带传动和链传动PPT格式课件下载.ppt
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,2.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,避免了其它零件的损坏;
4.结构简单、成本低廉。
缺点:
1.传动的外廓尺寸较大;
2.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;
4.带的寿命较短;
5.传动效率较低。
优点:
13-1带传动的类型和应用,在各类机械中应用广泛,但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合。
中小功率,带速v=525m/s,传动比i7,传动效率0.900.95,九、带传动的应用,大理石切割机(平带),平带,13-1带传动的类型和应用,汽车发动机(多楔带),13-1带传动的类型和应用,汽车发动机(同步带),13-1带传动的类型和应用,工业机器人关节(同步带),拖拉机(V带),试验装置(圆形带),13-1带传动的类型和应用,一、受力分析,安装时,带以一定的预紧力F0紧套在带轮上,由于F0的作用,带和带轮的接触面上就产生了正压力;
不工作时,带两边的拉力相等,均为F0。
工作时,一边拉紧,一边放松。
预紧力F0,有效圆周力(有效拉力)F;
紧边拉力其拉力由F0F1,松边,紧边,1、几个力的引出,松边拉力其拉力由F0F2;
13-2带传动的受力分析,13-2带传动的受力分析,即,有效圆周拉力F等于包弧上摩擦力的总和,工作能力取决于摩擦力。
与F1-F2=F联立,可得:
2、各力之间的关系,13-2带传动的受力分析,圆周拉力F(N)、带速v(m/s)和传递功率P(KW)之间的关系为:
带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时,带与带轮发生的显著的相对滑动现象。
打滑。
将加剧带磨损,传动失效。
欧拉公式-带即将打滑时F1与F2的关系,(V带,用fv代替f),13-2带传动的受力分析,切记:
欧拉公式只适用于极限状态下的受力分析!
带传动拉力变化情况,带传动力分析公式:
13-2带传动的受力分析,再代入,3、带传动的最大有效拉力Fec(极限摩擦力Ffmax)及其影响因素,欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系,或者说是给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec。
13-2带传动的受力分析,如何才能提高有效拉力?
但F0,F0,由上式可知:
预紧力F0最大有效拉力Fec,摩擦系数f最大有效拉力Fec,f和带与带轮的材料、表面状态、工作环境等有关。
包角的概念,包角最大有效拉力Fec,F0要适当。
13-2带传动的受力分析,带传递的功率P=Fv/1000KW,当P一定时,v,F,越不易打滑,所以带传动通常放在高速级上。
讨论,13-2带传动的受力分析,打滑在两个带轮上有先后还是同时发生?
限制带轮的最小直径的目的是什么?
带传动的应力分析,拉应力:
紧边拉应力,离心拉应力:
弯曲应力:
带绕在带轮上时产生的弯曲应力。
、松边拉应力,13-3带的应力分析,作用于全带长,作用于全带长,只作用于弯曲部分,结论:
最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处;
带上任一点的应力是变化的,带易发生疲劳破坏。
带的弹性滑动和打滑,其中:
1、弹性滑动:
由于拉力差和带的弹性变形而引起的带相对带轮的局部滑动。
紧边:
松边:
F1F2,12,带绕过主动轮时,带一边绕进,一边向后收缩,使带速落后于轮速:
v带v1。
带绕过从动轮时,带一边绕进,一边向前伸长,使带速超前于轮速:
v带v2。
从动轮的圆周速度v2带速v主动轮的圆周速度v1,13-4带传动的弹性滑动和传动比,弹性滑动,13-4带传动的弹性滑动和传动比,2、弹性滑动和打滑的区别,带传动工作时,F1、F2总是不等的,所以弹性滑动不可避免。
打滑,13-4带传动的弹性滑动和传动比,或,因此,传动比为:
3、滑动率,一般传动中,因滑动率并不大(1%2%),故可不用考虑,而取传动比为:
其中:
由于弹性滑动随F变化,所以随传递的F变化;
选用弹性模量E大的材料,可以减小弹性滑动。
讨论,13-4带传动的弹性滑动和传动比,13-5普通V带传动的计算,V带可分为:
