機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)資料學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(jch)帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)資料帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)資料第一頁(yè)，共59頁(yè)。3.帶的類型(lixng)8-1 帶傳動(dòng)的類型(lixng)和應(yīng)用按工作(gngzu)原理分摩擦式帶傳動(dòng) 嚙合式帶傳動(dòng) 按帶的截面形狀分 平帶 V帶 圓帶 多楔帶 同步齒形帶第1頁(yè)/共59頁(yè)第二頁(yè)，共59頁(yè)。二、帶傳動(dòng)(chundng)的特點(diǎn)及應(yīng)用1帶傳動(dòng)(chundng)的特點(diǎn)適于兩軸中心距較大的傳動(dòng)可以(ky)緩沖、吸振當(dāng)過(guò)載時(shí)可自動(dòng)打滑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低優(yōu)點(diǎn)尺寸大，不緊湊帶與帶輪接觸面間有滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比傳動(dòng)效率低，帶的壽命短需要張緊裝置缺點(diǎn)2.應(yīng)用帶速：一般5m/s25m/s，最高8

2、0m/s功率：最高700KW機(jī)床、抽水泵、縫紉機(jī) 第2頁(yè)/共59頁(yè)第三頁(yè)，共59頁(yè)。 8-2 普通(ptng)V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)一、普通V帶的結(jié)構(gòu)(jigu)和規(guī)格 1.結(jié)構(gòu)(jigu) 由包布，頂膠，抗拉體和底膠組成2.規(guī)格V帶 普通V帶：Y、Z、A、B、C、D、E 窄 V 帶：SPZ、SPA、SPB、SPC 寬 V 帶 已標(biāo)準(zhǔn)化第3頁(yè)/共59頁(yè)第四頁(yè)，共59頁(yè)。u普通(ptng)V帶標(biāo)記 帶標(biāo)準(zhǔn)號(hào)基準(zhǔn)長(zhǎng)度截型名稱第4頁(yè)/共59頁(yè)第五頁(yè)，共59頁(yè)。二、V帶輪的材料(cilio)和結(jié)構(gòu)1.材料(cilio)鑄鐵(zhti)（HT150，HT200），高速時(shí)宜采用鋼制成。 2.結(jié)構(gòu)通常由輪

3、緣、輪轂、輪輻或腹板組成第5頁(yè)/共59頁(yè)第六頁(yè)，共59頁(yè)。u結(jié)構(gòu)(jigu)第6頁(yè)/共59頁(yè)第七頁(yè)，共59頁(yè)。 uV帶的幾個(gè)常用(chn yn)術(shù)語(yǔ)pb節(jié)線：V帶彎曲時(shí)，帶中保持原有長(zhǎng)度不變的周線節(jié)面：帶的全部(qunb)節(jié)線組成的面。 節(jié)寬：節(jié)面寬度(kund)稱為節(jié)寬 V帶輪槽兩側(cè)的夾角：32 34 36 38，V帶40第7頁(yè)/共59頁(yè)第八頁(yè)，共59頁(yè)。 8-3帶傳動(dòng)(chundng)的受力分析一、受力分析(fnx)帶之間的拉力(ll)（帶輪工作時(shí) 的摩擦力） 繞帶輪的離心力靜止與運(yùn)動(dòng)有區(qū)別繞帶輪的彎曲力第8頁(yè)/共59頁(yè)第九頁(yè)，共59頁(yè)。1.帶的拉力(ll)靜止時(shí)：帶兩邊(lingbin)

4、拉力等于初拉力0F運(yùn)動(dòng)(yndng)時(shí)：主動(dòng)輪：摩擦力 使緊邊拉力 增大1FfF從動(dòng)輪：摩擦力 fF使松邊拉力 減小2F設(shè)環(huán)形帶的總長(zhǎng)度保持不變： 不變01021202FFFFFFFfF第9頁(yè)/共59頁(yè)第十頁(yè)，共59頁(yè)。有效(yuxio)拉力 1.帶的拉力(ll)120121()2FFFFFF有效拉力與帶速V及傳遞功率(gngl)P之間的關(guān)系為：1000Fvp 式中：V帶速 m/s P帶功率Kw F有效拉力N第10頁(yè)/共59頁(yè)第十一頁(yè)，共59頁(yè)。u繞性體摩擦(mc)的歐拉公式打滑：帶與帶輪之間就會(huì)產(chǎn)生(chnshng)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。fFF當(dāng) 時(shí)11212(1)(1)ffFFFFeF

