精密机械设计基础-第七章 摩擦轮传动和带传动
摩擦轮传动和带传动
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带传动在静止时的受力情况(F0为预张紧力)
带传动在传动时的受力情况 F1——紧边拉力 F2——松边拉力
F F F F t f 1 2
有 效 拉 力
:
取主动轮一端的带为分离体
在有效拉力不超过带传动所能传递的最大圆 周力的情况下,此公式成立。
结论: 当传递的圆周力超过极限值时,带将在轮面上打滑。 打滑会使带发热磨损,从而导致传动失效。 设计带传动时应避免。
1 0 t 2 0
dF Fe d fdF dF F F
式 3 2 1 式 4
经过计算:
带传动避免打滑的条件: a)有足够大的摩擦系数f 。 b)增大包角。 c)增大预张紧力。
2、带传动的应力分析 带传动工作时,带中有三种应力: a)由紧边和松边拉力产生的拉应力 b)由离心力产生的拉应力 c)由带绕过带轮时产生的弯曲应力
•弯 曲 应 力 对 传 动 带 的 寿 命 影 响 最 大 ,
九、普通V带传动设计计算
已知的数据和条件:
•传动的用途和工作情况 •传递的功率 •主、从动轮的转速或传动比 •原动机类型 •传动的空间尺寸限制
设计目标:
•带的型号 •带轮的直径 •带的长度
•传动中心距
•带的根数 •作用在轴上的载荷 •带轮的结构
经过计算:
2 F qv ( N ) c
由离心力产生的拉应力:
2 F qv c ( MPa ) c A A
结论: 为降低离心拉应力,设计高速带传动时,应采用薄而轻质的传动带; 设计一般带传动时,带速也不宜过高。
3)由带绕过带轮时产生的弯曲应力
b
Ey
2 E D D 2
第八章
摩擦轮传动和带传动
2023大学_精密机械设计(庞振基黄其圣著)课后答案
![2023大学_精密机械设计(庞振基黄其圣著)课后答案](https://img.taocdn.com/s3/m/1110958d970590c69ec3d5bbfd0a79563c1ed43c.png)
2023精密机械设计(庞振基黄其圣著)课后答案精密机械设计(庞振基黄其圣著)内容简介前言基本物理量符号表绪论第一章精密机械设计的基础知识第一节概述第二节零件的工作能力及其计算第三节零件与机构的误差估算和精度第四节工艺性第五节标准化、系列化、通用化第六节零件的设计方法及其发展思考题及习题第二章工程材料和热处理第一节概述第二节金属材料的力学性能第三节常用的工程材料第四节钢的热处理第五节表面精饰第六节材料的选用原则思考题及习题第三章零件的几何精度第一节概述第二节极限与配合的基本术语和定义第三节光滑圆柱件的极限与配合及其选择第四节形状与位置公差及其选择第五节表面粗糙度及其选择思考题及习题第四章平面机构的结构分析第一节概述第二节运动副及其分类第三节平面机构的运动简图第四节平面机构的自由度第五节平面机构的组成原理和结构分析思考题及习题第五章平面连杆机构第一节概述第二节铰链四杆机构的基本型式及其演化第三节平面四杆机构曲柄存在的条件和几个基本概念第四节平面四杆机构的设计思考题及习题第六章凸轮机构第一节概述第二节从动件常用运动规律第三节图解法设计平面凸轮轮廓第四节解析法设计平面凸轮轮廓第五节凸轮机构基本尺寸的确定思考题及习题第七章摩擦轮传动和带传动第一节概述第二节磨擦轮传动第三节磨擦无级变速器第四节带传动第五节同步带传动第六节其它带传动简介思考题及习题第八章齿轮传动第一节概述第二节齿廓啮合基本定律第三节渐开线齿廓曲线第四节渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸的计算第五节渐开线直齿圆柱齿轮传动第六节渐开线齿廓的切制原理、根切和最少齿数第七节变位齿轮第八节斜齿圆柱齿轮传动第九节齿轮传动的失效形式和材料第十节圆柱齿轮传动的强度计算第十一节圆锥齿轮传动第十二节蜗杆传动第十三节轮系第十四节齿轮传动精度第十五节齿轮传动的空回第十六节齿轮传动链的设计思考题及习题第九章螺旋传动第一节概述第二节滑动螺旋传动第三节滚珠螺旋传动第四节静压螺旋传动简介思考题及习题第十章轴、联轴器、离合器第一节概述第二节轴第三节联轴器第四节离合器思考题及习题第十一章支承第一节概述第二节滑动摩擦支承第三节滚动摩擦支承第四节弹性摩擦支承第五节流体摩擦支承及其它形式支承第六节精密轴承思考题及习题第十二章直线运动导轨第一节概述第二节滑动摩擦导轨第三节滚动摩擦导轨第四节弹性摩擦导轨第五节静压导轨简介思考题及习题第十三章弹性元件第一节概述第二节弹性元件的基本特性第三节螺旋弹簧第四节游丝第五节片簧第六节热双金属弹簧第七节其它弹性元件简介思考题及习题第十四章联接第一节概述第二节机械零件的联接第三节机械零件与光学零件的联接思考题及习题第十五章仪器常用装置第一节概述第二节微动装置第三节锁紧装置第四节示数装置第五节隔振器思考题及习题第十六章机械的计算机辅助设计第一节概述第二节计算机辅助设计系统的原理与构成第三节表格和线图的处理第四节机械优化设计第五节设计举例思考题及习题参考文献精密机械设计(庞振基黄其圣著)目录本书对精密机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理、适用范围、结构、设计计算方法,以及工程材料、零件几何精度的基础知识等诸方面均作了较为详细的阐述。
