了其它零
7、 件的损坏;件的损坏;4.结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。带传动的缺点:带传动的缺点:1.传动的外廓尺寸较大;传动的外廓尺寸较大;2.需要张紧装置;需要张紧装置;3.由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;4.带的寿命较短;带的寿命较短;5.传动效率较低。传动效率较低。自用盘编号JJ321002 应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广,带速:带传动应用最广,带速:v=525 m/s 传动比:传动比:
8、i=7 效率:效率:0.90.9513-2 带传动的受力分析带传动的受力分析F0F0F0F0静止时,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 =F0 为了可靠工作,带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1 F2 F1,紧边F2 松边F1F2F1F2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相设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等:等:F1 F0=F0 F2 从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2n1n2F0=(F1+F2)/2当圆周力当圆周力FFf时,带与
9、带轮之间出现显著的滑动,称时,带与带轮之间出现显著的滑动,称为打滑为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低,经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低,导致传动失效。导致传动失效。称称 F1-F2为有效拉力,即带所能传递的圆周力:为有效拉力,即带所能传递的圆周力:F=F1-F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系:且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系:1000FvP 以平带为例,分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d2取一小段弧进行分析:取一小段弧进行分析:参数如图 设正压力:设正压力:dFN 设两端的拉力:设两端的拉力:F
10、和和F+dF 力平衡条件:力平衡条件:忽略离心力,水平、垂直力分别平衡2sin)(2sinddFFdFdFN2cos2cos)(dFddFFfdFN摩擦力:摩擦力:f dFN 力平衡条件:力平衡条件:2sin)(2sinddFFdFdFN2cos2cos)(dFddFFfdFN12cos,22sindddd很小,可取因2ddF 去掉二阶微量FddFNfdFdF012fdFdFFFfFF21ln积分得:积分得:紧边和松边的拉力之比为:紧边和松边的拉力之比为:feFF21挠性体摩擦的基本公式挠性体摩擦的基本公式 dFfdFN 联立求解:联立求解:11ffeeFF)11(121feFFFF112fe
11、FF F f 1fQQNFffFfF2sinQNFffF2sinfeFF21F=F1-F2在相同条件下在相同条件下,V带能传递较大的功率。带能传递较大的功率。或在传递功率相同时,或在传递功率相同时,V带传动的结构更为紧凑。带传动的结构更为紧凑。用用 f 代替代替 f 后,得以下计算公式:后,得以下计算公式:21feFF)11(11112121ffffeFFFFeFFeeFF11ffeeFF)11(121feFFFF112feFF21feFF13-3 带的应力分析带的应力分析 1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力:紧边拉应力:MPaAF11MPaAF22松边拉应力:
12、松边拉应力:A为带的横截面积为带的横截面积 2.离心力产生的拉应力离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力:带在微弧段上产生的离心力:amdFNc带工作时应力由三部分组成dFNcdddlr F1F2Ndqv22)(rqrdrvqrd2)(离心力离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力在微弧段两端会产生拉力 Fc。daqvdaFc22sin2由力平衡条件得:由力平衡条件得:dFNcdddlr F1F2Fc Fc d2d2:22sin,得取dadaNqvFc2MPaAqvAFcc2离心拉应力:离心拉应力:往x轴投影 最大应力最大应力max出现在紧边与小出现在紧边与小轮的接触处。轮的接触处。3.弯曲应
13、力弯曲应力当带绕过带轮时,因为弯曲而产生弯曲应力MPadyEb2设设y为带的中心层到最外层的垂直距离;为带的中心层到最外层的垂直距离;E为带的弹性模量;为带的弹性模量;d为带轮直径。为带轮直径。4.应力分布及最大应力应力分布及最大应力 max 1 b2 c2n1n21b1cb11max 2y弯曲应力为弯曲应力为:V带的节线带的节线 dV带轮的带轮的基准圆基准圆由材料力学公式得 离心应力拉应力弯曲应力大小带轮上皮带弯曲应力一样吗?自用盘编号JJ321002 5.疲劳寿命疲劳寿命试验证明,疲劳曲线方程也适用于经受变应力的带。试验证明,疲劳曲线方程也适用于经受变应力的带。CNmmax设设v为带速(为
14、带速(m/s)、)、L为带长(为带长(m),则每秒内带绕行),则每秒内带绕行整周的次数(频率)为整周的次数(频率)为v/L。设带的寿命为。设带的寿命为T(h),则),则LvkTN3600式中,式中,k为带轮数,一般为带轮数,一般k=2。说明带的长度影响其疲劳寿命。说明带的长度影响其疲劳寿命。自用盘编号JJ321002 F0F01由力平衡条件得静止时轴上的压力为:由力平衡条件得静止时轴上的压力为:6.作用在轴上的力作用在轴上的力 FQF0F0FQ2sin210FFQ1212问题:什么目的?二、单根普通V带的许用功率85 8000 1.9904 1.FN f=FQ f链条因磨损而引起的相对伸长量3
