第8章带传动和链传动总论带传动链传动基本要求:熟悉普通V带的结构、标准、张紧
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和装置掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动、打滑掌握V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法掌握链传动链传动的工作情况——运动不均匀性分析掌握滚子链传动的设计计算方法、主要参数选择了解链传动的布置、张紧和润滑等机械设计基础——带传动和链传动.总论中心距较大的传动,采用环形曵引元件传动减少零件数量，简化传动装置，降低成本链传动机械设计基础——带传动和链传动摩擦型啮合型挠性传动带传动.带传动8-1带传动的特点8-2带传动的分类8-3带传动的受力分析8-4带的耐久性8-5弹性滑动及传动比8-6普通V带传动的设计计算8-7V带轮的结构8-8带传动的使用维护机械设计基础——带传动和链传动.8-1带传动的特点一、带传动组成主动带轮1、从动带轮2、环形带二、工作原理静止时，两边拉力相等；传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力小的一边为从动边（松边）靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力机械设计基础——带传动和链传动.三、带传动的优缺点机械设计基础——带传动和链传动.四、带传动的应用机械设计基础——带传动和链传动.8-2带传动的分类一、按传动形式分开口传动：两轴平行，同向回转交叉传动：两轴平行，反向回转半交叉传动：两轴交错，不能逆转二、按带的截面分平带传动：平带的截面形状为矩形，底面是工作面，可实现多种形式的传动机械设计基础——带传动和链传动.二、按带的截面分Ｖ带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，只用于开口传动机械设计基础——带传动和链传动多楔带传动：具平、Ｖ带的优点.同步带的特点：具带与链传动的特点同步带的应用.机械设计基础——带传动和链传动摩擦力分析：比较平带与V带.8-3带传动的受力分析一、带传动的几何尺寸计算二、带传动的受力分析三、紧松边拉力关系四、最大有效拉力Felim机械设计基础——带传动和链传动.一、带传动的几何尺寸计算机械设计基础——带传动和链传动.二、带传动的受力分析静止时，两边拉力相等=F0→张紧力工作时:拉力增加紧边：F0→F1紧边拉力拉力减少松边：F0→F2松边拉力工作状态:带两边拉力不相等紧松边判断：绕进主动轮的一边→紧边机械设计基础——带传动和链传动紧边松边.三、紧松边拉力关系紧边由F0→F1拉力增加，带增长松边由F0→F2拉力减少，带缩短有效拉力Fe:紧边拉力与松边拉力的差值Fe=F1-F2=∑Ff机械设计基础——带传动和链传动紧边松边.三、紧松边拉力关系.三、紧松边拉力关系提问：带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？打滑：带将沿轮面发生滑动机械设计基础——带传动和链传动紧边松边.四、最大有效拉力Felim打滑：外载荷引起的圆周力大于全部Ff，即Ff达到Fflim时，带将沿轮面发生滑动，可用柔韧体的欧拉公式表示：e——自然对数f——摩擦系数a——小带轮的包角此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正常工作，就要使Fflim大于等于Felim。怎样才能使Fflim大呢？Ff越大，带传动的性能就越好，所以，引出了F1和F2之间的关系。讨论带传动的最大有效拉力Felim以及影响因素机械设计基础——带传动和链传动.四、最大有效拉力Felim影响因素：初拉力F0↑→正压力↑→Ff↑，Felim↑但F0↑↑，磨损加快，带的寿命下降；小带轮包角α↑→带与带轮接触弧↑→总摩擦力越大→Fflim↑→Felim↑，α根据
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可知，α大小取决于设计参数d1d2及中心距a，因此设计时，要对这些参数合理的设计；摩擦系数f↑→Ff↑→总摩擦力越大→Felim↑，f取决于带和带轮的材料。机械设计基础——带传动和链传动F0越大越好吗？越小呢？.8-4带的耐久性提问?带传动工作时,作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小有什么特点?