ch5帶傳動與鏈傳動設計.ppt

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1、第 五 章 帶 傳 動 與 鏈 傳 動 設 計一 、 帶 傳 動 的 特 點 、 類 型 和 應 用帶 傳 動 ： 通 過 環(huán) 形 曳 引 元 件 ， 在 兩 個 或 兩 個 以 上 的 傳 動 輪 之 間 傳 遞 運 動 和 動 力 的 傳 動 。 按 工 作 原 理 帶 傳 動 可 分 為 摩 擦 型 帶 傳 動 和 嚙 合 型 帶 傳 動 第 一 節(jié) 概 述1. 摩 擦 型 帶 傳 動 的 特 點 及 應 用 。 組 成 ： 由 主 動 輪 、 從 動 輪 和 張 緊 在 兩 輪 上 的 環(huán) 形 傳 動 帶 組 成 。 工 作 原 理 ： 帶 在 靜 止 時 受 預 拉 力 的 作 用

2、， 在 帶 與 帶 輪 接 觸 面 間 產 生 正 壓 力 。 當 主 動 輪轉 動 時 ， 靠 帶 與 主 、 從 動 帶 輪 接 觸 面 間 的 摩 擦 力 ， 拖 動 從 動 輪 轉 動 ， 實 現(xiàn) 傳 動 。 分 類 ： V帶 傳 動 ： 在 與 平 帶 傳 動 同 樣 的 條 件 下 ， 產 生 的 摩 擦 力 比 平 帶 傳 動 大 的 多 ； 平 帶 傳 動 ： 結 構 簡 單 ， 效 率 較 高 ， 常 用 于 傳 動 中 心 距 較 大 的 場 合 ； 多 楔 帶 傳 動 ： 兼 有 平 帶 與 V帶 的 優(yōu) 點 ， 柔 性 好 ， 摩 擦 力 大 ， 主 要 用 于 傳 遞

3、 較 大 功 率并 且 機 構 要 求 緊 湊 的 場 合 ； 圓 帶 傳 動 ： 傳 遞 功 率 較 小 ， 一 般 用 于 輕 、 小 型 機 械 ， 如 縫 紉 機 等 。2. V帶 傳 動 的 類 型 與 標 準 V帶 的 種 類 ： 普 通 V帶 、 窄 V帶 、 寬 V帶 、 大 楔 角 V帶 、 齒 形 V帶 、 汽 車 V帶 、 聯(lián) 組 V帶傳 動 和 接 頭 V帶 傳 動 等 。 普 通 V帶 為 相 對 高 度 的 V帶 ， 它 的 規(guī) 格 尺 寸 、 性 能 、 測 量 方 法 及 使 用 要 求 等 均 已 標準 化 。 普 通 V帶 按 截 面 大 小 分 為 七 種

4、 型 號 。 3.帶 傳 動 的 特 點優(yōu) 點 ： (1)具 有 彈 性 ， 能 緩 沖 、 吸 振 ， 傳 動 平 穩(wěn) 、 清 潔(無 需 潤 滑 )， 噪 聲 小 ； (2)過 載 時 ， 帶 在 帶 輪 上 打 滑 ， 防 止 其 它 零 部 件損 傷 ， 起 安 全 保 護 作 用 ； (3)適 用 于 中 心 距 較 大 的 場 合 ； (4)結 構 簡 單 ， 成 本 較 低 ， 裝 拆 方 便 。缺 點 ： (1)帶 在 帶 輪 上 有 相 對 滑 動 ， 傳 動 比 不 恒 定 ； (2)傳 動 效 率 低 ， 帶 的 壽 命 較 短 ； (3)傳 動 的 外 廓 尺 寸 大

5、； (4)需 要 張 緊 ， 支 承 帶 輪 的 軸 及 軸 承 受 力 較 大 ； (5)不 宜 用 于 可 燃 等 場 所 。 鏈 傳 動 簡 圖1、 組 成 ： 由 裝 在 平 行 軸 上 的主 、 從 動 鏈 輪 和 繞 在 鏈輪 上 的 環(huán) 形 鏈 條 所 組 成 。2、 工 作 原 理 ： 以 鏈 條 作 中 間 撓 性元 件 ， 靠 鏈 與 鏈 輪 的 嚙合 來 傳 遞 動 力 和 運 動 。3、 特 點 ： 平 均 傳 動 比 準 確 ， 無 滑 動 作 用 在 軸 上 壓 力 小 ， 對 軸 承 的 摩 擦 小 ； 結 構 緊 湊 ， 能 在 惡 劣 的 環(huán) 境 下 工 作