δ3.2 摩擦轮传动、带传动与链传动
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为了克服“打滑”,必须适当增大两轮面接触处的摩 擦力。增大摩擦力的途径,一是增大正压力,二是增大摩 擦系数。 增大正压力可以在摩擦轮上装置弹簧或其它的施力装置。 采用增大正压力的方法会增加作用在轴与轴承上的载荷,导 致增大传动件的尺寸,使机构笨重。因此,正压力只能适当 增加。 增大摩擦因数的方法:通常是将其中一个摩擦轮用钢或铸 铁材料制造,在另一个摩擦轮的工作表面,粘上一层石棉,皮 革,橡胶布,塑料或纤维材料等,轮面较软的摩擦宜作主动轮, 这样可以避免传动中产生打滑,致使从动轮的轮面遭受局部磨 损而影响传动质量。
外接圆锥式摩擦轮传动
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内接圆锥式摩擦轮传动
制作者:
滚子平盘式无级变速机构
制作者:
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2.应用场合 直接接触的摩擦轮传动原理一般应用于摩擦压力机、
摩擦离合器、制动器、机械无级变速器以及仪器的传动机
构等场合。
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二、带传动的基本知识
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学习目标:
了解带传动的特点 掌握带传动的工作原理和传动比的定义及计算 掌握V带的构造、型号 了解V带的受力情况,包角及带速V对带传动的影响 掌握带传动的张紧方法 掌握V带传动在汽车上的应用 了解同步齿形带的传动特点,掌握同步齿形带在汽车上的 应用
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二.摩擦轮传动的特点
1.结构简单,使用维修方便,适用于两轴中心距较近 的传动。 2.传动时噪声小,并可在运转中变速、变向。 3.过载时,在两轮接触处会产生打滑,因而可防止 薄弱零件的损坏,起到安全保护作用。 4.在两轮接触处有产生打滑的可能,所以不能够保 持准确的传动比。 5.传动效率较低,不宜传递较大的扭距,主要适用 于高速小功率传动场合。
机械设计基础 第七章
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V 带轮的结构尺寸(参见图7-8中标注的尺寸) 可 以查设计手册,也可以按下面的经验公式确定。
d0 0.2 ~ 0.3d2 d1 ;d1 1.8 ~ 2d S 0.2 ~ 0.3 B;S1 1.5S,S2 0.5S;D0 0.5d1+d2
b1 0.4h1,b2 0.8b1;f1 0.2h1,f2 0.2h2;h2 0.8h1
当量摩擦系数 fv :最大有效拉力 femax 随 fv的增大而增 大。因为 fv 越大,摩擦力就越大,传动能力就越高。当量摩擦 系数 fv 取决于带与带轮材料、表面状况、形状,以及带传动
的工作环境条件。
7.3.2 带的应力分析
1. 拉应力
带传动工作时,带上应力有以下几种:
紧边拉应力 松边拉应力
如图7-7所示,V 带轮由轮缘、辐板(或轮辐) 和轮毂三部 分组成。
图7-7 V 带轮的结构
(1) 轮缘
轮缘为带轮外圈环形部分,轮缘上有轮槽。普通 V 带轮 槽采用基准宽度制,以基准线的位置和基准宽度来定义带轮 的槽型、基准直径和 V 带在轮槽中的位置。
带轮的基准宽度定义为 V 带的节面在轮槽内相应位置的槽宽, 用以表示轮槽截面的特征值,不受公差的影响,是带轮与带标准 化的基本尺寸。在轮槽基准宽度处的直径是带轮的基准直径。普 通 V 带轮基准直径如表7-2所示,轮缘尺寸如表7-1所示。
小,则带所能传递的功率减小,运转时容易打滑。
带速v:v一般取5 m / s v 25 m / s 。 v
过大时离心力过大,使带与带轮之间摩擦力减 小,从而使最有效拉力减小,传动能力下降;
v过小,由 P Fe·v 知,所需有效拉力Fe过大,
即所需带根数过多。
包角α:α越大,带与带轮接触弧上的摩 擦力就越大,传动能力就越强。
第七章摩擦轮与带传动
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第一节 概述 第二节 摩擦轮传动 第三节 摩擦无级变速器 第四节 带传动 第五节 同步带传动 第六节 其他带传动简介
第七章摩擦轮与带传动
本章重点
1、摩擦轮及带传动的弹性滑动及实际传动比 2、摩擦轮及带传动的打滑 3、带传动的应力分析,最大应力的位置 4、为什么要限制小轮的最小直径? 5、为什么要限制带速不能太大也不能太小? 6、加张紧轮的位置 7、带的松紧边拉力关系以及欧拉公式 8、同步带的设计内容
第七章:第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
2.打滑: 当f.Fn<Ft 时主动轮将不能带动从动轮,接
触表面将会产生显著的相对滑动,这种现象称为打滑。
打滑后果:将使摩擦轮面产生严 重摩损,因而使传动寿命降低