最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力机械设计基础——带传动和链传动.8-4带的耐久性由带弯曲运动产生的离心拉应力σc:有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，σc作用于带的全长；机械设计基础——带传动和链传动.8-4带的耐久性由拉力产生的拉应力:s1、s2：机械设计基础——带传动和链传动.8-4带的耐久性机械设计基础——带传动和链传动由带弯曲产生的弯曲应力:σb1,σb2因为带要绕上小带轮和大带轮，绕在带轮上有弯曲，所以有弯曲应力式中：E:带的当量弯曲弹性模量；y:带的最外层到中性层（节面）的距离；d1，d2:大小带轮直径。.思考：最大应力=？最大应力的位置在那里？.按A、B、C、D四个点把带分为四段：A：紧边绕上小带轮；C：绕上大带轮。.分为A、B、C、D四个点：A：紧边绕上小带轮；C：绕上大带轮。A点的应力等于sA=sC+s1+sb1B点的应力等于sB=sC+s2+sb1C点的应力等于sC=sC+s2+sb2D点的应力等于sD=sC+s1+sb2弯曲应力只发生在包角所对的圆弧部分，带轮直径越小，带越厚（带的最外层到中性层（节面）的距离y越大），弯曲应力越大。所以，带绕过小带轮时的弯曲应力较大，带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处（A点）。.要求掌握的内容：带传动有哪几个应力的作用？这几个应力大小是如何分布的？最大应力的位置？.8-5弹性滑动及传动比什么是弹性滑动,对传动有什么影响？为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免?机械设计基础——带传动和链传动前面分别讲了带的受力分析和带的应力分析，下面来分析下带传动的运动。带的缺点：有弹性滑动和打滑，是传动比不恒定。打滑：带将沿轮面发生滑动.8-5弹性滑动及传动比一、弹性滑动分析：带是弹性体，它在受力情况下会产生弹性变形，由于带在紧边和松边上所受拉力不相等，因而产生的弹性变形也不相同。机械设计基础——带传动和链传动.分析：a1：带绕上小带轮；c1：离开小带轮。带从a1→c1点的运动过程中，紧边拉力为F1松边拉力为F2；从a1→c1点，带从紧边运动到松边，所受的力由F1下降到F2；本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力差就使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的向后滑动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也就不一样。哪个速度大呢？V带
V带轮机械设计基础——带传动和链传动.通过分析可知：由于带是弹性体，在不同的拉力下，会产生弹性变形，主动轮上的带向后滑动，V带V带轮这种滑动现象成为弹性滑动机械设计基础——带传动和链传动.动画：主动轮上带轮的速度大于带的速度，两者理论是要同步的，但是由于以上分析的原因，就是的轮子的速度比带的速度要快；再看从动轮上的，带的速度比轮子的速度要大。.弹性滑动定义：由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动产生的原因：带的弹性、松边与紧边拉力差变形量改变，相对轮滑动机械设计基础——带传动和链传动.弹性滑动弹性滑动的特点：弹性滑动是摩擦型带传动正常工作时不可避免的固有特性，是微量滑动，只发生在离开带轮前的那部分弧上（称为滑动弧）Fe↑弹性滑动↑弹性滑动范围↑机械设计基础——带传动和链传动如果弹性滑动扩展到整个接触弧?.弹性滑动弹性滑动对传动的影响：带传动传动比不稳定（因为弹性体和打滑）降低传动效率（V带传动效率=0.91~0.96），使带与带轮磨损增加和温度升高。使从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，即：v1>v2v1>v带>v2，从动轮圆周速度相对降低量称为滑动率e：传动比不为常数，即：机械设计基础——带传动和链传动一般的情况下：e=1%~2%虽然很小，但是对带传动的工作还是有影响的，在多数情况下，忽略掉滑动率e。.二、打滑定义：当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总和的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显著的相对滑动。这种现象称为打滑。产生的原因：Fe>Ffmax弹性滑动扩展到整个接触弧显著滑动(打滑)特点：打滑可以避免，而且应当避免短时打滑起到过载保护作用打滑先发生在小带轮处后果：打滑带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低失效机械设计基础——带传动和链传动?如何防止打滑.