5、e當(dāng)忽略離心力的作用(zuyng)，由歐拉公式：Fmax？11ffFeFe21fFFe：為包角。一般取小輪包角 ：帶與輪面間摩擦系數(shù)。對(duì)V帶應(yīng)用代替。 sin2fff第11頁(yè)/共59頁(yè)第十二頁(yè)，共59頁(yè)。u繞性體摩擦(mc)的歐拉公式公式(gngsh)討論：f：帶與輪面間摩擦系數(shù)。對(duì)V帶應(yīng)用(yngyng)sin2ff代替。 第12頁(yè)/共59頁(yè)第十三頁(yè)，共59頁(yè)。u繞性體摩擦(mc)的歐拉公式公式(gngsh)討論：u初張緊力F0越大，最大有效(yuxio)拉力越大；u包角越大，最大有效拉力越大；u摩擦系數(shù)越大，最大有效拉力越大；Fmax的確定：11212(1)(1)ffFFFFeF e第13

6、頁(yè)/共59頁(yè)第十四頁(yè)，共59頁(yè)。2.離心力離心力作用(zuyng)在帶的全長(zhǎng)上2cFqvq：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度(chngd)帶的質(zhì)量kg/m211ffF eFqve221fFFqve22001112()2()111ffffeeFFqvFqvee12101211(1)()2fFFFFFFFe第14頁(yè)/共59頁(yè)第十五頁(yè)，共59頁(yè)。二、帶的應(yīng)力(yngl)1.緊邊與松邊拉力所產(chǎn)生(chnshng)的應(yīng)力1122/FAFA2.離心力所產(chǎn)生(chnshng)的應(yīng)力2/ccFAqvA3.彎曲應(yīng)力2byEd1max1cb第15頁(yè)/共59頁(yè)第十六頁(yè)，共59頁(yè)。三、帶的彈性(tnxng)滑動(dòng)1彈性(tnxng)滑動(dòng)彈性變

7、形沿輪的輪面向拉力的緊邊方向逐漸(zhjin)增大，產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。由于材料的彈性變形引起帶在帶輪上的微小滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。 彈性滑動(dòng)定義滑動(dòng)率 ：從動(dòng)輪圓周速度的降低率。 12222111 1121211(1)vvvd nvvd ndnnd 忽略彈性滑動(dòng) 1221ndind第16頁(yè)/共59頁(yè)第十七頁(yè)，共59頁(yè)。2.打滑與彈性(tnxng)滑動(dòng)的區(qū)別彈性滑動(dòng): 由于帶的彈性及工作時(shí)緊松邊存在拉力差引起(ynq)的。 是帶傳動(dòng)中不可避免.打滑：由于過(guò)載（摩擦力小于有效拉力(ll)）引起的一種失效。 在帶傳動(dòng)正常工作時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)打滑。第17頁(yè)/共59頁(yè)第十八頁(yè)，共59頁(yè)。8-4 普通(ptng)V帶

8、傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、帶傳動(dòng)(chundng)失效形式交變(jio bin)應(yīng)力下的疲勞失效打滑二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在不打滑條件下，帶具有一定疲勞強(qiáng)度和壽命max11 bc第18頁(yè)/共59頁(yè)第十九頁(yè)，共59頁(yè)。三、設(shè)計(jì)(shj)步驟1.確定V帶截型和帶輪基準(zhǔn)(jzhn)直徑cAPK P確定(qudng)設(shè)計(jì)功率： 選擇V帶截型第19頁(yè)/共59頁(yè)第二十頁(yè)，共59頁(yè)。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑(zhjng)dd1和dd2然后選其標(biāo)準(zhǔn)值 三、設(shè)計(jì)(shj)步驟11212122(1)ddddnnddddnn驗(yàn)算(yn sun)帶的速度V1 160 1000dd nv 一般在V=525m/s內(nèi)選取,以V=2025m/s最為

9、有利。第20頁(yè)/共59頁(yè)第二十一頁(yè)，共59頁(yè)。三、設(shè)計(jì)(shj)步驟2確定中心距和V帶基準(zhǔn)(jzhn)長(zhǎng)度初選(ch xun)中心距0a120120.7()2()ddddddadd0dLdL確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度然后選取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度22100120()2()24dddddddLadda計(jì)算實(shí)際中心距002ddLLaa驗(yàn)算小輪包角121118057.3dddda1120第21頁(yè)/共59頁(yè)第二十二頁(yè)，共59頁(yè)。3.確定(qudng)v帶的根數(shù) 計(jì)算(j sun)V帶根數(shù)00()cLPzPP K K基本(jbn)額定功率。查表 基本額定功率增量。查表 帶長(zhǎng)修正系數(shù) 式中： 0P0PK包角修正系數(shù)LK計(jì)算作用在

