機(jī)械設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)課件VIP

機(jī)械設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)是一種利用帶子來(lái)傳遞動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)方式，應(yīng)用于各種機(jī)器和設(shè)備，從簡(jiǎn)單的自行車到復(fù)雜的工業(yè)機(jī)械，都有其身影。課程導(dǎo)言1帶傳動(dòng)概述帶傳動(dòng)作為一種機(jī)械傳動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如機(jī)床、汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。2課程目標(biāo)本課程旨在使學(xué)生掌握帶傳動(dòng)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算方法以及常見(jiàn)故障分析等知識(shí)。3課程內(nèi)容課程內(nèi)容包括帶傳動(dòng)的基本概念、帶的力學(xué)特性、帶傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算、帶傳動(dòng)型式、帶傳動(dòng)故障分析等。4學(xué)習(xí)方法建議學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講、積極思考，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行練習(xí)，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。帶傳動(dòng)的基本概念帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介帶傳動(dòng)是一種利用柔性帶傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)方式。帶傳動(dòng)組成帶帶輪帶傳動(dòng)原理通過(guò)帶與帶輪之間的摩擦力，帶動(dòng)另一個(gè)帶輪旋轉(zhuǎn)，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。帶傳動(dòng)幾何參數(shù)中心距帶輪中心之間的距離帶輪直徑帶輪的圓周長(zhǎng)度帶長(zhǎng)帶繞在帶輪上的總長(zhǎng)度包角帶與小帶輪接觸的弧度帶速帶輪邊緣的線速度帶的力學(xué)特性彈性帶材具有彈性，在受到拉伸載荷時(shí)會(huì)伸長(zhǎng)，載荷解除后能恢復(fù)到原長(zhǎng)，保證傳動(dòng)穩(wěn)定性。摩擦帶與帶輪之間依靠摩擦力傳遞動(dòng)力，摩擦系數(shù)決定傳動(dòng)效率。磨損帶在傳動(dòng)過(guò)程中會(huì)與帶輪接觸，產(chǎn)生磨損，影響壽命。疲勞帶在反復(fù)拉伸和松弛的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致斷裂。帶傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算帶傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算是設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，確保帶不會(huì)在工作過(guò)程中發(fā)生斷裂或過(guò)度拉伸。1確定帶的許用拉力根據(jù)帶的材料、結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境確定2計(jì)算帶的實(shí)際拉力考慮傳動(dòng)功率、速度和傳動(dòng)比等因素3計(jì)算帶的有效拉力根據(jù)帶的類型和傳動(dòng)方式確定4選擇合適的帶確保帶的有效拉力不小于實(shí)際拉力選擇合適的帶后，還需要進(jìn)行帶輪的設(shè)計(jì)和安裝，以保證帶傳動(dòng)的正常工作。帶的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)中，帶承受著拉伸應(yīng)力，影響帶的壽命和性能。應(yīng)力分析需考慮工作條件和材料特性。1拉伸應(yīng)力帶在工作狀態(tài)下承受的拉力產(chǎn)生的應(yīng)力。2彎曲應(yīng)力帶繞過(guò)帶輪時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。3接觸應(yīng)力帶與帶輪接觸面產(chǎn)生的接觸應(yīng)力。4疲勞應(yīng)力重復(fù)拉伸和彎曲應(yīng)力導(dǎo)致的累積應(yīng)力。