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1、第13章 带传动和链传动,概 述,带传动和链传动通过中间挠性件传动运动和动力,13-1 带传动的类型和应用,一、带传动的类型1、组成：主动轮1、从动轮3、传动带2；2、工作原理：依靠带带轮接触面间的摩擦力来传递运动和动力。3、类型：1）摩擦型：按带的截面形状 a、平带：扁平矩形，工作面是与轮面相接触的内表面；b、V带：等腰梯形，工作面是与轮槽接触的两侧面；c、特殊截面带：多楔带、圆带 2）啮合型：同步带,带传动的主要类型,优点:,1）有过载保护作用；2）有缓冲吸振作用；3）运行平稳无噪音；4）适于远距离传动（amax=15m）；5）制造、安装精度要求不高。,缺点:,1）有弹性滑动使传动比 i
2、不恒定；2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑，使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。,二、V带的类型与结构,1、V带的类型：,V带的截面尺寸表13-1。,2、普通V带的结构：,帘布芯V带：制造方便,绳芯V带：柔韧性好、抗弯强度大,3、普通V带类型：Y、Z、A、B、C、D、E 七种（截面尺寸由小到大）；,基准长度系列表13-2,4、普通V带的基本参数,基准宽度制：用基准线位置和基准宽度来确定带轮的槽型、基准直径和带在轮槽中的位置。,节线：在带中保持原长度不变的周线,节宽bp：节面的宽度称为节宽bp。,基准直径d：
3、在V带轮上，与所配用V带的节面宽度bp相对应的带轮直径称为基准直径d,基准长度Ld：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，带的基准长度是带的公称长度。,节面：由全部节线构成的面。,三、带传动的几何参数,中心距：当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线的距离a，称为中心距。,包角：带与带轮接触弧所对的中心角称为包角。,1、定期张紧装置,增大中心距,带水平布置,带垂直布置,2、张紧轮装置,四、带传动的张紧装置,13-2 带传动的受力分析,一、带传动中的力分析,预紧力F0,带的总长度不变：,紧边拉力F1松边拉力F2,取主动轮端带为分离体,有效拉力F：,设：有效拉力F，N；带速
4、v，m/s；则带所能传递的功率P：,怎样理解？,二、带传动的最大有效拉力及其影响因素,柔性体欧拉公式：,F的影响因素：,1、预紧力F0：F0 F 2、包角：F3、摩擦系数f：f F,1、拉应力,紧边拉应力,松边拉应力,3、弯曲应力,2、离心应力,13-3 带的应力分析,最大应力大小：,最大应力发生位置：,最大应力发生在带的紧边开始饶上小带轮处,弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的相对滑动。,弹性滑动产生的原因：1、带是弹性体；2、紧边松边存在拉力差。,滑动率：,传动比i：,滑动率0.010.02,13-4 带的弹性滑动和传动比,13-5 V带传动的计算,一、设计准则和单根V带的基本额
5、定功率,带传动的失效形式：打滑和疲劳破坏。,带传动的设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。,V带的疲劳强度条件：,单根V带基本额定功率P0见表13-3。载荷平稳、包角1、带长为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构。,单根V带许用功率P0,P0功率增量，见表13-5；K包角修正系数，见表13-7，插值法；KL带长修正系数，见表13-2；,二、普通V带的型号和根数的确定,1、V带型号的选择：,KA工作情况系数，见表13-8,2、V带的根数,计算功率Pc：,根据计算功率Pc和小带轮的转速n1按图13-15选择。,三、主要参数的选择,1、带轮基准直径和带速。,1）初选小带轮基准
6、直径d1 参考表13-9,3）验算带的速度v,2）计算大带轮的基准直径d2,参考表13-9选取标准直径,2、确定中心距a、带长Ld和包角,初选中心距a0：,计算所需带的基准长度L0：,由表13-2选取与L0相近的V带的基准长度Ld。,实际中心距a：,验算主动轮的包角1,3、初拉力F0,4、作用在带轮轴上的压力FQ,带传动设计的原始数据及设计内容,原始数据：传递的功率P，转速n1、n2或传动比i，传动位置要求及工作条件等。,设计内容：确定带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮基准直径及结构尺寸。,带传动的设计步骤：参考例13-2,13-6 V带轮的结构,一、带轮材料,二、带轮的结构,典型结构：实
7、心式、腹板式、孔板式、轮辐式,13-8 链传动的特点和应用,一、链传动工作原理与特点,1、工作原理：两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动。2、组成：主、从动链轮、链条,3、特点：优点：平均传动比im 准确，无滑动；结构紧凑，轴上压力小；传动效率高=98%；承载能力高P100kW；可传递远距离传动amax=10m；成本低（与齿轮相比）；制造和安装精度要求较低（与齿轮相比）。,3、特点：缺点：在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；瞬时传动比不恒定i；传动不平稳；传动时有噪音、冲击；磨损后易发生跳齿；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。,13-9 链条和链轮,一、链条,按工作特性分