普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、汽车V带等类型。
其中普通V带应用最广。
一、V带的规格,组成:
抗拉体、顶胶、底胶、包布。
节线:
弯曲时保持原长不变的一条周线。
节面:
全部节线构成的面。
=40,h/bd0.7的V带称为普通V带。
已经标准化,有七种型号。
在V带轮上,与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径d。
V带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld。
标准长度系列详见表13-2,P212,13-5普通V带传动的计算,=40,h/bd=0.9的V带称为窄V带。
与普通V带相比,高度相同时,宽度减小1/3,而承载能力提高1.52.5倍,适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。
13-5普通V带传动的计算,一带传动的失效形式和设计准则,带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。
带传动的设计准则:
在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。
13-6带传动的设计计算,脱层,疲劳断裂,单根V带所能传递的有效拉力为(不打滑条件):
max=1+b1+c,V带的疲劳强度条件为(不疲劳条件):
或1=b1c,代入得:
单根V带所允许传递的功率为:
(P0),二单根V带的许用功率,由此公式制成P0数据表(表13-3)。
13-6带传动的设计计算,单根V带的许用功率P0数据表是在特定实验条件下得到的。
实验条件:
传动比i=1(包角180,两轮直径相等且为最小);
特定长度;
平稳的工作载荷。
实际条件:
i1大轮直径弯曲应力,承载能力功率增量P(表13-4)小轮包角弯曲应力包角系数Ka(表)带长不同带短变形次数,易疲劳长度系数KL;
工作载荷不平稳载荷系数KA。
修正后单根V带的许用功率:
P0=(P0+P0)KaKL计算载荷:
Pc=KAP,带的根数:
13-6带传动的设计计算,三、带传动的设计与参数选择,原始数据:
功率P,转速n1、n2(或传动比i),工作条件等。
设计内容:
确定带的类型、长度L、根数Z;
带轮基准直径d、结构尺寸传动中心距a、压轴力FQ、张紧力F0,13-6带传动的设计计算,V带传动设计步骤:
1.确定计算功率Pc,式中:
KA-工作情况系数,见表13-6,2.选择带型,根据Pc和n1由选型图选定带的型号。
3.确定带轮的基准直径的d1和d2,)初选小带轮的基准直径d1:
d1d1min?
V,P一定时,F,d1,13-6带传动的设计计算,)验算带的速度v,一般要求:
普通V带:
单位时间绕转圈数,应力循环次数,相对寿命,)计算大带轮的基准直径d2,注意:
d1、d2均应按基准直径系列表加以适当圆整。
4.确定中心距a和带的基准长度Ld,)初定中心距a0,尺寸,由于载荷变化带的松边抖动,动载荷,带长较短,v一定时,单位时间绕转圈数,应力循环次数,相对寿命,13-6带传动的设计计算,)计算带所需的基准长度,根据Ld由表8-2中选取和Ld相近的V带的基准长度Ld,)计算实际中心距a,5.验算小带轮上的包角1,若1不满足,怎么办,6.确定带的根数z,P0-单根V带的基本额定功率,查表,P0-计入传动比的影响,单根V带额定功率的增量,查表,K-包角系数,查表,KL-长度系数,查表,10,不满足,怎么办,13-6带传动的设计计算,7.确定带的预紧力F0,8.计算压轴力FQ,13-6带传动的设计计算,带轮的材料通常采用铸铁,常用材料的牌号为HT150和HT200。
转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。
小功率时可用铸铝或塑料。
结构与尺寸V带轮的典型结构有:
实心式、腹板式、孔板式和轮辐式。
带轮的结构设计,主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。
根据带的截型确定轮槽尺寸。
带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。
13-7V带轮的结构,带轮结构,实心式:
d2.5d,13-7V带轮的结构,腹板式:
d300mm,13-7V带轮的结构,孔板式:
D1-d1100mm,13-7V带轮的结构,轮辐式:
d300mm,13-7V带轮的结构,13-7V带轮的结构,13-7V带轮的结构,13-7V带轮的结构,13-7V带轮的结构,13-8链传动的特点和应用,组成:
链轮、环形链条,作用:
链与链轮轮齿之间的啮合实靠现平行轴之间的同向传动。
与带传动相比1.链轮传动没有弹性滑动和打滑,能保持准确的平均传动比;
2.需要的张紧力小,作用在轴上的压力小,可减少轴承的摩擦损失;
3.结构紧凑;
4.能在高温,有油污等恶劣环境下工作;
5.制造和安装精度较低,中心距较大时其传动结构简单;
瞬时转速和瞬时传动比不是常数,传动的平稳性较差,有一定的冲击和噪声。
13-8链传动的特点和应用,一、特点:
与传齿轮动相比,工作范围:
传动比:
i8;
中心距:
a56m;
传递功率:
P100KW;
圆周速度:
v15m/s;
传动效率:
0.950.98,13-8链传动的特点和应用,二、应用:
广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。
滚子链组成:
滚子、套筒、销轴、内链板、外链板。
一、链条,内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接;
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
13-9链条和链轮,13-9链条和链轮,节距p:
滚子链上相邻两滚子中心的距离。
p越大,链条各零件尺寸越大,所能传递的功率也越大。
滚子链已标准化,分为A、B两个系列,常用的是A系列。
13-9链条和链轮,双排滚子链,结构类型:
单排链和多排链。
多排链的承载能力与排数成正比但由于精度的影响,各排的载荷不易均匀,故排数不宜过多。
13-9链条和链轮,13-9链条和链轮,链条的接头处的固定形式有:
用开口销固定,多用于大节距链,弹簧卡片固定,多用于小节距链,开口销,弹簧卡片,13-9链条和链轮,设计时,链节数以取为偶数为宜,这样可避免使用过渡链节,因为过渡链节会使链的承载能力下降。
过渡链节,13-9链条和链轮,链号,08A12.7014.387.95138000.60,表139A系列滚子链的主要参数,节距P排距pt滚子外径d1极限载荷Q(单排)每米长质量q(单排)mmmmmmNkg/m,10A15.87518.1110.16218001.00,12A19.0522.7811.91311001.00,16A25.4029.2915.88556002.60,20A31.7535.7619.05867003.80,24A38.1045.4422.231246005.60,28A44.4548.8725.401690007.50,32A50.8058.5528.5822240010.10,40A63.5071.5539.6834700016.10,48A76.2087.8347.6350040022.60,13-9链条和链轮,二、链轮,国标规定参数:
滚子链链轮的参数,齿面圆弧半径:
re,齿沟圆弧半径:
ri,齿沟角:
的min、max,链轮的节距:
p-弦长,分度圆直径:
df=d-d1,齿顶圆直径:
齿根圆直径:
链轮主要尺寸计算公式:
13-9链条和链轮,端面齿形三圆弧+一直线,轴面齿形:
圆弧+直线便于进入或退出啮合,单排链轮轴面齿形,多排链轮轴面齿形,零件工作图:
只绘制轴面齿形,不用绘制端面齿形。
材料与热处理:
碳素钢、铸铁、重要链轮可用合金钢。
齿面需经热处理以提高接触强度和耐磨性。
13-9链条和链轮,整体式链轮,13-9链条和链轮,小直径的链轮可制成整体式;
中等尺寸的链轮可制成孔板式;
大直径的链轮可制成组装式。
孔板式链轮,13-9链条和链轮,链轮的轴向齿廓及尺寸应符合国标GB1244-85的规定。
链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度,由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些,故小链轮通常采用较好的材料制造。
组合式链轮,13-9链条和链轮,一、链传动的运动分析,链条的平均线速度:
平均传动比为:
分度圆瞬时线速度:
可分解为:
为相位角:
前进方向速度:
上下运动速度:
速度波动,速度波动2,13-10链传动的运动分析和受力分析,Z1对链条振动(多边形效应)如何影响的?
节距P对链条振动(多边形效应)如何影响的?