帶的壽命計(jì)算帶的壽命是指在正常使用條件下，帶能正常工作的時(shí)間。帶的壽命與材料、使用環(huán)境、負(fù)載等因素有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，帶的壽命可以用疲勞壽命來(lái)表示。疲勞壽命是指帶在重復(fù)荷載作用下，發(fā)生斷裂之前所能承受的循環(huán)次數(shù)。帶的壽命計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題，需要考慮很多因素，比如帶的材料、尺寸、工作環(huán)境、負(fù)載等。通常，帶的壽命可以根據(jù)疲勞壽命公式進(jìn)行計(jì)算。疲勞壽命公式是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，它根據(jù)帶的材料、尺寸和工作環(huán)境，預(yù)測(cè)帶的疲勞壽命?？梢酝ㄟ^(guò)壽命測(cè)試來(lái)驗(yàn)證疲勞壽命公式的準(zhǔn)確性。壽命測(cè)試是指在實(shí)際工況下，對(duì)帶進(jìn)行反復(fù)加載，直到帶發(fā)生斷裂，然后記錄斷裂時(shí)的循環(huán)次數(shù)。通過(guò)壽命測(cè)試可以驗(yàn)證疲勞壽命公式的準(zhǔn)確性，并可以確定帶的實(shí)際壽命。帶輪的受力分析帶輪是帶傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的組成部分，它直接承受著帶的拉力以及自身的重量。帶輪的受力分析是進(jìn)行帶輪強(qiáng)度計(jì)算和壽命預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)帶輪時(shí)，需要根據(jù)不同的工作條件進(jìn)行受力分析，考慮各種因素，例如帶的張力、帶輪的尺寸、材料的性能等等，并結(jié)合相應(yīng)的公式和理論進(jìn)行計(jì)算。1拉力帶輪承受著帶的拉力，它會(huì)隨著傳動(dòng)功率和轉(zhuǎn)速的變化而改變。2徑向力由于帶的離心力作用，帶輪會(huì)受到徑向力的作用，這個(gè)力的大小與帶的質(zhì)量和轉(zhuǎn)速有關(guān)。3軸向力當(dāng)帶輪處于非水平安裝狀態(tài)時(shí)，會(huì)受到軸向力的作用，它會(huì)影響帶輪的軸承受力情況。帶輪幾何參數(shù)參數(shù)定義單位帶輪直徑帶輪的中心線直徑毫米（mm）帶輪寬度帶輪的軸向?qū)挾群撩祝╩m）帶輪中心距兩帶輪中心之間的距離毫米（mm）帶輪溝槽角帶輪溝槽與水平線之間的夾角度（°）帶輪的應(yīng)力分析帶輪在傳動(dòng)過(guò)程中承受著拉伸、彎曲和沖擊等多種應(yīng)力，需要進(jìn)行應(yīng)力分析，以確保其強(qiáng)度和壽命。應(yīng)力分析需要考慮帶輪的材料特性、尺寸、負(fù)載以及工作環(huán)境等因素，并通過(guò)有限元分析等方法計(jì)算帶輪的應(yīng)力分布。通過(guò)應(yīng)力分析，可以確定帶輪的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的措施來(lái)提高其強(qiáng)度和可靠性。帶輪的強(qiáng)度計(jì)算1材料強(qiáng)度帶輪材料的抗拉強(qiáng)度2工作應(yīng)力帶輪實(shí)際承受的應(yīng)力3安全系數(shù)安全裕量，通常為1.5-2.54計(jì)算公式根據(jù)公式計(jì)算帶輪的最小截面積帶輪強(qiáng)度計(jì)算是確保帶輪在工作過(guò)程中不會(huì)發(fā)生斷裂或永久變形的重要環(huán)節(jié)。計(jì)算方法需要考慮帶輪材料的強(qiáng)度、工作應(yīng)力和安全系數(shù)。通過(guò)計(jì)算得到帶輪的最小截面積，確保其能夠承受工作載荷。帶傳動(dòng)的效率計(jì)算帶傳動(dòng)效率取決于許多因素，例如帶輪的材料和設(shè)計(jì)，以及帶的類型和狀態(tài)。帶傳動(dòng)效率通常在90%至98%之間。帶傳動(dòng)型式平帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)是最常見(jiàn)的一種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。常用于低速、輕載荷場(chǎng)合，如紡織機(jī)械、印刷機(jī)械。V型帶傳動(dòng)V型帶傳動(dòng)比平帶傳動(dòng)效率更高，承載能力更強(qiáng)，常用于中高速、重載場(chǎng)合，如機(jī)床、汽車傳動(dòng)。同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)是一種精確傳動(dòng)，具有無(wú)滑移、速度穩(wěn)定等特點(diǎn)，常用于高速、高精度場(chǎng)合，如數(shù)控機(jī)床、辦公設(shè)備。