《挠性传动》PPT课件.ppt
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1、机械设计基础,机械教研室,第一章 概论,6.0 挠性传动概述6.1 带传动概述6.2 带传动的受力分析和应力分析6.3 带传动的弹性滑动和传动比,6.4 V带与V带轮,6.5 带传动的失效形式及设计准则,6.6 普通V带传动设计计算,6.7 带传动的张紧、安装与维护,6.8 链传动的组成、特点、类型及应用,6.9 滚子链,6.0 挠性传动概述,挠性传动主要包括带传动和链传动。它们都是通过挠性曳引元件,在两个或多个传动轮之间传递运动和动力。,带传动中所用的挠性曳引元件为各种型式的传动带,按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动。,链传动中所用的曳引元件为各种型式的传动链。链传动通过链条的各个链
2、节与链轮轮齿相互啮合实现传动。,6.1 带传动概述,1、带传动的组成,带传动一般是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带及机架组成。,2、带传动的工作过程,原动机转动,驱动主动轮,主动轮转动,从动轮转动,带与轮的摩擦,3、带传动的工作原理,当主动带轮转动时,利用带轮和传动带间的摩擦或啮合作用,将运动和动力通过传动带传递给从动轮。,4、带传动的类型,1)平带传动,平带的截面形状为矩形,内表面为工作面。平带传动结构简单、传动效率高,在传动中心距较大的情况下应用较多。常用的平带有帆布芯平带、编织平带等。,2)V带传动,V带的截面形状为等腰梯形,两侧面为工作面。传动时,V带的两个侧面和带轮的轮槽接触,
3、槽面摩擦可以提供更大的摩擦力,能传递较大的功率,且结构紧凑。在带传动中应用最广。,3)多楔带传动,多楔带是在平带基体上由多根V带组成的传动带,因此,兼有平带柔性好和V带摩擦力大的优点;并且避免了多根V带长短不一而使各带受力不均的问题。主要用于传递功率较大同时要求结构紧凑的场合。,4)圆带传动,圆带的截面形状为圆形,其材料多为皮革、棉、麻、锦纶、聚氨酯等,多用于小功率传动。,5)啮合型带传动,5、带传动的特点,1)带具有弹性,能缓冲、吸振,传动平稳,噪声小;,优点:,2)过载时带在带轮上打滑,可防止其他零件损坏,起安全保护作用;,3)适用于中心距较大的场合;,4)结构简单,装拆方便,成本较低。,
4、1)带在带轮上有相对滑动,传动比不恒定;,缺点:,2)传动效率低,带的寿命较短;,3)传动的外廓尺寸大;,4)需要张紧,支撑带轮的轴和轴承受力较大;,5)不宜用于高温、易燃等场合。,因此,带传动适用于要求 传动平稳,但传动比要求不严格且中心距较大的场合。一般带速v=5-25m/s,传动比i7,传递功率P100kW。,6.2 带传动的受力分析和应力分析,1、带传动中的几何参数,带传动的主要几何参数有中心距a、带轮直径d、带长L和包角等。,中心距a:带处于规定张紧力时,两轮轴线间的距离。,带轮直径d1、d2:分别指小、大带轮的基准直径。,带长L:带的基准长度Ld。,包角1、2:分别指带与小、大带轮
5、接触弧所对的圆心角。,2、带传动中的受力分析,带在安装到带轮上时,必须以一定的张紧力安装在带轮上。带传动不工作时,带的上下两边承受相等的拉力,称为初拉力F0。,带传动工作时,由于带和带轮接触面间产生摩擦力(主动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向一致;从动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向相反)带绕上主动轮的一边被拉紧,拉力由F0 增加到F1,称为紧边。另一边拉力由F0 减少到F2,称为松边。,如果取与带轮接触的传动带为分离体,那么根据传动带上诸力对带轮中心的力矩平衡条件可得:,带传动的有效拉力F等于传动带工作表面上的总摩擦力,于是:,带传动的有效拉力F与所传递的功率P、带的速度v的关系为:,当带传
6、动的功率增加时,有效圆周力F也相应增大。对于一定的初拉力F0 来说,当传递的有效圆周力F超过摩擦力时,带就开始在带轮上全面滑动,即打滑,这说明带传动所传递的圆周力F有极限值。当传动带和带轮间有全面滑动的趋势时,摩擦力就会达到最大值,即有效圆周力达到最大值。此时,紧变拉力 和松边拉力 符合弹性体的欧拉公式:,由以上各式可得:,由上式看出,影响带所传递的圆周力F的因素有:,1)初拉力F0。F 与F0 成正比。F0 越大,带与带轮之间的正压力越大,传动时的摩擦力就越大。若F0 过小,则带的传动能力不能充分发挥,容易发生打滑。但F0 过大,带的寿命降低,轴和轴承受力大。,2)包角。越大,F 越大。因增
7、加,带与带轮间的接触弧间摩擦力总和增加,从而提高传递载荷的能力。,3)摩擦系数f。f越大,F 越大。摩擦系数与带和带轮的材料、表面状况、工作环境条件有关。,3、传动带的应力分析,1)拉应力,2)离心拉应力,当带沿带轮作圆周运动时,带上每一质点都受离心力作用。离心力对带产生的离心拉力为:,离心力产生的离心拉应力在带的所有横剖面上都是相等的。,3)弯曲应力,带轮基准的直径越小,带越厚,带的弯曲应力越大。普通V带传动,为防止过大的弯曲应力,对每种型号的V带都规定了最小带轮基准直径ddmin。,位置,数值,带的紧边开始绕上小轮处,带所受最大应力:,通过分析可知,带传动时,皮带中存在着三种应力,由拉力产
8、生的拉应力s,由离心力产生的离心拉应力sC,由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力sb,三种应力共同作用,使带处在变应力条件下工作,故带易发生疲劳破坏。,1、弹性滑动 由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象,称为弹性滑动。因为带传动总有紧变和松边,所以弹性滑动也总是存在的,是无法避免的。,带传动时,带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。,6.3 带传动的弹性滑动和传动比,v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动率:,2、滑动率和传动比,当为12,在一般传动中可以不计。,1、普通V带,1)带的型号 Y Z A B C D E,节宽,基准直径,当带
9、垂至于底边弯曲时,在带中保持长度不变的周线(节线)所组成的面(节面)的宽度。,基准长度,与节宽相对应的带轮直径(节径)。,位于测量带轮的基准直径上的周线长度。,6.4 V带与V带轮,2)带的参数,普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标记号组成,见如下示例:,A1400 GB1154489,国标代号,基准长度,v带型号,3)带的标记,1)V带轮槽尺寸标准,当v25m/s时,用HT150;当v=2530m/s时用HT200;当2545m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢;小功率时可用铸铝或塑料.,2)带轮的材料,2、普通V带轮,S型-实心带轮,P型-腹板带轮,H型-孔板带轮,E型-椭圆轮辐带,3)普
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