链传动的运动特性,链传动的运动特性,二、链传动的受力分析,为了保证松边垂度不至于过大,安装链传动时,应:
作用在链上的力有:
圆周拉力:
离心拉力:
悬垂拉力:
紧边拉力为:
F1=F+Fc+FyN,松边拉力为:
F2=Fc+FyN,F=1000P/vN,Fc=qv2N,Fy=KyqgaN,q为米长质量,a为中心距,,=90Ky=1,g为重力加速度,,Ky为下垂量y=0.02a时的垂度系数。
=0Ky=7,=75Ky=2.5,=60Ky=4,=30Ky=6,适当张紧,有效拉力,13-10链传动的运动分析和受力分析,链条作用在轴上的压力FQ=(1.2-1.3)F,p与d之间的关系:
13-11链传动的主要参数及其选择,一、链轮的齿数,大链轮的齿数:
z2=iz1,p一定时:
z,d,越容易发生跳齿和脱链现象。
一般取:
z2120,一般链节数为偶数,链轮齿数最好取奇数,以使磨损均匀。
二、链的节距,一般取:
a=(3050)p,节距越大,啮合瞬间的冲击也越大。
高速重载时,应选用小节距多排链。
三、中心距,a过小,同时啮合的齿数,a过大,链条容易抖动。
amax=80p,链节数:
计算结果应圆整,并取偶数!
为便于安装和调节张紧程度,中心距一般应设计成可调节的。
13-11链传动的主要参数及其选择,齿数和节距的大小对传动各有什么影响?
中心距大小对传动有什么影响?
通常取多少合适?
一、失效形式,1.链板疲劳破坏;
2.滚子、套筒的冲击疲劳破坏;
3.销轴与套筒铰链的胶合;
4.链条铰链磨损;
5.过载拉断。
二、功率曲线图,曲线1-正常润滑条件下,链条铰链磨损限定的极限功率;
曲线2-链板疲劳强度限定的极限功率;
曲线3-滚子、套筒的冲击疲劳强度限定的极限功率;
曲线4-铰链胶合限定的极限功率;
失效图片,由图可见,在中等速度的链传动中,链传动的承载能力主要取决于链板的疲劳强度;
随着链轮转速的增高,链传动的多边形效应增大,传动能力主要取决于滚子和套筒的冲击疲劳强度,转速越高,传动能力就越低,并会出现铰链胶合现象,使链条迅速失效。
滚子链传动的设计计算,链传动失效图片,单排A系列滚子链的功率曲线,上述功率曲线的特定条件:
1.两轮共面,2.小链轮的齿数z1=19,3.链节数Lp=120,4.载荷平稳,7.链条因磨损而引起的相对伸长量3%,5.按推荐的润滑方式,6.工作寿命为15000h,滚子链传动的设计计算,当润滑不良或不能采用推荐的润滑方式时,应将P0值降低。
12(3),表13-13修正系数kz和kL,小链轮齿数系数Kz,位于功率曲线顶点左侧时(链板疲劳),位置,位于功率曲线顶点右侧时(滚子套筒冲击疲劳),三、链传动的计算,当实际工作条件与特定条件不同时,应对P0值加以修正:
许用功率:
13-13链传动的润滑和布置,四、链传动的设计准则:
计算功率:
Pc=KAP,KA为工作情况系数,P为名义功率。
当v0.6m/s时,链条的主要失效形式是拉断,设计时需验算静力强度安全系数:
Q极限载荷,F1紧边拉力,S安全系数:
S=48,13-13链传动的润滑和布置,13-13链传动的润滑和布置,一、链传动的润滑,润滑方式,1.人工给油;
2.油杯滴油;
3.油浴润滑、飞溅给油;
4.用油泵强制润滑和冷却。
润滑油牌号:
L-AN32、L-AN46、L-AN48,环境温度高或载荷大取粘度高的,反之取低的。
一、链传动的布置,布置原则:
链传动的两轴应平行,两链轮应位于同一平面内;
一般宜水平或接近水平布置,并使松边在下方。
传动参数正确布置不正确布置说明,i=23a=(3050)p,两轮轴在同一水平面,紧边在上、在下均能正常工作。
i2a30p,两轮轴不在同一水平面,松边应在下面。
否则松边下垂量增大后链条与链轮容易卡死。
13-13链传动的润滑和布置,i、a为任意值,两轮轴在同一铅垂面内,下垂量增大会减少下链轮的有效啮合齿数,降低传动能力,为此应采用:
1)中心距可调;
2)设张紧装置;
3)上下两轮错开。
传动参数正确布置不正确布置说明,i60p,两轮轴在同一水平面,松边应在下面。
否则松边下垂量增大后松边与紧边相碰,须经常调整中心距。
13-13链传动的润滑和布置,
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