圓形帶傳動(dòng)圓形帶傳動(dòng)具有較高的傳動(dòng)效率，可用于高速、重載場(chǎng)合，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、船舶傳動(dòng)。圓形錐形帶傳動(dòng)圓形錐形帶傳動(dòng)是一種應(yīng)用廣泛的傳動(dòng)形式，可用于變速傳動(dòng)系統(tǒng)。圓形錐形帶傳動(dòng)采用圓形截面的帶和錐形輪，由于帶與輪的接觸面為圓形，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、無(wú)沖擊的傳動(dòng)。圓形錐形帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、冶金、化工等領(lǐng)域。V型帶傳動(dòng)V型帶傳動(dòng)，又稱為楔形帶傳動(dòng)，是利用V型帶的楔形截面來(lái)傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)方式。V型帶的楔形截面可以增大摩擦力，提高傳動(dòng)效率，并具有良好的緩沖性能，可以降低噪音，減少?zèng)_擊。同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)利用帶齒的同步帶和帶齒的帶輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、無(wú)滑移、噪音低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械、自動(dòng)化設(shè)備、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域，例如數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)、包裝機(jī)等。鏈條傳動(dòng)自行車鏈條傳動(dòng)自行車鏈條傳動(dòng)是常見(jiàn)的應(yīng)用，將踏板的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給后輪，實(shí)現(xiàn)騎行。摩托車鏈條傳動(dòng)摩托車鏈條傳動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給后輪，使車輛前進(jìn)。工業(yè)鏈條傳動(dòng)工業(yè)鏈條傳動(dòng)用于各種機(jī)械設(shè)備，例如輸送機(jī)、起重機(jī)等。鏈傳動(dòng)幾何參數(shù)鏈傳動(dòng)幾何參數(shù)主要包括鏈節(jié)尺寸、鏈輪齒數(shù)、中心距等。鏈節(jié)尺寸鏈節(jié)的長(zhǎng)度、寬度和厚度鏈輪齒數(shù)鏈輪上的齒數(shù)中心距兩鏈輪中心之間的距離鏈的力學(xué)特性拉伸強(qiáng)度鏈條的拉伸強(qiáng)度是指鏈條在斷裂前所能承受的最大拉力，是衡量鏈條承載能力的重要指標(biāo)。鏈條的拉伸強(qiáng)度與鏈條的材質(zhì)、截面形狀、加工工藝等因素有關(guān)。彈性模量鏈條的彈性模量是指鏈條在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值，反映鏈條的剛度。鏈條的彈性模量與鏈條的材質(zhì)、熱處理工藝等因素有關(guān)。疲勞強(qiáng)度鏈條的疲勞強(qiáng)度是指鏈條在反復(fù)荷載作用下，所能承受的最大應(yīng)力值，反映鏈條在動(dòng)態(tài)荷載作用下的抗疲勞能力。磨損強(qiáng)度鏈條的磨損強(qiáng)度是指鏈條在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所能承受的最大磨損量，反映鏈條的抗磨損能力。鏈條的強(qiáng)度計(jì)算1鏈條強(qiáng)度鏈條強(qiáng)度計(jì)算主要考慮鏈條拉伸強(qiáng)度和鏈條疲勞強(qiáng)度。2鏈條拉伸強(qiáng)度鏈條拉伸強(qiáng)度是指鏈條所能承受的最大拉伸載荷，與鏈條材料強(qiáng)度、鏈條截面積、鏈條形狀等因素有關(guān)。3鏈條疲勞強(qiáng)度鏈條疲勞強(qiáng)度是指鏈條在反復(fù)加載情況下所能承受的最大載荷，與鏈條材料強(qiáng)度、鏈條截面積、鏈條形狀、工作環(huán)境等因素有關(guān)。鏈輪的應(yīng)力分析鏈輪的應(yīng)力分析主要包括彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力。彎曲應(yīng)力主要由鏈條的拉力引起，而接觸應(yīng)力則由鏈條與鏈輪的嚙合產(chǎn)生的。1彎曲應(yīng)力鏈輪齒根部位承受最大彎曲應(yīng)力。2接觸應(yīng)力鏈條與鏈輪齒面接觸處產(chǎn)生最大接觸應(yīng)力。