15、%0 2.560 0.a=(3050)p27 0.F1 =F2 =F0015Ld)(a+0.min 5 5.带轮的材料:常用铸铁,有时也采用钢或塑料和木材。70 0.优点:与滚子链相比,齿形链运转平稳、噪声小、承国标规定最大值和最小值:q为V带每米长的质量;16 0.F1 =F2 =F0自用盘编号JJ321002 F2F2F1F113-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比 设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为:设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为:这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。紧边:紧边:
16、松边:松边:AEF11AEF22 F1 F2 1 2带绕过主动轮时,将逐渐缩带绕过主动轮时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使带速落短并沿轮面滑动,使带速落后于轮速。后于轮速。带经过从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带带经过从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带速超前于轮速。速超前于轮速。smndv/100060111smndv/100060222总有:总有:v2 f200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000小带轮小带轮基准直基准直径径 d1/mm表表13-4 单根普通单根普通V带的基本额
17、定功率带的基本额定功率(包角(包角=、特定基准长度、载荷平稳时)、特定基准长度、载荷平稳时)型型号号ZABC50 0.04 0.06 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.3156 0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 90 0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.5
18、675 0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.0 0.8090 0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5 180 0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81 125 0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2.64 2.85 2.9
19、6 2.94 2.80 2.51 1.09 140 0.59 1.05 1.82 2.08 2.47 2.82 3.00 3.23 3.42 3.70 3.85 3.83 3.63 3.24 1.29 280 1.58 2.89 5.13 5.85 6.90 7.76 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80 4.26 小带轮转速小带轮转速 n1/(r/min)200 1.39 2.41 4.07 4.58 5.29 5.84 6.07 6.28 6.34 6.02 5.01 3.23 224 1.70 2.99 5.12 5.78 6.71 7.45 7.75 8.00 8.06 7
20、.57 6.08 3.57 450 4.51 8.20 13.8 15.23 16.59 16.47 15.57 13.29 9.64 实际工作条件与特定条件不同时,应对实际工作条件与特定条件不同时,应对P0值加以修正。值加以修正。修正结果称为许用功率修正结果称为许用功率P0LaKKPPP)(000K 包角系数。包角系数。表138 KL 长度系数长度系数;表133P0 功率增量;功率增量;三、普通三、普通V带的型号和根数的确定带的型号和根数的确定PKPAc计算功率:计算功率:KA-工作情况系数工作情况系数 表13-6型号的确定型号的确定:根据根据Pc和小带轮的转速和小带轮的转速n1,由选型图确
21、定。,由选型图确定。根数的确定根数的确定:0PPzcLcKKPPP)(00表136、7224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09
22、630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 125001400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld/mm Y Z Ld/mm 基准长度基准长度 KL 基准长度基准长度 K
23、L 表表13-2 普通普通V带的长度系列和带长修正系数(带的长度系列和带长修正系数(GB/T13575.1-92)200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88-点击按钮 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13-4 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
24、动 比比 i 2.0730 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 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.
25、04 0.06 0.07 0.08 0.10 0.11 0.13 730 0.00 0.02 0.05 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
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