第七章摩擦輪與帶傳動(dòng)1

1、2轉(zhuǎn)矩不宜過(guò)大。轉(zhuǎn)矩不宜過(guò)大。 3磨損快，壽命低。磨損快，壽命低。 4傳動(dòng)效率低。傳動(dòng)效率低。第二節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)一、傳動(dòng)的工作原理利用主、從動(dòng)輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩利用主、從動(dòng)輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩：f.FnFt 法向力法向力Fn 摩擦力摩擦力f.Fn 工作圓周力工作圓周力Ft 摩擦輪在接觸面間可能的滑動(dòng)摩擦輪在接觸面間可能的滑動(dòng) 彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng)打滑打滑 1彈性滑動(dòng)：彈性滑動(dòng)：兩摩擦輪表層由于在摩擦力的作用下產(chǎn)生不同情況的切向兩摩擦輪表層由于在摩擦力的作用下產(chǎn)生不同情況的切向彈性變形而引起的相對(duì)滑動(dòng)叫做彈性滑動(dòng)。彈性變形而引起的相對(duì)滑動(dòng)叫做彈性滑動(dòng)。 由于彈性滑動(dòng)的存在，使得從動(dòng)

2、輪內(nèi)由于彈性滑動(dòng)的存在，使得從動(dòng)輪內(nèi)圓周速度圓周速度v2，低于主動(dòng)輪的圓周速，低于主動(dòng)輪的圓周速度度v1其滑差率：其滑差率： %100/ )(121vvv金屬：金屬：=0.51% 非金屬材料非金屬材料=510% 材料的彈性模量材料的彈性模量E越低，彈性滑動(dòng)越厲害越低，彈性滑動(dòng)越厲害 存在彈性滑動(dòng)時(shí)摩擦輪的實(shí)際傳動(dòng)比：存在彈性滑動(dòng)時(shí)摩擦輪的實(shí)際傳動(dòng)比： innnn出入從主 圓柱摩擦輪傳動(dòng)：圓柱摩擦輪傳動(dòng)： )1 (1221DDnni圓錐摩擦輪傳動(dòng)圓錐摩擦輪傳動(dòng) )1 (sinsin)1 (121221DDnni注意：彈性滑動(dòng)在摩擦輪傳動(dòng)中是不可避注意：彈性滑動(dòng)在摩擦輪傳動(dòng)中是不可避 免的免的 彈

3、性滑動(dòng)后果彈性滑動(dòng)后果: 速度損失速度損失功率損失，實(shí)際功率損失，實(shí)際傳動(dòng)比偏差，使傳動(dòng)精度傳動(dòng)比偏差，使傳動(dòng)精度降低降低 1理實(shí)ii措施：采用高彈性模量材料制作輪面措施：采用高彈性模量材料制作輪面 2打滑：打滑：當(dāng)f.FnFt 時(shí)主動(dòng)輪將不能帶動(dòng)從動(dòng)輪，接時(shí)主動(dòng)輪將不能帶動(dòng)從動(dòng)輪，接觸表面將會(huì)產(chǎn)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為打滑。觸表面將會(huì)產(chǎn)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為打滑。打滑后果：將使摩擦輪面產(chǎn)生嚴(yán)重摩損，因而使傳動(dòng)壽命打滑后果：將使摩擦輪面產(chǎn)生嚴(yán)重摩損，因而使傳動(dòng)壽命 降低降低 打滑現(xiàn)象一般允許發(fā)生在起、制動(dòng)等短暫時(shí)間內(nèi)，正常打滑現(xiàn)象一般允許發(fā)生在起、制動(dòng)等短暫時(shí)間內(nèi)，正常 工作時(shí)，

4、必須設(shè)法避免。工作時(shí)，必須設(shè)法避免。 應(yīng)用：功率，傳動(dòng)比，速度和軸間中心距等方面適用范應(yīng)用：功率，傳動(dòng)比，速度和軸間中心距等方面適用范圍圍很大。很大。功率：功率：18kw。最大。最大:220kw傳動(dòng)比傳動(dòng)比: 7。最大。最大: 25(微動(dòng)裝置微動(dòng)裝置)二、法向力的計(jì)算二、法向力的計(jì)算(一一)圓柱摩擦輪傳動(dòng)圓柱摩擦輪傳動(dòng)為保證正常傳動(dòng)，必須有足夠的法向力為保證正常傳動(dòng)，必須有足夠的法向力FnfFkFtn.11611101 .191000601000/1000nfDkPFnDPvPFnt代入代入 f摩擦系數(shù)，表摩擦系數(shù)，表7-1K載荷系數(shù)載荷系數(shù) k=1.21.5(功率傳動(dòng)功率傳動(dòng)) k=3.0(