10、軸上的載荷202.5500()cPKFqvzvK102sin2QFF z第22頁(yè)/共59頁(yè)第二十三頁(yè)，共59頁(yè)。8-5 帶傳動(dòng)的張緊裝置(zhungzh)與維護(hù)一、帶的張緊裝置(zhungzh)第23頁(yè)/共59頁(yè)第二十四頁(yè)，共59頁(yè)。u帶的張緊裝置(zhungzh)用帶輪張緊第24頁(yè)/共59頁(yè)第二十五頁(yè)，共59頁(yè)。二、帶傳動(dòng)(chundng)的維護(hù)1.安裝時(shí)兩帶輪軸線必須平行。2. 兩輪(lin ln)槽中線必須對(duì)正，減輕磨損。2.帶傳動(dòng)(chundng)必須加防護(hù)罩。3.防止帶老化，不宜于酸堿等介質(zhì)接觸。4.多根帶并用時(shí)，應(yīng)選相同的型號(hào)。 當(dāng)一根帶松弛或損壞時(shí)，應(yīng)全部同時(shí)更換。第25頁(yè)/共5

11、9頁(yè)第二十六頁(yè)，共59頁(yè)。例 題 已知：傳遞功率P=15kw，帶速V=15m/s，帶在小輪上的包角 1=170(2.97rad)，帶的厚度=4.8mm，寬度b=100mm， 帶的密度=0.001kg/cm3，帶與輪面間的摩擦系數(shù)f=0.3。試求：傳遞的圓周(yunzhu)力緊邊、松邊拉力離心力在帶中的拉力 所需初拉力作用在軸上的壓力一平帶傳動(dòng)(chundng)。解： 傳遞(chund)的圓周力10001000 15100015pFNv第26頁(yè)/共59頁(yè)第二十七頁(yè)，共59頁(yè)。例題(lt)（續(xù)）緊邊、松邊拉力(ll)0.3 2.9710.3 2.9720.3 2.97100016941111100

12、069411fffeeFFNeeFFNee離心力在帶中的拉力(ll)22321 100.48 10 100 15108cFqvb vN 第27頁(yè)/共59頁(yè)第二十八頁(yè)，共59頁(yè)。 例題(lt)（續(xù)）所需初拉力(ll)0121()13022cFFFFN作用(zuyng)在軸上的壓力101702sin2 1302sin259022QFF zN第28頁(yè)/共59頁(yè)第二十九頁(yè)，共59頁(yè)。例題(lt)設(shè)計(jì)：一電動(dòng)機(jī)與減速器之間的普通(ptng)V帶傳動(dòng)。 已知：電動(dòng)機(jī)功率P=5kw，轉(zhuǎn)速n1=1460r/min，減速器輸 入軸轉(zhuǎn)速n2=320r/min，載荷變動(dòng)(bindng)微小，負(fù)載啟動(dòng)， 每天工作16

13、h，要求結(jié)構(gòu)緊湊。解： 確定V帶截型 1.21.2 56AcAkpk pkwV帶截型：查圖（由Pd，n1）得A型12121460100456320ddnddmmn確定V帶輪直徑查圖及表：dd1=100mm由表取dd2=450mm第29頁(yè)/共59頁(yè)第三十頁(yè)，共59頁(yè)。例題(lt)（續(xù)）驗(yàn)算(yn sun)帶速 1 17.64/ (525/ )60 1000dd nvm sm s 傳動(dòng)比 21214504.5100dddnind確定(qudng)中心距及V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度120120.7()2()ddddddadd03851100mmamm要求結(jié)構(gòu)緊湊?。?0600amm第30頁(yè)/共59頁(yè)第三十一頁(yè)，共

14、59頁(yè)。例題(lt)（續(xù)） 初定(ch dn)V帶長(zhǎng)度22100120()2()211524dddddddLaddmma2000dLmm由表取傳動(dòng)(chundng)中心距 00542.52ddLLaamm驗(yàn)算小帶輪包角211118057.3143120dddda第31頁(yè)/共59頁(yè)第三十二頁(yè)，共59頁(yè)。例題(lt)（續(xù)）確定(qudng)v帶的根數(shù)查表 001.320.170.91.03Lpkwpkwkk004.34()cLPzPP K K?。篫=5作用(zuyng)在軸上的載荷202.5500()145cPKFqvNzvK102sin13752QFF zN查表 ：0.1/qkg m第32頁(yè)/共

