十挠性传动设计 1.教学目标 1带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。 2普通Ⅴ带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响 3滚子链传动的运动特点、失效形式 4滚孑链传动的设计计算和主要参数的合理选择。 教学重点和难点 同上 3.讲授方法:多媒体和演示柜教学 正文 挠性传动主要包括带传动和链传动。他们都是通过挠性曳(ye)引元件,在两个或多个传动 轮之间传递运动和动力。 带传动中所使用的挠性曳引元件为各种形式的传动带,按其工作原理分为摩擦型带传动和啮 合型带传动。 链传动中所用的挠性曳引元件为各种形式的传动链。链传动通过链条的各个链节与链轮轮齿 相互啮合实现传动。 §9.1带传动概述 在我们实际生活中,利用皮带传动的例子有许多,同学们 并不陌生都知道它是利用一根环型带和两个带轮来实现传动 157 带传动简图
157 十 挠性传动设计 1．教学目标 1.带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。 2.普通 V 带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响。 3.滚子链传动的运动特点、失效形式。 4.滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择。 2．教学重点和难点 同上。 3．讲授方法：多媒体和演示柜教学 正 文 挠性传动主要包括带传动和链传动。他们都是通过挠性曳（ye）引元件，在两个或多个传动 轮之间传递运动和动力。 带传动中所使用的挠性曳引元件为各种形式的传动带，按其工作原理分为摩擦型带传动和啮 合型带传动。 链传动中所用的挠性曳引元件为各种形式的传动链。链传动通过链条的各个链节与链轮轮齿 相互啮合实现传动。 §9.1 带传动概述 在我们实际生活中，利用皮带传动的例子有许多，同学们 并不陌生，都知道它是利用一根环型带和两个带轮来实现传动
的,如图所示。真传动要是依靠摩或啮合实现的。与其它的传动相比,这种传动具有以下优 点:1)中心距变化范围大,适宜远距离传动;2)过载时将引起带在带轮上打滑,因而可以防止 其它零件的损坏;3)制造和安装精度不像啮合传动那样严格,结构简单、价格低廉;4)能起到 缓冲和吸收振动,传动平稳,噪音小。5)维护方便,不需要润滑等。 但是,和齿轮传动相比,它也有一些缺点:1)摩擦型带传动不能保持准确的传动比,传动 效率较低;2)传递同样大的圆周力时,轮廓尺寸和轴上的压力较大;3)带的寿命较短。 这种传动在近代机械中应用的十分广泛,常用于中、小功率,带速在5~25m/s,传动比 i≤7,n≈0.94~0.97的情况下 带传动的类型 从传动方式来看,主要可以分为两种(如图9-1、9-2所示):1)摩擦型带传动;2)啮 合型带传动。 摩擦型带传动通常 )(+)@ 由主动轮、从动轮和张主动轮 传动带 从动轮 紧在两轮上的环形传动 图8-1摩擦型带传动 图8-2啮合型带传动 图9-1 图9-2 带组成,由于带已被张紧,传动 带在静止时已受到预拉力的 作用,带与 带轮之间的接触面间产生了正压力。当主动轮转动时,依靠带与带轮接触面之间的摩擦力,拖动 传动带进而驱动从动轮转动,实现传动。 啮合型带传动由同步带传动,它是由主动同步带轮、从动同步带轮和套在两轮上的环形同步 带组成
158 的，如图所示。其传动主要是依靠摩擦或啮合实现的。与其它的传动相比，这种传动具有以下优 点：1）中心距变化范围大，适宜远距离传动；2）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可以防止 其它零件的损坏；3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格，结构简单、价格低廉；4）能起到 缓冲和吸收振动，传动平稳，噪音小。5）维护方便，不需要润滑等。 但是，和齿轮传动相比，它也有一些缺点：1）摩擦型带传动不能保持准确的传动比，传动 效率较低；2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力较大；3）带的寿命较短。 