5、示數(shù)傳動(dòng)示數(shù)傳動(dòng)) K考慮載荷的不平穩(wěn)性及保證傳動(dòng)的可靠性考慮載荷的不平穩(wěn)性及保證傳動(dòng)的可靠性若取若取k=1.35,f=0.2，第一個(gè)式子，則，第一個(gè)式子，則Fn7Ft 摩擦輪傳動(dòng)功率不宜過(guò)大摩擦輪傳動(dòng)功率不宜過(guò)大 (二二)圓錐摩擦輪傳動(dòng)圓錐摩擦輪傳動(dòng)D1應(yīng)換為主動(dòng)輪的平均直徑應(yīng)換為主動(dòng)輪的平均直徑Dm1 116.101 .19nDfkPFmn三、作用在軸上的載荷三、作用在軸上的載荷Ft作用在圓周方向的載荷 Fn接觸面間的法向力 計(jì)算 軸、支承 1圓柱摩擦輪 Fr徑向力指向輪心 Fr=Fn Ft圓周力主反從同 Ft=f.Fn2 2圓錐摩擦輪圓錐摩擦輪FtFt圓周力圓周力主反從同主反從同 Ft=

6、f.FnFr徑向力徑向力指向輪心指向輪心 Fr=Fn.cosFa軸向力軸向力背向錐頂背向錐頂 （指（指向大端）向大端） Fa=Fn.sin 12 F Fa1a1F2帶輪上從緊邊到松邊帶輪上從緊邊到松邊不斷減小不斷減小( (二二) )離心力產(chǎn)生的應(yīng)力離心力產(chǎn)生的應(yīng)力離心力雖只發(fā)生在帶作圓周運(yùn)動(dòng)的部分，但由此引起的離心力雖只發(fā)生在帶作圓周運(yùn)動(dòng)的部分，但由此引起的拉力作用于帶的全長(zhǎng)拉力作用于帶的全長(zhǎng)AqvAFcc2(三三) )帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力DEb.E E帶的彈性模量帶的彈性模量帶的厚度帶的厚度D D帶輪的直徑帶輪的直徑 小帶輪處的彎曲應(yīng)力較大小帶輪處的彎曲應(yīng)

7、力較大:b1 b2最大應(yīng)力：最大應(yīng)力：cb11max位置：緊邊進(jìn)入小帶輪的接觸點(diǎn)位置：緊邊進(jìn)入小帶輪的接觸點(diǎn)b1b1對(duì)傳動(dòng)帶的壽命影響最大，對(duì)傳動(dòng)帶的壽命影響最大，小帶輪直徑不宜過(guò)小。小帶輪直徑不宜過(guò)小。六、彈性滑動(dòng)、打滑和滑動(dòng)率1 1彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng)當(dāng)傳動(dòng)帶從緊邊過(guò)渡到松邊時(shí)，拉力由當(dāng)傳動(dòng)帶從緊邊過(guò)渡到松邊時(shí)，拉力由F1F2F1F2。因此，自。因此，自某點(diǎn)某點(diǎn)B B1 1開(kāi)始，帶的拉伸變形逐漸減小。開(kāi)始，帶的拉伸變形逐漸減小。 這種由于帶的彈性變形量的改變，而引起的傳動(dòng)帶與輪面在局部接觸弧上的相對(duì)滑動(dòng)稱(chēng)彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)是不可避免的。2 2帶傳動(dòng)的滑差率帶傳動(dòng)的滑差率和實(shí)際傳動(dòng)和實(shí)際傳動(dòng)i

8、i由于彈性滑動(dòng)使從動(dòng)輪的圓周速度由于彈性滑動(dòng)使從動(dòng)輪的圓周速度v v2 2低于主動(dòng)輪的圓周速低于主動(dòng)輪的圓周速度度v v1 1，其速度損失率稱(chēng)為滑差率，其速度損失率稱(chēng)為滑差率( (也稱(chēng)滑動(dòng)率也稱(chēng)滑動(dòng)率)?；蚧?112211121%100nDnDnDvvv2112)1 (DnDn一般平型膠帶一般平型膠帶=1-2%,=1-2%,三角膠帶三角膠帶 =1.5%=1.5%帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比為：帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比為： 1理實(shí)際ii122112)1 (DDnni1221DDnni理論彈性滑動(dòng)的后果彈性滑動(dòng)的后果:除了造成功率損失和帶的摩損，還引起從除了造成功率損失和帶的摩損，還引起從 動(dòng)輪圓周速度的損失，使