15、59頁(yè)第三十三頁(yè)，共59頁(yè)。8-6 鏈傳動(dòng)及其結(jié)構(gòu)(jigu)一、鏈傳動(dòng)的組成(z chn)及特點(diǎn)主動(dòng)(zhdng)鏈輪，從動(dòng)鏈輪和鏈條優(yōu)點(diǎn)保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比作用在軸上的力小結(jié)構(gòu)緊湊可使用惡劣環(huán)境中中心距可很大缺點(diǎn)瞬時(shí)鏈速及瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)傳動(dòng)平穩(wěn)性差，工作中有一定的沖擊和噪聲只用于平行軸間的傳動(dòng)制造成本高第33頁(yè)/共59頁(yè)第三十四頁(yè)，共59頁(yè)。按結(jié)構(gòu)不同，分為滾子鏈、齒形鏈等。其中(qzhng)，滾子鏈應(yīng)用最廣 8-6 鏈傳動(dòng)及其結(jié)構(gòu)(jigu)第34頁(yè)/共59頁(yè)第三十五頁(yè)，共59頁(yè)。u滾子(n z)鏈結(jié)構(gòu) 第35頁(yè)/共59頁(yè)第三十六頁(yè)，共59頁(yè)。三、滾子(n z)鏈基本參數(shù)1.鏈節(jié)距P

16、相鄰兩銷軸中心(zhngxn)之間的距離。2.鏈的長(zhǎng)度(chngd)LP鏈節(jié)數(shù)以取為偶數(shù)為宜。 3.滾子鏈型號(hào)分為A、B系列；常用A系列。 鏈標(biāo)記：鏈號(hào)排數(shù)鏈節(jié)數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 注意p 鏈號(hào)數(shù)25.416mm第36頁(yè)/共59頁(yè)第三十七頁(yè)，共59頁(yè)。四、鏈輪(lin ln)1.齒形由三段(sn dun)圓弧（aa，ab，cd）和一段直線（bc）組成滾子(n z)鏈的鏈輪齒形已標(biāo)準(zhǔn)化 第37頁(yè)/共59頁(yè)第三十八頁(yè)，共59頁(yè)。2鏈輪(lin ln)的尺寸分度圓直徑(zhjng)： 180sinpdz齒頂圓直徑(zhjng)（三圓弧一直線）：180(0.54cot)adpz齒根圓直徑： 1fddd1d滾子直

17、徑第38頁(yè)/共59頁(yè)第三十九頁(yè)，共59頁(yè)。3.鏈輪(lin ln)材料低速(d s)、輕載：中碳鋼中速、中載：中碳鋼淬火(cu hu)處理高速、重載：低碳鋼滲碳淬火或中碳鋼表面淬火載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多也可鑄鐵和非金屬材料第39頁(yè)/共59頁(yè)第四十頁(yè)，共59頁(yè)。4.鏈輪(lin ln)的結(jié)構(gòu)實(shí)心(shxn)式腹板式第40頁(yè)/共59頁(yè)第四十一頁(yè)，共59頁(yè)。4.鏈輪(lin ln)的結(jié)構(gòu)組合式第41頁(yè)/共59頁(yè)第四十二頁(yè)，共59頁(yè)。4.鏈輪(lin ln)的結(jié)構(gòu)第42頁(yè)/共59頁(yè)第四十三頁(yè)，共59頁(yè)。8-7 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)(yndng)分析和受力分析一、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)(yndng)分析1.平均(p

18、ngjn)鏈速112260 100060 1000z pnz pnv 鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比：1221nzinz第43頁(yè)/共59頁(yè)第四十四頁(yè)，共59頁(yè)。2.瞬時(shí)(shn sh)鏈速 8-7 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)(yndng)分析和受力分析主動(dòng)輪鏈速： 1111360,2dz 11111sinsin2yd11111coscos2xd第44頁(yè)/共59頁(yè)第四十五頁(yè)，共59頁(yè)。從動(dòng)輪(dngln)鏈速22221coscos2xd22221sinsin2yd21112211coscos22xxvvdd鏈的瞬時(shí)(shn sh)傳動(dòng)比： 1221coscosddi所以，鏈在運(yùn)動(dòng)中不斷上下抖動(dòng)(dudng)。為提高運(yùn)動(dòng)平