6、；優(yōu) 點 ：二 、 鏈 傳 動 的 特 點 、 類 型 和 應 用 瞬 時 鏈 速 和 瞬 時 傳 動 比 不 是 常 數(shù) 傳 動 不 平 穩(wěn) 傳 動 時 有 噪 音 、 沖 擊缺 點 ：4、 鏈 傳 動 的 主 要 性 能 ：閉 式 0.95 0.98； 開 式 0.90 0.93；傳 動 功 率 ：傳 動 效 率 ：單 級 傳 動 比 ： 通 常 i 8通 常 P 100kw；傳 動 速 度 ： 通 常 v F21、 彈 性 滑 動故 松 緊 邊 單 位 長 度上 的 變 形 量 不 等 。四 、 帶 傳 動 的 運 動 分 析 當 帶 繞 過 主 動輪 時 ， 由 于 拉 力 逐漸 減

7、小 ， 所 以 帶 逐漸 縮 短 ， 這 時 帶 沿主 動 輪 的 轉 向 相 反方 向 滑 動 ， 使 帶 的速 度 V落 后 于 主 動輪 的 圓 周 速 度 V1.同 樣 的 現(xiàn) 象 也 發(fā) 生 在 從動 輪 上 。 但 情 況 有 何 不同 ？ 彈 性 滑 動 是 由 彈 性 變 形 和 拉 力 差 引 起 的 。由 此 可 見 ： 當 帶 繞 過 從 動 輪 時 ， 由于 拉 力 逐 漸 增 大 ， 所 以 帶逐 漸 伸 長 ， 這 時 帶 沿 從 動輪 的 轉 向 相 同 方 向 滑 動 ，使 帶 的 速 度 V超 前 于 從 動 輪的 圓 周 速 度 V 2. 彈 性 滑 動 引

8、 起 的 不 良 后 果 ：設 d1、 d2為 主 、 從 動 輪 的 直 徑 ， mm； n1、 n2為 主 、從 動 輪 的 轉 速 ,r/min， 則 兩 輪 的 圓 周 速 度 分 別 為 ： 產 生 摩 擦 功 率 損 失 ， 降 低 了 傳 動 效 率 ； 引 起 帶 的 磨 損 ， 并 使 帶 溫 度 升 高 ； smndv /100060 222 ，smndv /100060 111 使 從 動 輪 的 圓 周 速 度 低 于 主 動 輪 ， 即 v2 b 2帶 繞 過 小 帶 輪時 的 彎 曲 應 力帶 繞 過 大 帶 輪 時的 彎 曲 應 力 與 離 心 拉 應 力 不 同

9、 ，彎 曲 應 力 只 作 用 在 繞 過帶 輪 的 那 一 部 分 帶 上 。 ddb 3、 帶 彎 曲 而 產 生 的 彎 曲 應 力 b 帶 橫 截 面 的 應 力 為 三 部 分 應 力 之 和 。最 大 應 力 發(fā) 生 在 : 緊 邊 開 始 進入 小 帶 輪 處 。 11max bc 帶 受 變 應 力 作 用 ， 這 將 使 帶 產 生 疲 勞 破 壞 。 各 剖 面 的 應 力 分 布 為 ：由 此 可 知 ： LvkTN cb3600 11max 帶 傳 動 一 周 ， 完 成 兩 個 應 力 循 環(huán)帶 的 壽 命 為 T時 ， 帶 的 應 力 循 環(huán) 總 次 數(shù) 為 N 六

10、 、 帶 傳 動 的 失 效 形 式 及 設 計 準 則打 滑疲 勞 破 壞 limfFF不 打 滑不 發(fā) 生 疲 勞 破 壞 11max Cb設 計 準 則失 效 形 式確 定 單 根 帶 所 能 傳 遞 的 許 用 功 率 0P根 據(jù) 帶 傳 動 的 設 計 功 率 CP確 定 帶 安 全 工 作 的 根 數(shù) 0PPz C具 體 做 法 ： 確 定 單 根 帶 所 能 傳 遞 的 許 用 功 率實 驗 條 件 01 180 1i LKKPPP )( 000 dL 特 定 長 度單 根 帶 所 能 傳 遞 的 功 率實 際 工 作 中 單 根 帶 所 能 傳 遞 的 許 用 功 率1000

11、)11(1000 10 veFFvP f 長 度 系 數(shù)包 角 系 數(shù)時 的 功 率 增 量 1i不 打 滑 不 疲 勞 破 壞1000 )11)( 1 AvefCb 1000 )11(1 veA f 第 三 節(jié) V 帶 傳 動 設 計1. 原 始 數(shù) 據(jù)2. 設 計 內 容原 動 機 型 號對 傳 動 尺 寸 的 要 求 帶 輪 結 構載 荷 性 質選 膠 帶 型 號 、 規(guī) 格 和 根 數(shù)dL z傳 動 參 數(shù) .21 add dd作 用 于 軸 上 的 力 Q傳 遞 功 率 P )( 121 innn、 轉 速 3. 設 計 步 驟 工 況 系 數(shù)(2) 選 擇 帶 的 型 號(3) 確

