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文檔簡介
機械設計帶傳動和鏈傳動教學第1頁/共80頁§8-10鏈傳動的特點§8-11鏈和鏈輪§8-12鏈傳動的主要參數及其選擇§8-13鏈傳動的計算§8-14鏈傳動的使用維護第2頁/共80頁帶和鏈都是中間加撓性件的傳動方式。帶傳動根據機理不同分為摩擦傳動和嚙合傳動。帶根據用途分為傳動帶和輸送帶鏈傳動靠嚙合傳動鏈根據用途也分為傳動鏈和輸送鏈第3頁/共80頁§8-1帶傳動的特點
帶傳動——是利用中間撓性件帶來傳遞運動和動力的機械傳動,由主動帶輪,從動帶輪和緊套在帶輪上的傳動帶組成。靠摩擦力工作。第4頁/共80頁帶在靜止的時候,兩邊帶上的拉力相等。傳動時,由于傳遞載荷的關系,兩邊帶上的拉力有一差值。拉力大的一邊稱為緊邊(主動邊),拉力小的一邊稱為松邊(從動邊)。第5頁/共80頁傳動帶的類型及特點
傳動帶有:平帶,V帶,圓帶,同步齒形帶等。
平帶傳動:結構簡單,帶的擾性好,易制造,用于中心距大的場合。V帶傳動:摩擦力大,傳遞的功率大,結構緊湊。圓帶傳動:用于低速,小功率傳動。帶傳動的應用第6頁/共80頁各種帶的截面形狀第7頁/共80頁帶傳動的特點帶傳動的優(yōu)點:(1)可用于兩軸中心距離較大的傳動;(2)帶具有彈性,可緩和沖擊和振動載荷,運轉平穩(wěn),無噪聲;(3)當過載時,帶即在輪上打滑,可防止其他零件損壞;(4)結構簡單,設備費用低,維護方便。帶傳動的缺點是:(1)傳動的外廓尺寸較大;(2)由于帶的彈性滑動,不能保證固定不變的傳動比;(3)軸及軸承上受力較大;(4)效率較低;(5)帶的壽命較短,約為3000~5000h,不宜用于易燃、易爆的場合。第8頁/共80頁帶傳動常用于傳遞75Kw以下的功率。帶的速度一般為5~25m/s。(高速傳動可達50m/s。平帶傳動比不大于3,個別達到5,V帶傳動比可達到7。平帶傳動效率為0.92~0.98,平均0.95V帶效率為0.90~0.94,平均取0.92。第9頁/共80頁§8-2帶傳動的主要型式1、開口傳動:(兩軸平行,轉向相同)a中心距,Ld帶的基準長度,db1,db2為帶輪基準直徑,為帶輪上的包角第10頁/共80頁兩帶輪直徑不相等時,兩輪上的包角不相等,其中小帶輪上的包角較小,在其它條件相同時,小輪上的包角愈大,摩擦力就愈大,則傳遞的轉矩愈大。第11頁/共80頁2、交叉?zhèn)鲃?(兩軸平行,轉向相反)中心距不大,帶速較低場合3、半交叉?zhèn)鲃?傳遞空間兩交錯軸間的回轉運動只用于平帶傳動第12頁/共80頁§8-3帶傳動的受力分析
F是帶所能傳遞的圓周力1、受力分析第13頁/共80頁
2、帶傳動的工作原理:借助帶與帶輪的張緊,使主動輪上輸入功率轉化為帶兩邊的拉力差F,從而克服從動輪上阻力矩,帶動從動輪。第14頁/共80頁3、打滑當P,v一定時,F有極限值。若機器出現過載,F不能克服從動輪上的阻力矩,帶沿輪面全面滑動,從動輪轉速急劇降低甚至不動,這就是打滑,是帶傳動的主要失效形式之一。第15頁/共80頁
帶傳動工作時,設帶的總長不變,緊邊拉力的增加量與松邊拉力的減少量相等?!隼蝾A緊力第16頁/共80頁當帶沿帶輪有打滑趨勢時,摩擦力達到最大值。(歐拉公式)緊邊拉力F1:與初拉力(預緊力)有關。松邊拉力F2:與初拉力(預緊力)有關。包角:與中心距和傳動比有關。當量摩擦系數:與材料和截面形狀有關。第17頁/共80頁帶所能傳遞的最大圓周力為:與帶傳動的最大圓周力(極限有效拉力)有關的因素:1、初拉力F02、包角3、摩擦系數第18頁/共80頁§8-4帶的耐久性
帶傳動工作時,帶沿輪轉動的部分,除了受拉力外,還受離心力的作用。因此在帶的截面上產生拉應力和離心應力,帶與帶輪彎曲部分產生彎曲應力。第19頁/共80頁帶是在變應力下工作。最大應力為:發(fā)生在緊邊進入小帶輪接觸處的a0點上,此最大應力為第20頁/共80頁
帶的耐久性取決于最大應力的大小和應力循環(huán)的總次數N。為保證帶有足夠的壽命,則一般情況下,彎曲應力所占的比例較大,它對帶的壽命有明顯的影響,為此,設計中應限制小帶輪的最小直徑。第21頁/共80頁§8-5帶傳動的彈性滑動及傳動比彈性滑動——由于帶的緊邊和松邊拉力不等,使帶的兩邊彈性變形不等所引起帶與輪面的微量相對滑動,不可避免。第22頁/共80頁