鏈輪的強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算鏈輪的彎曲強(qiáng)度鏈輪齒根部位承受彎曲載荷，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算鏈輪的接觸強(qiáng)度鏈輪齒與鏈條滾子之間存在接觸壓力，需要進(jìn)行接觸強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算鏈輪的疲勞強(qiáng)度鏈輪在反復(fù)載荷作用下會(huì)發(fā)生疲勞破壞，需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。鏈傳動(dòng)效率計(jì)算鏈傳動(dòng)效率是指鏈輪輸入功率與鏈輪輸出功率之比，反映了能量傳遞過(guò)程中的損耗程度。鏈傳動(dòng)的效率受到多種因素的影響，包括鏈條的類型、鏈輪的齒數(shù)、鏈條的潤(rùn)滑狀態(tài)、鏈條的安裝精度等。鏈傳動(dòng)效率一般在95%到98%之間，但實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到各種因素的影響。95%效率鏈傳動(dòng)效率通常在95%到98%之間。2%損耗鏈傳動(dòng)過(guò)程中，由于摩擦等原因，能量會(huì)有一定的損耗。1%影響鏈條的類型、鏈輪的齒數(shù)、鏈條的潤(rùn)滑狀態(tài)等因素會(huì)影響鏈傳動(dòng)效率。鏈傳動(dòng)型式滾子鏈條傳動(dòng)滾子鏈條傳動(dòng)是最常見(jiàn)的鏈條傳動(dòng)類型。滾子鏈條傳動(dòng)具有較高的效率、承載能力和壽命。無(wú)聲鏈條傳動(dòng)無(wú)聲鏈條傳動(dòng)可以減少噪聲和振動(dòng)，適用于要求安靜運(yùn)行的場(chǎng)合。葉片鏈條傳動(dòng)葉片鏈條傳動(dòng)適用于速度較高的場(chǎng)合，具有較高的傳動(dòng)效率和承載能力。滾子鏈條傳動(dòng)滾子鏈條傳動(dòng)是最常見(jiàn)的鏈條傳動(dòng)類型。它由鏈條、鏈輪和鏈條張緊裝置組成。滾子鏈條傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)、噪音低、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，例如汽車、摩托車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和工業(yè)設(shè)備等。滾子鏈條傳動(dòng)設(shè)計(jì)1選擇鏈條確定鏈條類型，例如單排或雙排滾子鏈。2鏈輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)鏈輪齒數(shù)，齒形和材料，保證鏈輪的強(qiáng)度和壽命。3鏈條張緊設(shè)計(jì)鏈條張緊裝置，保證鏈條的正確工作狀態(tài)。4潤(rùn)滑設(shè)計(jì)選擇合適的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑劑，降低摩擦和磨損。滾子鏈條傳動(dòng)設(shè)計(jì)需要綜合考慮鏈條類型，鏈輪設(shè)計(jì)，鏈條張緊，潤(rùn)滑設(shè)計(jì)等方面，以確保傳動(dòng)效率和可靠性。齒輪傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)對(duì)比分析11.傳動(dòng)效率齒輪傳動(dòng)效率更高，約為95%以上。鏈傳動(dòng)效率略低，約為90%-95%。22.傳動(dòng)平穩(wěn)性齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性較好，噪音較低。鏈傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，噪音較大。33.承載能力齒輪傳動(dòng)承載能力更強(qiáng)，適用于高負(fù)荷傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)承載能力相對(duì)較弱，適用于中等負(fù)荷傳動(dòng)。44.應(yīng)用范圍齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械，如汽車、機(jī)床等。鏈傳動(dòng)主要應(yīng)用于需要大速比傳動(dòng)，或傳動(dòng)軸間距離較大的場(chǎng)合。常見(jiàn)帶傳動(dòng)故障分析打滑帶輪表面磨損、潤(rùn)滑油污、張力不足、帶輪直徑過(guò)小，會(huì)造成打滑。打滑會(huì)降低傳動(dòng)效率，甚至導(dǎo)致傳動(dòng)失效。帶斷裂帶的疲勞斷裂、拉伸強(qiáng)度不足、沖擊載荷過(guò)大、安裝不當(dāng)，容易導(dǎo)致帶斷裂