这种传动在近代机械中应用的十分广泛，常用于中、小功率，带速在 5～25m/s，传动比 i 7, 0.94 ~ 0.97 的情况下。 一、带传动的类型 从传动方式来看，主要可以分为两种（如图 9－1、9－2 所示）：1）摩擦型带传动；2）啮 合型带传动。 摩擦型带传动通常 由主动轮、从动轮和张 紧在两轮上的环形传动 带组成，由于带已被张紧，传动 带在静止时已受到预拉力的 作用，带与 带轮之间的接触面间产生了正压力。当主动轮转动时，依靠带与带轮接触面之间的摩擦力，拖动 传动带进而驱动从动轮转动，实现传动。 啮合型带传动由同步带传动，它是由主动同步带轮、从动同步带轮和套在两轮上的环形同步 带组成。 图 9－1 图 9－2
图9-3带传动的类型 摩擦型带传动又可以分为 平带:工作面为内表面,弯曲应力小 带:工作面梯形的两侧面,传动功率比平带大 多楔带:工作面是楔形两端的侧面,具有上面两个优点 圆形带:牵引力小,多用于仪表和家电中 平带传动结构最简单,传动效率较高,在传动中心距较大的场合应用较多。除了正常的传递方 法外,还可以实现交叉和半交叉传动,如下图所示。 ∨带传动的传动能力较大,在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应用较多,是带传动的主要 如图际示,若平带和带受 到同样的压紧力FN,带与带轮接 ④中中 触面之间的摩擦系数也同为f,平 图8-3半交叉传动 图9-5交叉传动 带与带轮接触面上的摩擦力为 图9-4 而带与带轮接触面上的摩擦力为:乃殄 q/2 F、 F,=2FNf =FRx·f sn(/2) 式中:∫,为当量摩擦系数 普通V带的楔角为40°,因次可以估算得图9-6平带传动与ⅴ带传动的比较 159
159 摩擦型带传动又可以分为： 圆形带：牵引力小，多用于仪表和家电中。 多楔带：工作面是楔形两端的侧面，具有上面两个优点。 带：工作面梯形的两侧面，传动功率比平带大。 平带：工作面为内表面，弯曲应力小。 V 平带传动结构最简单，传动效率较高，在传动中心距较大的场合应用较多。除了正常的传递方 法外，还可以实现交叉和半交叉传动，如下图所示。 V 带传动的传动能力较大，在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应用较多，是带传动的主要 类型。 如图所示，若平带和 V 带受 到同样的压紧力 FN ，带与带轮接 触面之间的摩擦系数也同为 f，平 带与带轮接触面上的摩擦力为： F F f f N = 而 V 带与带轮接触面上的摩擦力为： N v N f N F f F f F = F f = = sin( / 2) 2 ' 式中： v f 为当量摩擦系数。 普通 V 带的楔角为 40°，因次可以估算得 图 9－4 图 9－5 图 9－6 图 9－3
∫=(363~307)∫。也就是说,在同样得条件下,平带Ⅴ带在接触面上所受得正压力不同 ∨带传动产生的摩擦力比平带大的多。所以一般机械中多采用Ⅴ带。 多楔带传动兼有平带和带传动的特点,主要用于传递大功率、结构要求紧凑的场合。 圆带传动的传动能力较小,一般用于轻型和小型机械 啮合型传动带又称为同步带,其特点如下 优点:传动比恒定,结构紧凑,带速可达40m/s,可达10,传递功率可达200Kw,效率高, 约为n=0.98。 缺点:结构复杂,价格高,对制造和安装要求高。 所以本章主要介绍带传动中的V带传动。 二、V带的结构和标准 V带结构如图所示,有四层组成。Ⅴ带有许多种 外包层 类型和型号,有普通V带、宽Ⅴ带、窄Ⅴ带、大楔 填充物 强力层 角Ⅴ带、汽车Ⅴ带等等,都是标准件,在手册中都 填充物 可以查到。这一部分我们主要以标准普通Ⅴ带进行帘布结构 线绳结构 介绍,其方法是一致的 图6-4V带的结构 对于普通带国家标准规定有Y、z、A、B、C、D、E等7图9-7种型号 当带垂直底边弯曲时,带中原长度保持不变的一条周线称作节线,而全部节线所组成的面称 作节面,节面的宽度称作节宽,用b表示。其断面尺寸见教材表格 普通Ⅴ带采用基准宽度制。所谓基准痞度是从基准线的位置和基 准度来磅定带轮的型基溎直经和V带在槽中的位置。∨带的节面 在轮槽内的相应位置的宽度称作轮槽的基准宽度(b),等于b。,用来 表示轮槽的特征值,是带轮和皮带的基准尺寸。在轮槽基准宽度处的直 图8-6带轮节径