12、 定 帶 輪 基 準 直 徑(1) 確 定 設 計 功 率 PKP AC CP1n 選 型 Y Z A B C D E 1dd min1 dd dd 滿 足 取 標 準 值)1(1212 dd dnnd 靠 標 準 值型 號 Y Z A B C D E20 50 75 125 200 355 500mindd 20、 22.4、 25、 28、 31.5、 2500帶 輪 直 徑 系 列 100060 11 ndv d(4) 驗 算 帶 速 v 在 525 m/s V越 大 ， 帶 往 外 甩 越厲 害 ， 承 載 能 力 下 降v 0P 帶 傳 動 宜 放 高速 級 ， 且 吸 振緩 沖(5

13、) 選 擇 帶 長 和 計 算 中 心 距dL a0a初 選 中 心 距 0dL初 算 帶 長 a計 算 實 際 中 心 距 00 1 12090驗 算 包 角 dL靠 標 準 帶 長(6) 確 定 帶 的 根 數(shù) z 0PPz C(7) 計 算 壓 軸 力 QF 根 數(shù) 不 宜 過 多 、 否 則 各 帶 受 力 不 均 10z型 號 Y Z A B C、 D、 E推 薦 輪 槽 數(shù) 1-3 1-4 1-5 1-6 3-10 方 案 1 6.05 A 112 355 8.44 510 1800 1.61 3.76 (4)方 案 2 6.05 A 75 236 5.65 530 1600 0.

14、73 8.3 過 多方 案 3 6.05 B 125 4 00 9.4 2 530 2000 2.10 2.88 (3)CP v帶 型 1dd 2dd 0a dL 0P z帶 型 z mindd1dd 0P z外 廓 尺 寸 1ddv (與驗 算 有 關 )0a dL初 定 4. 帶 傳 動 的 張 緊 裝 置調 節(jié) 螺 釘 繞 小 軸 擺 動 張 緊 輪 5. 帶 輪 結 構實 心 式 輻 板 式 輪 輻 式 軸 上 受 力 較 小傳 動 裝 置 復 雜過 載 無 保 護緩 沖 性 不 好 靠 摩 擦 傳 動靠 嚙 合 傳 動 緩 沖 、 吸 振過 載 保 護傳 動 裝 置 簡 單軸 上 受

15、 力 較 大傳 動 比 恒 定 傳 動 比 不 恒 定外 廓 尺 寸 較 小 外 廓 尺 寸 較 大壽 命 較 長 壽 命 較 短齒 輪 傳 動 帶 傳 動 帶 傳 動 的 基 本 現(xiàn) 象張 緊 才 能 工 作丟 轉 速方 案 比 較 滾 子 鏈 的 規(guī) 格 ： 節(jié) 距 p (鏈 號 )鏈 傳 動 的 設 計鏈 條 鏈 號排 數(shù)鏈 節(jié) 數(shù) 16A - 1 80 G B1243.1-83 80節(jié)單 排鏈 號 16， p 25.4鏈 輪 鏈 輪 分 度 圓 直 徑 )/180sin( 0 zpd p 鏈 條 各 元 件 尺 寸 傳 動 功 率節(jié) 距 p ： 滾 子 鏈 上 相 鄰 兩 滾 子 中

16、心 的 距 離第 四 節(jié) 滾 子 鏈 鏈 條 與 鏈 輪1. 滾 子 鏈 的 結 構 2. 鏈 傳 動 的 平 均 傳 動 比 鏈 節(jié) 與 鏈 輪 相 嚙 合 ， 可 看 成 是鏈 條 繞 在 正 多 邊 形 的 鏈 輪 上每 分 鐘 小 輪 上 鏈 條 轉 過 的 長 度 每 分 鐘 大 輪 上 鏈 條 轉 過 的 長 度 11 pnz 22 pnz )/(100060100060 2211 smpnzpnzv 1221 zznni 鏈 的 平 均 速 度平 均 傳 動 比 3. 鏈 傳 動 運 動 的 不 均 勻 性分 析 主 動 輪 鏈 條 銷 軸 軸 心 A的 速 度111 2dv 水

