機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) (精品)

1、7.1 概述7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.3 帶傳動(dòng)的工作能力分析4.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)7.5 同步帶傳動(dòng)7.6 帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)7.7 鏈傳動(dòng)簡(jiǎn)介第7章 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)7.1 概述帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶及機(jī)架組成。源動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶的傳動(dòng)過(guò)程：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶與輪的摩擦7.1 概述7.1.1 帶傳動(dòng)的類型開口開口傳動(dòng)傳動(dòng) 兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)兩軸平行，同向回轉(zhuǎn) 交叉交叉?zhèn)鲃?dòng)傳動(dòng) 兩軸平行，反向回轉(zhuǎn)兩軸平行，反向回轉(zhuǎn) 半交叉半交叉?zhèn)鲃?dòng)兩軸交錯(cuò)，不能逆轉(zhuǎn)傳動(dòng)兩軸交錯(cuò)，不能逆轉(zhuǎn) 平帶平帶傳動(dòng)傳動(dòng)底面是工作面底面是工作面，可實(shí)現(xiàn)多，可實(shí)現(xiàn)多 種形式的傳動(dòng)種形式

2、的傳動(dòng) 帶帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶兩側(cè)面是工作面兩側(cè)面是工作面，承載，承載 力大，只用于開口傳動(dòng)力大，只用于開口傳動(dòng) 多楔帶多楔帶傳動(dòng)具平、帶的優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)具平、帶的優(yōu)點(diǎn)同步帶同步帶傳動(dòng)具帶與鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)傳動(dòng)具帶與鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)按形按形傳式傳式動(dòng)分動(dòng)分按按帶帶的的截截面面分分7.1 概述演示帶傳動(dòng)點(diǎn)擊小圖看大圖7.1 概述7.1.2 帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲小,可緩沖吸振,有過(guò)載保護(hù),可遠(yuǎn)距離傳動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造、安裝和維護(hù)方便,但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確,效率較低,壽命較短,且對(duì)軸的壓力大。特點(diǎn)：應(yīng)用： 常應(yīng)用于傳動(dòng)比不要求準(zhǔn)確、功率P100kW、v=525m/s、傳動(dòng)比i5以及有過(guò)載保護(hù)的場(chǎng)合.7.1 概述

3、7.1.3 7.1.3 帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系 1、包角、包角 1=1800 18018018012001adddd18018018012002adddd2 2、基準(zhǔn)長(zhǎng)度、基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0220113603602cos2dddddaLaddddadddd4)()(22212213、中心距為、中心距為a0)()(2 28212212dddddddaddLa8)( 8)(2)(221222121ddddddddddddLddLa7.1 概述7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.2.1 普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)(2) 當(dāng)帶彎曲時(shí)中性層帶長(zhǎng)不變節(jié)面節(jié)面1.帶的結(jié)構(gòu)組成帶的結(jié)構(gòu)組成:(普通普通)2.帶型號(hào)

4、帶型號(hào):帶楔角變化(減小)帶輪輪槽角帶輪輪槽角 040 (1) 分類 普通帶：Y、Z、A、B、C、D、E 窄帶 ： SPZ、SPA、SPB、SPC(2) 基準(zhǔn)長(zhǎng)度基準(zhǔn)長(zhǎng)度d帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度(1)基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑dd3.基準(zhǔn)尺寸基準(zhǔn)尺寸:表表(7-3)與帶節(jié)面對(duì)應(yīng)的直徑7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)普通V帶和窄V帶的標(biāo)記由帶型、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)記號(hào)組成，見如下示例：A1400 GB1154489國(guó)標(biāo)代號(hào)基準(zhǔn)長(zhǎng)度v帶型號(hào)7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)7.2.2 普通V帶輪的結(jié)構(gòu)1.V帶輪槽尺寸標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)v25m/s時(shí)，用HT150；當(dāng)v=2530m/s時(shí)用HT2

5、00；當(dāng)2545m/s時(shí)用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料.2. 帶輪的材料7.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)S型-實(shí)心帶輪P型-腹板帶輪H型-孔板帶輪E型-橢圓輪輻帶3.帶輪的結(jié)構(gòu)7.3 帶傳動(dòng)的受力分析7.3.1 帶傳動(dòng)的受力分析帶必須以一定的初拉力F0張緊在帶輪上。 帶傳動(dòng)時(shí)，緊邊和松邊的拉力差形成有效拉力F。以傳動(dòng)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 在帶傳動(dòng)過(guò)程中，有效拉力不能超過(guò)帶與輪面間F摩擦力綜合的極限值否則帶傳動(dòng)會(huì)發(fā)生打滑，導(dǎo)致傳動(dòng)失效。fFFFF211000FvP 7.3 帶傳動(dòng)的受力分析 在帶即將打滑的臨界緊邊拉力和松邊拉力的關(guān)系符合歐拉公式：可推知帶傳動(dòng)有效拉力F的大小為：feFF21112