160 v f ＝（3.63～3.07） f 。也就是说，在同样得条件下，平带 V 带在接触面上所受得正压力不同， V 带传动产生的摩擦力比平带大的多。所以一般机械中多采用 V 带。 多楔带传动兼有平带和 V 带传动的特点，主要用于传递大功率、结构要求紧凑的场合。 圆带传动的传动能力较小，一般用于轻型和小型机械。 啮合型传动带又称为同步带，其特点如下： 优点：传动比恒定，结构紧凑，带速可达 40m/s，i 可达 10，传递功率可达 200Kw，效率高， 约为 = 0.98。 缺点：结构复杂，价格高，对制造和安装要求高。 所以本章主要介绍带传动中的 V 带传动。 二、V 带的结构和标准 V 带结构如图所示，有四层组成。V 带有许多种 类型和型号，有普通 V 带、宽 V 带、窄 V 带、大楔 角 V 带、汽车 V 带等等，都是标准件，在手册中都 可以查到。这一部分我们主要以标准普通 V 带进行 介绍，其方法是一致的。 对于普通 V 带国家标准规定有 Y、Z、A、B、C、D、E 等 7 种型号。 当带垂直底边弯曲时，带中原长度保持不变的一条周线称作节线，而全部节线所组成的面称 作节面，节面的宽度称作节宽，用 p b 表示。其断面尺寸见教材表格。 普通 V 带采用基准宽度制。所谓基准宽度制是以基准线的位置和基 准宽度来确定带轮的槽型、基准直径和 V 带在槽中的位置。V 带的节面 在轮槽内的相应位置的宽度称作轮槽的基准宽度（ d b ），等于 p b ，用来 表示轮槽的特征值，是带轮和皮带的基准尺寸。在轮槽基准宽度处的直 图 9－7
径称作带轮的基准直径(节径)d。 ∨带轮在规定的张紧力下,位于测量带轮的基准直径上的周线长度 称为基准 长度L 图9-8 §9.2带传动的理论基础 带传动中的力分析 ∨带传动是利用摩擦力来传递运动和动力的,因此我们在安装时就要将带张紧,使带保持 有初拉力F0,从而在带和带轮的接触面上产生必要的正压力。此时,当皮带没有工作时,皮带两 边的拉力相等,都等于初拉力Fo如图所示。 当主动轮以转速 FF n旋转,由于皮带和带 轮的接触面上的摩擦力 作用,使从动轮以转速 图6-5带传动的受力情况 转动 1一主动轮2一从动轮 主动轮作用在带上的力与n1转向相同,图9-9而从动轮作用在带上的作用力与n 相反。这就造成皮带两边的拉力发生变化:皮带进入主动轮的边被拉紧,我们称作紧边,其拉 力由Fo增加到F1;皮带进入从动轮的边被放松,叫做松边,其拉力由Fo减小到F2,如图所示。 我们定义传动带两边拉力之差为有效周力F 取主动轮一边的皮带为分离体,设总摩擦力为Ff(也就是有效圆周力),则有 D F--F2 DI 即:F=F=F1-F2 而皮带传递的功率为:P、Fv (k) 1000 —带速(m/s)
161 径称作带轮的基准直径（节径） d d 。 V 带轮在规定的张紧力下，位于测量带轮的基准直径上的周线长度 称为基 准 长度 Ld 。 §9.2 带传动的理论基础 一．带传动中的力分析 V 带传动是利用摩擦力来传递运动和动力的，因此我们在安装时就要将带张紧，使带保持 有初拉力 F0，从而在带和带轮的接触面上产生必要的正压力。此时，当皮带没有工作时，皮带两 边的拉力相等，都等于初拉力 F0如图所示。 当主动轮以转速 n1 旋转，由于皮带和带 轮的接触面上的摩擦力 作用，使从动轮以转速 n2转动。 主动轮作用在带上的力与 n1 转向相同， 而从动轮作用在带上的作用力与 n2 相反。这就造成皮带两边的拉力发生变化：皮带进入主动轮的一边被拉紧，我们称作紧边，其拉 力由 F0增加到 F1；皮带进入从动轮的一边被放松，叫做松边，其拉力由 F0减小到 F2，如图所示。 我们定义传动带两边拉力之差为有效圆周力 Fe。 取主动轮一边的皮带为分离体，设总摩擦力为 Ff（也就是有效圆周力），则有： 2 2 2 1 2 1 1 1 D F D F D Fe = − ，即： Fe = Ff = F1 − F2 而皮带传递的功率为： ( ) 1000 kw F v P e = v——带速（m/s） 图 9－8 图 9－9