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第九章挠性传动设计(1)


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。
图9-1
图9-2
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
图9-1
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。
图9-3
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。
图9-4
图9-5
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
图9-2
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。
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。 V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。
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。
所示。
带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。
第九章 挠性传动设计 (带传动与链条传动)
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。
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。
长度称为基准长度 Ld 。
图9-8
§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
图9-9
有工作时,皮 带两边的拉力 相等,都等于 初拉力F0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:
Fe
D1 2
F1
D1 2
F2
D1 2
即:Fe Ff F1 F2
而皮带传递的功率为:
P Fev (kw) 1000
v——带速(m/s)
如果认为带的总长不变,则两边带长度的
摩擦系数也同为f, 平带与带轮接触面
图9-6
上的摩擦力为 :
Ff FN f
而V带与带轮接触面上的摩擦力为:
Ff
2FN' f
FN f
sin( / 2)
FN fv
式中: f v 为当量摩擦系数。
普通V带的楔角为40°,因次可以估算得 f v
=(3.63~3.07)f 。也就是说,在同样得条件下,
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,
图9-7
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。
当带受到垂直于其底边的弯曲时,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 p 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
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
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
(bd),等于 b p ,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
增减量应相等,相应拉力的增减量也应相等,
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6-1
图9-9
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。
图9-9
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b所示。
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