6、0ffeeFF7.3 帶傳動(dòng)的受力分析表明，帶所傳遞的圓周力F與下列因素有關(guān)：初拉力F0摩擦系數(shù)f包角帶傳動(dòng)在不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為：1111maxfaeFF7.3.1 帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析7.3 帶傳動(dòng)的受力分析通過(guò)分析可知，帶傳動(dòng)時(shí)，皮帶中存在著三種應(yīng)力由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力s s由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力s sC由皮帶繞過(guò)帶輪因彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力s sb 三種應(yīng)力共同作用，使帶處在變應(yīng)力條件下工作，故帶易產(chǎn)生疲勞破壞。7.3 帶傳動(dòng)的受力分析皮帶中的應(yīng)力最大值為：s smax=s s1+s sc+s sb1 為保證帶有足夠的疲勞壽命，應(yīng)使帶中的最大應(yīng)力s smax小于等于帶材料的許用

7、應(yīng)力s s。即 s smax=s s1+s sc+s sb1s s 7.3 帶傳動(dòng)的受力分析7.3.3 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比 由于帶的彈性變形而引起帶在輪面上滑動(dòng)的現(xiàn)象，稱為彈性滑動(dòng)。 帶傳動(dòng)時(shí)，帶與輪面之間存在著彈性滑動(dòng),這使得從動(dòng)帶輪的圓周速度v2總是低于主動(dòng)帶輪的圓周速度v1。v2相對(duì)于v1的降低率稱為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率e：%100%100112211121ndndndvvve7.3 帶傳動(dòng)的受力分析帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為)1 (1221eddddnni從動(dòng)輪的 轉(zhuǎn) 速為1212)1 (nddndde 隨載荷變化而變化。因 是變量，故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)所不可避免的特性,不同

8、于打滑失效。ee7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8.4.1 帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和傳動(dòng)帶的疲勞破壞。 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在傳遞規(guī)定功率是不打滑，同時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。8.4.2 單根V帶的基本額定功率帶傳動(dòng)的承載能力取決于傳動(dòng)帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)度，帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速、包角和載荷特性等因素。單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)和分析確定的。實(shí)驗(yàn)條件：傳動(dòng)比i=1、包角180、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)的工作載荷。7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)7.4.2 V帶的設(shè)計(jì)步驟和方法設(shè)計(jì)的已知條件為：傳動(dòng)的工作情況，功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i）以及空間尺寸要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定V帶

9、的型號(hào)、長(zhǎng)度L和根數(shù)Z、傳動(dòng)中心距a及帶輪基準(zhǔn) 直徑，畫出帶輪零件圖等。1.確定計(jì)算功率PKPAC式中：P傳遞的名義功率（如電動(dòng)機(jī)的額定功率，KW）；AK工作情況系數(shù)7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)工作情況系數(shù)KA工作情況KA軟啟動(dòng)硬啟動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)/h1010161610101616載荷變動(dòng)微小離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)等1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī)、木工機(jī)械等1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、起重機(jī)、沖剪機(jī)床、紡織機(jī)械、橡膠機(jī)械、重載輸送機(jī)、磨粉機(jī)等1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)大破碎機(jī)、摩碎

10、機(jī)等1.31.41.51.51.61.87.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2 .選擇V帶的型號(hào) 根據(jù)計(jì)算功率Pc和主動(dòng)輪（通常是小帶輪）轉(zhuǎn)速n1 由右圖選擇V帶型號(hào)。 當(dāng)所選取得結(jié)果在兩種型號(hào)的分界線附近，可以兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，最后從中選擇較好的方案點(diǎn)擊小圖看大圖7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但另一方面彎曲應(yīng)力大大，使帶的壽命降低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1ddmin，ddmin 的值查表忽略彈性滑動(dòng)的影響，dd2=dd1n1/n2,dd1、dd2宜取標(biāo)準(zhǔn)值7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4.驗(yàn)算帶速 10006011ndvd離心力增大，帶輪間摩擦力減小，容易打滑 帶

11、速不宜過(guò)高，否則單位時(shí)間內(nèi)繞過(guò)帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動(dòng)帶的工作壽命 帶速不宜過(guò)低，否則當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.初定中心距a和基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld 210212)(7 . 0ddddddadd按下式初步確定中心距a0初選a0后，可根據(jù)下式計(jì)算v帶的初選長(zhǎng)度L0021221004)()(22addddaLdddd7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)初選長(zhǎng)度L0，由表選取與相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld作為所選帶的長(zhǎng)度，然后就可以計(jì)算出實(shí)際中心距a，即 200LLaad 考慮到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量。中心距的變動(dòng)范圍為 ddLaaLaa03