19、穩(wěn)性，應(yīng)減小鏈節(jié)距P，增多輪齒數(shù)Z 8-7 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析第45頁(yè)/共59頁(yè)第四十六頁(yè)，共59頁(yè)。二、受力分析(fnx)1.工作(gngzu)拉力)(10001NvPF 2.離心力22Fqv3.鏈的垂度拉力(ll)3yFk qga垂度系數(shù) yk 6 5 2.8 1.2 1yk030607590第46頁(yè)/共59頁(yè)第四十七頁(yè)，共59頁(yè)。緊邊拉力(ll)： 松邊拉力(ll): 鏈傳動(dòng)對(duì)軸產(chǎn)生(chnshng)的拉力： 123FFFF23FFF1(1.21.3)QFF二、受力分析第47頁(yè)/共59頁(yè)第四十八頁(yè)，共59頁(yè)。8-8 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算一、失效(sh xio)形式1疲勞

20、破壞2鉸鏈(jiolin)磨損3鏈條鉸鏈(jiolin)膠合4鏈條靜力拉斷二、主要參數(shù)的選擇與計(jì)算1傳動(dòng)比: 7i 最好在3左右。 2鏈輪齒數(shù)鏈速鏈速 v（m/sm/s） 1z0.63388172125Z1最好為奇數(shù)21ziz2120z ， 第48頁(yè)/共59頁(yè)第四十九頁(yè)，共59頁(yè)。3.鏈節(jié)距P高速(o s)重載時(shí)，宜選用小節(jié)距多排鏈；速度不太高時(shí)，宜選用大節(jié)距單排鏈。二、主要參數(shù)的選擇(xunz)4.鏈長(zhǎng)和中心(zhngxn)距0max2012210(3050) ,802()22pap apazzzzpLpa實(shí)際中心距22121221()()8()4222ppzzzzzzpaLL最好取偶數(shù)由圖

21、選鏈號(hào)定鏈節(jié)距第49頁(yè)/共59頁(yè)第五十頁(yè)，共59頁(yè)。三、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(j sun)步驟1.確定(qudng)鏈輪齒數(shù)2.初定(ch dn)中心距及鏈長(zhǎng) 3.確定額定功率A0zmK PPK K4.確定鏈節(jié)距P 許用區(qū)域n1P極限功率曲線各種失效曲線圍成的區(qū)域邊線。鏈節(jié)距P由P0、小鏈輪n1及假設(shè)的失效形式查圖。 2.鏈板沖擊疲 勞強(qiáng)度限定4.鉸鏈膠合 限定曲線1.鉸鏈磨 損極限修正系數(shù)3.鏈板疲勞強(qiáng)度限定第50頁(yè)/共59頁(yè)第五十一頁(yè)，共59頁(yè)。5.計(jì)算(j sun)實(shí)際中心距三、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算步驟22121221()()8()4222ppzzzzzzpaLL6.驗(yàn)算(yn sun

22、)鏈速112260 100060 1000z pnz pnv 與初設(shè)的鏈速比較，若不符，重設(shè)Z17.計(jì)算作用在軸上的載荷1(1.21.3)QFF)(10001NvPF 第51頁(yè)/共59頁(yè)第五十二頁(yè)，共59頁(yè)。9.確定潤(rùn)滑(rnhu)方式和張緊裝置人工(rngng)定期用油壺或油刷給油油浴潤(rùn)滑(rnhu)(甩油潤(rùn)滑(rnhu)油泵潤(rùn)滑(強(qiáng)制潤(rùn)滑)用油杯通過(guò)油管向松邊內(nèi)、外鏈板間隙處滴油第52頁(yè)/共59頁(yè)第五十三頁(yè)，共59頁(yè)。9.確定潤(rùn)滑方式(fngsh)和張緊裝置第53頁(yè)/共59頁(yè)第五十四頁(yè)，共59頁(yè)。9.確定(qudng)潤(rùn)滑方式和張緊裝置第54頁(yè)/共59頁(yè)第五十五頁(yè)，共59頁(yè)。例題(lt)已知：傳動(dòng)功率(gngl)P=5.5kw，轉(zhuǎn)速n1=750r/min，工作機(jī)轉(zhuǎn)速 n2=260r/min，傳動(dòng)布置傾角=40，中等沖擊。設(shè)