17、 平 分 速 度垂 直 分 速 度 cos2 11dv sin2 11 dv 變 化 范 圍 ： )360(22 1 0111 z 每 一 鏈 節(jié) 從 進 入 到 脫 離 嚙 合 ， 鏈 條 前 進 的 瞬 時 速 度周 期 性 由 小 大 小1z 變 化 范 圍 瞬 時 速 度 變 化垂 直 分 速 度 亦 周 期 性 變 化 ， 鏈 條 抖 動 同 理 ， 從 動 輪 鏈 條 銷 軸 軸 心 B的 cos2 22dv 水 平 速 度則 有 ： cos2cos2 2211 ddv 瞬 時 傳 動 比 ： coscos 1221 ddi 4. 鏈 傳 動 的 動 載 荷周 期 性 變 化 產

18、生 的 加 速 度 ：v鏈 速 sin2 211ddtdva 當 21 時 ， 221 max pa 1 01 360z )/180sin( 101 zpd 2sin2 1211max daa 鏈 輪 轉 速 越 高節(jié) 距 越 大 (齒 數(shù) 越 少 ) 鏈 傳 動 的 動 載 荷 越 大 cos2 11dv 5. 鏈 傳 動 的 失 效 及 其 設 計 準 則失 效 形 式 ： (3) 多 次 沖 擊 破 斷(5) 過 載 拉 斷(4) 膠 合(2) 鏈 的 疲 勞 破 壞(1) 鉸 鏈 磨 損與 帶 傳 動 設 計 類 似 ， 確 定 不 發(fā) 生 失 效 的 鏈 條 規(guī) 格 (鏈 號 )設

19、計 準 則 ： 鏈 號轉 速 1n鏈 額 定 功 率 0P （ p節(jié) 距 ） 該 曲 線 圖 表 是 在 實 驗 條 件 下 測 試 繪 制 的單 排 數(shù)鏈 長 pL 100齒 數(shù) 191 z 齒 數(shù) 系 數(shù) ZK鏈 長 系 數(shù) LK多 排 鏈 系 數(shù) PK實 驗 條 件 實 際 情 況 引 入 修 正 系 數(shù)實 驗 條 件 下 鏈 條 所 能 傳 遞 的 功 率 0P實 際 情 況 下 鏈 條 所 能 傳 遞 的 功 率 00 PKKKP PLZ鏈 傳 動 的 計 算 功 率 PKP AC 由 0PPC PLZ A KKK PKP 0將 實 際 功 率 P 轉 化 為 圖 表 縱 坐 標 值

20、 6. 鏈 傳 動 的 設 計a. 設 計 步 驟(1) 確 定 鏈 輪 齒 數(shù)1z 運 動 的 不 均 勻 性 2z 重 量節(jié) 圓 外 移 量 d 易 脫 鏈根 據(jù) 傳 動 比 選 取i 1z 最 好 選 奇 數(shù) (鏈 節(jié) 數(shù) 為 偶 數(shù) ， 磨 損 均 勻 )120 12 ziz (防 脫 鏈 ) )/180sin( 10 zpd 節(jié) 距 增 長 量 p一 定 時傳 動 比 i 12 34 56 6 1z齒 數(shù) 2731 2533 1721 17 (2) 選 擇 鏈 條 型 號 、 確 定 鏈 節(jié) 距 和 排 數(shù)由 1n0P 鏈 號 (節(jié) 距 )，盡 量 選 用 小 節(jié) 距 高 速 重 載

21、 宜 用 小 節(jié) 距 、 多 排 數(shù)低 速 重 載 宜 用 大 節(jié) 距 、 較 少 排 數(shù)(3) 確 定 中 心 距 和 鏈 節(jié) 數(shù) 0a初 定 中 心 距 L計 算 鏈 長 pL節(jié) 數(shù)PL圓 整 為 偶 數(shù) 鏈 節(jié) 數(shù) 計 算 實 際 中 心 距 a(4) 計 算 軸 壓 力 v PFFQ 1000)3.12.1()3.12.1( 低 速 鏈 鏈 條 失 效 為 靜 力 拉 斷 ， 校 核 安 全 系 數(shù)84 FKnQS A 為 單 排 鏈 極 限 拉 伸 載 荷Q PLZ A KKK PKP 0其 中 方 案 1 3.08 25 28.6 40P 134 1 19.76 16A 25.4 202.7 1032.7 10.3 101 129.6 563方 案 2 3.08 25 28.6 40P 134 2 11.62 10A 15.875 126.7 645.4 6.4 101 81 125i 1z 1dCP 0A PL 0P p A v排數(shù) 鏈 號 壓軸 力1 maxa1, zPC 相 同 排 數(shù) =1排 數(shù) =2 4.25p 875.15p 7.2021 d 7.126 1 d 1011 1011 6.129max a 81max a b. 鏈 傳 動 的 潤 滑油 壺 加 油 油 浴 潤 滑 飛 濺 潤 滑油 泵c. 鏈 輪 結 構