12、. 0015. 0maxmin7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.驗(yàn)算小帶輪包角 1小帶輪包角可按下式計(jì)算 3 .57180121adddd 一般要求 ，否則應(yīng)適當(dāng)增大中心距或減小傳動(dòng)比，也可以加張緊輪。 011207.確定V帶根數(shù)ZLCCkkPPPPPz)(000 帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，根數(shù)不宜過(guò)多，一般應(yīng)滿足zddmin=125mm1.3AK 7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)大輪帶輪基準(zhǔn)直徑dd2為 mmmmdnnddd5 .50714040014501212按表8.3，選取標(biāo)準(zhǔn)直徑dd2=500mm,實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為mmmmdnnd5 .50714040014501211n

13、2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為%5 . 1%100400400406在 以內(nèi)，為允許值%57.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4）驗(yàn)算帶速Vsmndvd/63.10100060145014010006011帶速度在525m/s范圍內(nèi)。 5）確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距a 按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初步確定中心距 mma15000由式（7-2）得 021221004)()(22addddaLddddmm9 .402615004)140500()500140(21500227.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)由式（7-22）的實(shí)際中心距a為 mmLLaad148729 .40264

14、0001500200中心距a的變動(dòng)范圍為 amin=a -0.015Ld =（1487-0.015*4000）mm =1427mm a=a+0.03L =(1487+0.03*4000)mm =1067mm 7.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6）校驗(yàn)小帶輪包角 1由式（7-1）得12013.1663 .576181603201803 .57180121adddd7）計(jì)算V帶的根數(shù)z 由式（7-21）得 LCKKPPPz007.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)根據(jù) ，n=1440r/min,查表7-5a,用內(nèi)插法得 mmdd1401P0=2.82Kw由式7-5b得功率增量P0 KWP46. 007.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 由

15、表7-4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)Kl=1.13，由圖7-6查得包角系數(shù)Ka=0.97，得普通帶根數(shù)根62. 313. 197. 046. 082. 213z取z=4根 8）求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ 由表查得B型普通V帶的每米質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式(7-23)得單根V帶的初拉力為 NNqvKvzPFC33.26063.1017. 0197. 05 . 263.10413500) 15 . 2(5002207.4 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)由式(7-24)可的作用在軸上的壓力FQ NNazFFQ4 .2067213.166sin433.26022sin2109）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)過(guò)程及帶輪工作圖

16、略）。 選用4根B-4000GB 1171-89V帶，中心距a=1487mm，帶輪直徑dd1=140，dd2=500，軸上壓力FQ=2067.4N 。 10）設(shè)計(jì)結(jié)果 7.5 同步帶傳動(dòng)7.5.1 同步帶的特點(diǎn)和應(yīng)用 同步帶綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)。由1強(qiáng)力層、2帶齒、3帶背組成同步帶的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)相對(duì)滑動(dòng)、帶長(zhǎng)不變， 傳動(dòng)比穩(wěn)地帶薄而輕，強(qiáng)度高，適合 高速傳動(dòng)帶的柔性好可用直徑較小的帶輪，能獲得較大的傳動(dòng)比傳動(dòng)效率高初拉力較小，故軸和軸承上所受的載荷小7.5 同步帶傳動(dòng)同步帶的缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求高、成本高同步帶的用途：主要用于要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確的中、小功率傳動(dòng)中，如計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)、磨床和紡織

17、機(jī)械等7.5 同步帶傳動(dòng)7.5.2 同步帶的參數(shù)、型式和標(biāo)記1.同步帶的參數(shù)：(1)節(jié)距pb：(2)模數(shù)m：bpm 7.5 同步帶傳動(dòng)2.同步帶的型式、尺寸和標(biāo)記：同步帶從結(jié)構(gòu)上分為單面帶和雙面帶。雙面帶的帶齒排列分為DA型和DB型兩種形式。此外還有用于特殊用途的特殊結(jié)構(gòu)同步帶7.6 帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)根據(jù)帶的摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；張緊的目的運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，為了保證帶傳動(dòng)的能力，必須 重新張緊，才能正常工作。 常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動(dòng)張緊裝置、張緊輪張緊裝置。1、定期張緊裝置2、自動(dòng)張緊裝置7.6 帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時(shí)張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過(guò)分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。 3、張緊輪裝置7.7 鏈傳動(dòng)簡(jiǎn)介鏈傳動(dòng)是依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，徑向壓軸力小，適于低 速情況下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)安裝精度要求較低，成本低廉，可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)的主