三、弹性滑动与打滑的本质区别弹性滑动：是带传动正常工作时不可避免的固有特性；因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生局部相对滑动；打滑：是带传动的失效形式，（即不能正常工作，而弹性打滑是可以正常工作的），并且在设计时可以避免打滑现象。（而弹性滑动是不可避免的）发生在带和带轮的全部接触弧上的（而弹性滑动是在滑动弧上的）机械设计基础——带传动和链传动.8-6普通V带传动的设计计算一、V带的结构二、普通V带标准三、V带传动设计计算机械设计基础——带传动和链传动.一、V带的结构机械设计基础——带传动和链传动.二、普通V带标准机械设计基础——带传动和链传动.二、普通V带标准机械设计基础——带传动和链传动.三、V带传动设计计算设计内容：确定型号、长度、根数、中心距、包角等。1带传动失效形式及设计准则2单根V带能传递的功率3设计步骤机械设计基础——带传动和链传动.1带传动失效形式及设计准则失效形式：1）打滑——由F实传>Flim引起的失效；2）带的疲劳损坏（脱层和疲劳断裂）——smax>[s]引起的失效。设计依据：保证带传动不打滑的条件下，充分发挥带的和传动能力，并使带具有一定的疲劳强度或寿命。设计准则：不打滑：F≤Fflim疲劳强度：smax=s1+sb1+sc≤[s]机械设计基础——带传动和链传动.1带传动失效形式及设计准则具体做法：确定单根带所能传递的许用功率根据带传动的设计功率确定带安全工作的根数机械设计基础——带传动和链传动使带同时满足：不打滑和具有一定的疲劳强度这两个条件带传递的功率：不打滑不疲劳破坏基本额定功率可查表8-2a、表8-2b基本额定功率确定条件：i=1,特定带长，工作平稳.2单根V带能传递的功率机械设计基础——带传动和链传动在特定条件下单根普通V带的许用应力：特定条件：1）载荷平稳；2）a1=a2=180°，即：i=1；3）带的基准长度为特定长度；C——常数，棉帘布及棉芯结构，C=0.75；Ld——带的基准长度，mm（P120见表8-1）Lh——带的寿命，h;V——带速，m/s.2单根V带能传递的功率实际工作中单根带所能传递的许用功率[P0]：当使用条件与特定条件不符时，需引入附加项和修正系数。经过修正后单根V带的许用功率[P0]：机械设计基础——带传动和链传动带长修正系数，，可查表8-6包角系数，可查表8-5将求得的许用应力[s]带入公式P0,即可求得各种型号单根普通带的基本额定功率。.3设计步骤已知条件及设计内容：机械设计基础——带传动和链传动已知条件设计内容传递的名义功率P主动轮转速n1从动轮转速n2或传动比i传动位置和外部尺寸要求工况条件、原动机类型等V带的型号、长度和根数带轮直径和结构传动中心距a验算带速v和包角α计算初拉力和作用在轴上的压轴力带轮的材料选择及结构设计.7、计算带的根数z2、根据n1、Pc选择带的型号3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1≥dmindd2=idd1(1–ε)，圆整成标准值具体步骤1、确定计算功率Pc＝KAP机械设计基础——带传动和链传动工况系数，查表8-34、验算带速v(v＝5～25m/s)N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α1Nz≥7？NY8、确定初拉力F09、计算压轴力FQ10、带轮结构设计问题：带传动适合于高速级还是低速级？根据图8-10套基准长度，表8-1.1、确定计算功率Pc＝KAP单位：KWP-带传递功率，单位：kwKA-工况系数，见表8-3；带传动的工作状况是在反复启动、正反转频率、工作条件恶劣等场合KA乘以1.2。（已知条件的工况条件）.2、根据n1、Pc选择带的型号带截面越大越好？不一定。带的型号的选择要遵循一定的原则综合考虑：根据带轮的转速n1、计算出来的Pc选择带的型号：初选带型，在考虑传动的空间位置要求以及带的根数等就能最后确定。.3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系列，见表8-4.选择小带轮基准直径时，应使dd1≥ddmin并取标准直径。因为带轮越小，弯曲应力越大。传动比要求较精确时，大带轮基准直径dd2由下式确定：一般可忽略滑动率的影响不计，则：算出dd2后，按表8-4取标准值圆整即可。.4、验算带速v(v＝5～25m/s)验算带速的原因：带速过高则离心力就过大，使带与带轮之间的正压力减小，摩擦力就减小，带传动的能力下降，易打滑。所以不希望速度过高；带速太低，则要求有效拉力过大，使带的根数过多；因此，要验算带速，必须限制带速V≤Vmax。一般v＝5～25m/s。若当V过高或过低，可调整带轮的转速n1及基准直径dd1、dd2。.初定中心距a00.7(dd1+dd2)
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