8、：传动链，输送链，起重链。,传动链的结构形式分：1）短节距精密滚子链（简称滚子链）2）齿形链,过渡链节,滚子链的接头型式,开口销,弹簧卡片,基本参数,节距p（主要参数），滚子外径d1内链节内宽b1，（多排链，排距pt）,滚子链的结构,双排链,滚子链的标注方法,例如：08A-188 GB1243-1997表示：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链。,节距p=链号25.4/16mm,链号,排数,整链链节数,标准编号,齿形链(无声链),内导板可以较精确地把链定位于适当的位置，故导向性好，工作可靠，适用于高速及重载传动。,用外导板齿形链时，链轮轮齿不需开出导向槽，故链轮结构简单，但其导向性差
9、，外导板与销铀铆合处易松脱。,当链轮宽度大于2530 mm时，一般采用内导板齿形链；当链轮宽度较小、链轮轮齿上切削导向槽有困难时，可采用外导板齿形链。,齿形链铰链形式,齿形链的特点,优点：齿形链既适宜于高速传动，又适宜于传动比大和中心距较小的场合，其传动效率一般为0.950.98，润滑良好的传动可达0.980.99。缺点：齿形链比滚子链结构复杂，价格较高，且制造较难。应用：多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。,二、链轮,基本参数：节距p，套筒最大外径d1，排距pt及齿数z,链轮齿形,国标仅规定链轮的最大和最小齿槽形状及其极限参数,目前较流行的一种齿形是三圆弧一直线齿形(或称凹齿形),注明
10、“齿形按3R GB/T 1244-1985规定制造”,链轮轴向齿廓及尺寸，应符合GB/T 1244-1985的规定。,链轮的几何尺寸,分度圆直径（公称直径）d：链轮上被链条节距等分的圆,齿顶圆直径：,齿根圆直径：,三圆弧一直线：,链轮的材料,材料要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击,链轮的结构,13-10 链传动的运动分析和受力分析,一、链传动的运动分析,当链轮转速为n1、n2时，平均速度v：,在-1/2+1/2之间变化,即使主动轮角速度1恒定，而2随、而变化，i不恒定,链传动的多边形效应,vx,为改善链传动的不均匀性，可选用较小的链节距、增加链的齿数和限制链轮转速,链传动中主要作用力：,a、
11、工作拉力,b、离心拉力,Fc=qv2,c、垂度拉力,紧边拉力 F1=Fe+Fc+Fy 松边拉力 F2=Fc+Fy,二、链传动的受力分析,张紧的目的：使松边不致过松，影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链。,Fe有效圆周力；Fc离心拉力；Fy 悬垂拉力,压轴力FQ：,13-11 链传动的主要参数及其选择,一、链轮齿数z1和z2,z1过少时：1）增加传动不均性和动载荷；2）p增大后，相对转角增大，链绕进、出轮磨损加剧；3）当p一定时，z1少，d小，圆周力（=2T/d），加速轮与链的破坏。z1见表13-12，z2=iz1,z过多，链节距增长容易跳齿和脱链。,为磨损均匀，z应取与链节数互为质数的奇
12、数，优先选用：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。,二、链的节距p,p，承载能力，总体尺寸，多边形效应显著，振动、冲击和噪声严重；速度高，功率大时，选用小节距多排链。从经济性考虑：中心距a小，传动比i大，选用小节距的多排链；中心距a大，传动比i小，选用大节距的单排链。,三、中心距a和链的节数,a，循环次数，加剧链的磨损和疲劳；a，包角，每个轮齿的载荷，且易出现跳齿和脱链；a，松边垂度传动时造成松边颤动。,设计时：a不受限制，a0=（3050）p，a0max 80p；有张紧装置或托板，a0max可大于 80p；a不能调整，a0 30p。,链节数：,中心距：,一、失效形式
13、,1）链板的疲劳破坏,2）滚子套筒的冲击疲劳破坏,3）销轴与套筒的胶合,5）过载拉断,4）链条铰链的磨损,13-12 滚子链传动的计算,二、功率曲线图,1、极限功率曲线,1-正常润滑条件下，铰链磨损限定的极限功率,2-链板疲劳强度限定的极限功率,3-套筒、滚子冲击疲劳强度限定的极限功率,4-铰链胶合限定的极限功率,2、单排A系列滚子链额定功率曲线,实验条件：1）主动链轮和从动链轮安装在水平平行轴上；2）小链轮齿数z1=19；3）链长 Ld=120节；4）载荷平稳，无过载、冲击或频繁起动；5）按推荐的方式润滑传动比i=3;6）链条的预期寿命15000h；7）链条因磨损而引起的相对伸长量不超过3%
14、。,三、链传动的计算,许用功率：P0=P0Kz Km,Kz-小链轮齿数zz119时的修正系数，见表13-13,Km-多排链系数，见表13-14,设计时链传动时，应使：,PcP0=P0Kz Km,计算功率Pc：,Pc=KAP,KA-工作情况系数，见表13-15,当v0.6m/s时，主要失效形式为链条的过载拉断，设计时必须验算静力强度的安全系数,13-13 链传动的润滑和布置,一、链传动的润滑,润滑方式按图13-34选取，注意链速越高，润滑方式要求也越高。链传动的润滑油见表13-16。,二、布置,链传动的布置见表13-17。,作业一：13-1、13-2、13-5作业二：13-9、13-11,作 业,