9、帶傳動(dòng)得不到準(zhǔn)動(dòng)輪圓周速度的損失，使帶傳動(dòng)得不到準(zhǔn) 確的傳動(dòng)比，使傳動(dòng)精度降低。確的傳動(dòng)比，使傳動(dòng)精度降低。3 3打滑打滑-F-Ft tFFfmaxfmax時(shí)時(shí)當(dāng)載荷大到某一數(shù)值時(shí)當(dāng)載荷大到某一數(shù)值時(shí)(F Ft tFFfmaxfmax) )時(shí)時(shí)，帶首先與小帶輪在整，帶首先與小帶輪在整個(gè)接觸弧上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。個(gè)接觸弧上產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。 這種由于載荷過(guò)大，引起的傳動(dòng)帶與小帶輪輪面在整個(gè)接這種由于載荷過(guò)大，引起的傳動(dòng)帶與小帶輪輪面在整個(gè)接觸弧上的相對(duì)滑動(dòng)，稱(chēng)為打滑。觸弧上的相對(duì)滑動(dòng)，稱(chēng)為打滑。 注意：打滑首先發(fā)生在小帶輪上。注意：打滑首先發(fā)生在小帶輪上。 帶傳動(dòng)產(chǎn)生打滑以后不能產(chǎn)生正常工作，而且會(huì)引起

10、帶帶傳動(dòng)產(chǎn)生打滑以后不能產(chǎn)生正常工作，而且會(huì)引起帶的過(guò)度磨損的過(guò)度磨損,因此必須避免。因此必須避免。七、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算已知：用途，工作情況，功率，主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比，已知：用途，工作情況，功率，主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比， 原動(dòng)機(jī)類(lèi)型，空間尺寸原動(dòng)機(jī)類(lèi)型，空間尺寸 設(shè)計(jì)確定：帶的型號(hào)，帶輪直徑，帶長(zhǎng)，傳動(dòng)中心距，設(shè)計(jì)確定：帶的型號(hào)，帶輪直徑，帶長(zhǎng)，傳動(dòng)中心距， 帶的根數(shù)，軸上的載荷，帶輪結(jié)構(gòu)帶的根數(shù)，軸上的載荷，帶輪結(jié)構(gòu)( (一一) )選擇帶的型號(hào)選擇帶的型號(hào)Pd=KA.PK KA A工況系數(shù)，表工況系數(shù)，表7-57-5由由P Pd d，小輪轉(zhuǎn)速，小輪轉(zhuǎn)速n n1 1圖圖7-177-

11、17 選帶的型號(hào)(二二) )確定帶輪直徑確定帶輪直徑D D1 1、D D2 2)1 (1212min1DnnDDD小帶輪直徑的選取至關(guān)重要：小帶輪直徑的選取至關(guān)重要： D D1 1小，彎曲應(yīng)力小，彎曲應(yīng)力，vv，根數(shù)根數(shù)，輪寬，輪寬 D D1 1大，大，D D2 2，重量，尺寸，重量，尺寸可取多組數(shù)據(jù)試算，進(jìn)行比較可取多組數(shù)據(jù)試算，進(jìn)行比較DMIN見(jiàn)表7-6( (三三) )驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速 ( V=5-25m/s)( V=5-25m/s)按表7-7選D10006011nDV要求要求:V=5-25m/s:V=5-25m/sv v過(guò)高，離心力過(guò)高，離心力，壓緊力，壓緊力，摩擦力，摩擦力，傳遞的圓周

12、力、，傳遞的圓周力、 功率功率v v過(guò)低，功率過(guò)低，功率P=F.vP=F.v一定時(shí)，一定時(shí)，F(xiàn),F,需傳遞的圓周力需傳遞的圓周力，易打，易打 滑，帶的根數(shù)滑，帶的根數(shù) ( (四四) )確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度初定初定a a0 0計(jì)算計(jì)算L L選取標(biāo)準(zhǔn)帶長(zhǎng)選取標(biāo)準(zhǔn)帶長(zhǎng)L Ld d( (表表7-3)7-3)0.7(D0.7(D1 1+D+D2 2)a)a0 02(D2(D1 1+D+D2 2) )( (五五) )確定實(shí)際中心距確定實(shí)際中心距 20LLaad( (六六) )驗(yàn)算小帶輪包角驗(yàn)算小帶輪包角1 11 1過(guò)小，帶易打滑，要求過(guò)小，帶易打滑，要求:1 1120120( (特殊情況特殊情