彈性滑動的大小與松緊邊拉力差F有關。F越大,彈性滑動越大,當F大于全部摩擦力時,彈性滑動就變成打滑了。打滑是由過載引起的,可以避免。帶的打滑對傳動影響:(1)降低效率(2)加大了帶的磨損(3)兩帶輪線速度不等(4)磨損發(fā)熱減小了摩擦系數因此,帶傳動中要避免帶的打滑。彈性滑動和打滑的區(qū)別:彈性滑動是帶傳動特有的一種固有屬性,是不可避免的;打滑是由于帶與帶輪間的全部彈性滑動引起的,是一種過載失效形式是可以避免的。第23頁/共80頁第24頁/共80頁傳動比:由于彈性滑動不可避免,因此從動輪圓周速度v2總是小于主動輪圓周速度v1。即從動輪實際轉速n2總是小于理論轉速n’2。由于彈性滑動引起的從動輪圓周速度的相對降低率稱為滑動率。第25頁/共80頁帶傳動的傳動比:從動輪轉速:對于V帶,滑動率一般取0.01~0.02。在一般帶傳動計算中可以不考慮。第26頁/共80頁§8-6普通V帶傳動的設計計算一.V帶的結構:V帶兩側面與輪槽接觸,靠兩側面產生的摩擦力工作。第27頁/共80頁
V帶由頂膠,抗拉體,底膠,包布四部分組成。V帶的組成第28頁/共80頁二、普通V帶標準普通V帶是標準件,無接頭的環(huán)行帶。截面形狀為楔角40°的梯形。按截面形狀大小分為Y,Z,A,B,C,D,E七種型號。第29頁/共80頁三、單根V帶所能傳遞的功率帶傳動設計的主要依據:在保證不打滑的情況下,帶應有一定的疲勞強度或壽命。第30頁/共80頁單根V帶能傳遞的功率為:又:第31頁/共80頁第32頁/共80頁第33頁/共80頁第34頁/共80頁四、V帶傳動的設計步驟及方法1,確定計算功率,V帶型號;
計算功率:根據計算功率和小帶輪的轉速選?。謳吞?。第35頁/共80頁第36頁/共80頁第37頁/共80頁2,確定帶輪的基準直徑dd1、dd2帶輪的基準直徑是指V帶橫截面中性層所在處的直徑。小帶輪的直徑按標準取值,一般:第38頁/共80頁大帶輪直徑:算出數值后要圓整(取標準值)。第39頁/共80頁從動輪的實際轉速:實際轉速與額定轉速誤差不能超過5%。第40頁/共80頁3,驗算帶速;為宜,不能滿足,應改選dd1第41頁/共80頁4,計算傳動的中心距和基準長度;中心距的極限值:初選第42頁/共80頁初步計算出帶的基準長度L0,然后選取與標準相近的基準長度Ld實際中心距:第43頁/共80頁5,驗算小帶輪的包角;不應小于120°。第44頁/共80頁6,確定V帶的根數;
確定單根V帶所傳遞的功率P0及增量包角系數及帶的長度系數。第45頁/共80頁第46頁/共80頁7,計算作用在軸上的力第47頁/共80頁帶輪結構設計1.V帶輪設計的要求結構工藝性好、無過大的鑄造內應力、質量分布均勻。輪槽工作面要精細加工,以減少帶的磨損。各輪槽的尺寸和角度應保持一定的精度,以使帶的載荷分布較為均勻。2.帶輪的材料通常采用鑄鐵,常用材料的牌號為HT150和HT200。轉速較高時宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。小功率時可用鑄鋁或塑料。
§8-7V帶輪的結構第48頁/共80頁帶輪結構設計V帶輪的典型結構有:實心式、腹板式、孔板式和輪輻式。3.結構與尺寸帶輪的結構設計,主要是根據帶輪的基準直徑選擇結構形式。根據帶的截型確定輪槽尺寸。帶輪的其它結構尺寸通常按經驗公式計算確定。
第49頁/共80頁第50頁/共80頁一、張緊力單根V帶所需的張緊力為:§8-8張緊力張緊裝置和帶傳動的維護第51頁/共80頁帶傳動的張緊1◆根據帶的摩擦傳動原理,帶必須在預張緊后才能正常工作;張緊的目的◆運轉一定時間后,由于帶的塑性變形帶會松弛,為了保證帶傳動的能力,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、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置。一、定期張緊裝置
第52頁/共80頁帶傳動的張緊2三、采用張緊輪張緊裝置