13、況1 19090) ) 11過(guò)小時(shí)的措施過(guò)小時(shí)的措施 1)1)加大中心距加大中心距a,2)a,2)采用張緊輪采用張緊輪( (七七) )計(jì)算計(jì)算V V帶的根數(shù)帶的根數(shù)LdKKPPPZ)(00P P0 0i i=1=1，特定長(zhǎng)度，平穩(wěn)工作，單根，特定長(zhǎng)度，平穩(wěn)工作，單根V V帶的基本額定功帶的基本額定功 率，表率，表7-87-8K K包角修正系數(shù)，表包角修正系數(shù)，表7-97-9K KL L帶長(zhǎng)修正系數(shù)，表帶長(zhǎng)修正系數(shù)，表7-37-3PP0 0i1i1時(shí)，單根時(shí)，單根V V帶額定功率的增量，表帶額定功率的增量，表7-107-10(八八) )計(jì)算作用在軸上的載荷計(jì)算作用在軸上的載荷2sin. 210F

14、zFZ( (不考慮兩邊的拉力差不考慮兩邊的拉力差) ) ( (九九) )確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸其中其中,F,F0 0可按式可按式(7-33)(7-33)選取選取三角帶輪的材料多采用灰鑄鐵，小功率時(shí)可用鑄鋁和塑料三角帶輪的材料多采用灰鑄鐵，小功率時(shí)可用鑄鋁和塑料，高速時(shí)用鑄鋼，高速時(shí)用鑄鋼 三角帶輪結(jié)構(gòu)可用實(shí)心輪三角帶輪結(jié)構(gòu)可用實(shí)心輪(D100-150mm)(D100-150mm)，腹板式，腹板式(D400mm(D400mm，孔較大，孔較大) )，孔板式，孔板式(D400mm(D400mm)(D400mm)注意：輪槽=34，36，3840(帶的楔角)見(jiàn)表7-4第五節(jié)第五節(jié) 同步帶傳

15、動(dòng)同步帶傳動(dòng)一、同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用一、同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用綜合帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)綜合帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):鋼絲繩鋼絲繩強(qiáng)力層強(qiáng)力層受力后受力后仍保持仍保持節(jié)距不變無(wú)相對(duì)滑動(dòng)節(jié)距不變無(wú)相對(duì)滑動(dòng)主要參數(shù)：主要參數(shù)：主動(dòng)輪，從動(dòng)輪作同步傳動(dòng)主動(dòng)輪，從動(dòng)輪作同步傳動(dòng)Pd節(jié)距，縱向截面上相鄰兩齒中心軸線(xiàn)間節(jié)線(xiàn)上的距離節(jié)線(xiàn)受彎時(shí)，帶中保持原長(zhǎng)不變的周線(xiàn)LP節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)度，公稱(chēng)長(zhǎng)度 類(lèi)型：按齒型:梯型齒 半圓弧齒 雙圓弧齒 梯型齒 單面同步帶(儀器中常用) 雙面同步帶 按節(jié)距不同:最輕型MXL，超輕型XXL，特輕型XL，輕型L， 重型H，特重型XH，超重型XXH，表7-12，表7-13 二、帶輪輪緣表

16、面須制出輪齒漸開(kāi)線(xiàn)齒形(推薦)直邊齒形帶輪齒數(shù):同時(shí)嚙合齒數(shù)6三、同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：用途、功率、大小帶輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比，空間 尺寸范圍確定：同步帶的型號(hào)，帶長(zhǎng)，齒數(shù)，中心距，帶輪節(jié)圓直 徑及齒數(shù)，帶寬，帶輪結(jié)構(gòu)解：(一)選帶型Pd=KA.PKA工作情況系數(shù)，表7-15Pd，n1圖7-22選帶型(二)帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑 bPbPPZDPZDZZ.,) 3 . 10 . 1 (2211min1(三)帶長(zhǎng)和帶的齒數(shù)02122104)()(22aDDDDaLPPPP查表7-13 LP及齒數(shù)(四)實(shí)際中心距8)(8)(2)(221221212PPPPPPPPDDDDLDDLa(五)小帶輪嚙合齒數(shù)6)(20.21211ZZaZPZZbm圓整為整數(shù) (六)選擇帶寬14. 1100.Pkpbbzdssbs0基準(zhǔn)寬度，表7-12KZ嚙合齒數(shù)系數(shù),zm6時(shí), KZ=1;zm6時(shí), KZ=1-0.2(6-ZM)(七)計(jì)算作用在軸上的載荷vPFdZ1000P0-同步帶基準(zhǔn)寬度bs0所能傳遞的功率,式(7-38)(八)帶輪結(jié)構(gòu)（從略）第六節(jié) 其它帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介一、齒孔帶傳動(dòng)適用：重量輕，轉(zhuǎn)矩小，傳動(dòng)精度較高齒孔帶：齒孔35mm電影膠卷齒孔 材料0.15-0.25mm，滌綸， 三醋酸纖維素帶輪：漸開(kāi)線(xiàn)