張緊輪一般應放在松邊的內側,使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應盡量靠近大輪,以免過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。二、自動張緊裝置第53頁/共80頁四、帶傳動的維護1、安裝時,兩軸必須平行。2、加防護罩以保證安全。3、更換V帶時,同一帶輪上的帶必須同時更換。4、膠帶不宜與酸、堿或油等接觸,工作溫度不應超過60℃。第54頁/共80頁§8-10鏈傳動的特點鏈傳動是由具有特殊輪廓的主動鏈輪、從動鏈輪和一條閉合的鏈條組成。這種傳動是以鏈條作為中間撓性件,靠鏈節(jié)與鏈輪輪齒連續(xù)不斷地嚙合來傳遞功率的,是嚙合傳動。第55頁/共80頁鏈傳動優(yōu)點:(1)用于兩軸中心距較大的傳動(2)傳動效率較高,可達0.98(3)與帶傳動比較,它的傳動比能保持不變;(4)作用在軸上的壓力比帶傳動?。?)結構緊湊。缺點:瞬時傳動比不恒定,傳動平穩(wěn)性差,無過載保護,安裝精度要求較高。第56頁/共80頁鏈傳動適用范圍要求傳動比準確,而兩軸又相距較遠,不宜采用齒輪傳動或者有油不宜采用帶傳動的地方,還可以用于惡劣的工作條件下,例如溫度變化很大或者有灰塵的地方。通常,鏈傳動的傳動比不大于6,功率小于100Kw,鏈速不大于15m/s的場合。第57頁/共80頁(一)鏈的種類和結構傳動鏈可分為滾子鏈和齒形鏈兩種?!?-11鏈和鏈輪第58頁/共80頁◆滾子鏈是由滾子、套筒、銷軸、內鏈板和外鏈板組成?!魞孺湴迮c套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈聯(lián)接;◆滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。外鏈板內鏈板套筒滾子銷軸
滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈。多排鏈的承載能力與排數成正比,但由于精度的影響,各排的載荷不易均勻,故排數不宜過多。1、滾子鏈第59頁/共80頁相鄰兩滾子外圓中心之間的距離稱為節(jié)距P—鏈條的基本特性參數。鏈條的磨損發(fā)生在銷軸和套筒的接觸表面,因此銷軸和套筒間以及內、外鏈板之間必須留有少許間隙,以便潤滑油能滲入鉸鏈內部。外鏈板內鏈板套筒滾子銷軸第60頁/共80頁第61頁/共80頁鏈條的接頭處的固定形式有:用開口銷固定,多用于大節(jié)距鏈彈簧卡片固定,多用于小節(jié)距鏈
設計時,鏈節(jié)數以取為偶數為宜,這樣可避免使用過渡鏈節(jié),因為過渡鏈節(jié)會使鏈的承載能力下降。第62頁/共80頁第63頁/共80頁2、齒形鏈
齒形鏈又稱無聲鏈,它是一組鏈齒板鉸接而成。工作時鏈齒板與鏈輪輪齒相嚙合而傳遞運動。齒形鏈按鉸鏈結構不同可分為圓銷式、軸瓦式和滾柱式三種。
齒形鏈上設有導板,以防止鏈條工作時發(fā)生側向竄動。導板有內導板和外導板之分。內導板齒形鏈導向性好,工作可靠;外導板齒形鏈的鏈輪結構簡單。圓銷式軸瓦式滾柱式
第64頁/共80頁第65頁/共80頁齒形鏈的速度可達25~30m/s鏈條的零件由碳素鋼或合金鋼制成,通常要經過熱處理達到一定的硬度。滾子鏈和齒形鏈選用原則:當節(jié)距相同時,滾子鏈比齒形鏈的重量輕,價格低廉,并可在齒數較少的鏈輪上工作。但由于鉸鏈磨損而使鏈節(jié)伸長時,滾子鏈的嚙合情況比齒形鏈差,易引起噪聲和沖擊載荷。高速傳動不宜采用滾子鏈。滾子鏈盡用于鏈速小于15m/s的場合。第66頁/共80頁(二)鏈輪鏈輪的齒形應保證在鏈條與鏈輪良好嚙合的情況下,使鏈條能自由地進入和退出嚙合。滾子鏈的鏈輪標準規(guī)定如圖。第67頁/共80頁鏈輪的齒形一般用標準刀具加工,因此在鏈輪工作圖中不必畫出,但應表明鏈節(jié)距P、齒數z、分度圓直徑d以及頂圓直徑da。常用的鏈輪材料如下表第68頁/共80頁第69頁/共80頁第70頁/共80頁§8-12鏈傳動的主要參數及其選擇1、鏈條速度鏈速愈大,鏈條與鏈輪間的沖擊愈大,傳動不平穩(wěn),加速失效。一般鏈速不大于15m/s。2、傳動比傳動比是一平均值。實際上鏈條上的傳動比不斷變化。變化過程
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