打滑现象一般允许发生在起、制 动等短暂时间内,正常工作时, 必须设法避免。
第七章:第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
第七章:第三节 摩擦无级减速器
第七章摩擦轮与带传动
第七章:第三节 摩擦无级减速器
二、变速范围
如图所示,假设轮1和轮2作无滑动的纯滚动
i12
1 2
n1 n2
R2 R1
第七章摩擦轮与带传动
第七章:第三节 摩擦无级减速器
设轮1以ω1转动
i12
1 2
R2 R1
R2由R2max向R2min变化
注意:为使磨损均匀,轮面较软的材料最好用作主动 轮,否则打滑时将使从动轮面遭受局部磨损。
第七章:第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
第三节 摩擦无级变速器
一、无级变速器应用场合和类型 1.运转中需经常连续地改变速度。 2.探求最佳工作速度。 3.某些仪器和设备中的计算装置和测试装置 4.需缓速起动的场合。
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
![第七章 摩擦轮传动与螺旋传动](https://img.taocdn.com/s3/m/0653622e0722192e4536f64b.png)
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第2小节 螺旋传动
• • • •
教学难点: 1、掌握螺旋传动传动的定义; 2、掌握螺旋传动的分类; 3、熟悉螺旋传动的工作原理
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第2小节 螺旋传动
• 教学过程:
• 螺旋传动的成组: • 1)螺杆 • 2)螺母 • 3)机架 • 螺旋传动的作用: • 是将旋转运动转换成直线运动,同时传递运动和动力
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第1小节摩擦轮传动
• • • •
教学目标: 1、掌握摩擦轮传动的定义; 2、掌握摩擦轮传动的分类; 3、熟悉摩擦轮传动的工作原理
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第1小节摩擦轮传动
• • • •
教学重点: 1、掌握摩擦轮传动的定义; 2、掌握摩擦轮传动的分类; 3、熟悉摩擦轮传动的工作原理
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第1小节摩擦轮传动
• • • •
教学难点: 1、掌握摩擦轮传动的定义; 2、掌握摩擦轮传动的分类; 3、熟悉摩擦轮传动的工作原理
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第1小节摩擦轮传动
• 教学过程: • 1、掌握摩擦轮传动的定义: • 利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传动 和动力的一种机械传动。 • 2、掌握摩擦轮传动的组成: • 1)主动轮 • 2)从动轮
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第2小节 螺旋传动
• 2.链传动的常用种类 • (1)传动链:在一般机械中传递运动和动 力,应用最广泛。 • (2)输送链:用于输送工件、物品和材料 等。 • (3)曳引起重链:主要传递力,起牵引、 悬挂物品的作用,兼作缓慢运动。
第七章 摩擦轮传动与螺旋传动
第2小节 螺旋传动
摩擦轮传动和带传动
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带传动在工业传送带中发挥了重要作用,其优点为结构简单、成本低、维护方便等,是一种非常有效的 传动方式。
06
CATALOGUE
总结
摩擦轮传动和带传动的总结
摩擦轮传动和带传动是两种常用的机械传动方式,它 们在传动原理、应用场景、优缺点等方面存在显著差
异。
输标02入题
摩擦轮传动依靠接触面之间的摩擦力传递动力,具有 结构简单、传动效率高、传递扭矩大等优点,但同时 也存在对安装精度要求高、易磨损等缺点。
案例结论
摩擦轮传动在汽车发动机启动装置中发挥了重要作用,其优点为结构简单、可靠性高、传 递效率高等,是一种非常有效的传动方式。
带传动案例
案例描述
带传动是一种通过皮带和带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的传动方式。它具有结构简单、成本低、维护方便等优 点,广泛应用于各种机械系统中。
案例分析
带传动的一个典型应用是工业传送带。在工业生产线上,传送带将物料从一个工作站传递到另一个工作站,从而实现 自动化生产。在这个过程中,带传动的优点得到了充分体现,如结构简单、成本低、维护方便等。
车、航空等领域。
承载能力有限
由于摩擦轮传动的摩擦 力有限,因此其承载能 力相对较小,不适合传
递大功率。
摩擦轮传动的应用场景
01
02
03
机械制造
在机械制造领域,摩擦轮 传动常用于各种机床、加 工中心等设备的传动系统 。
汽车工业
在汽车工业中,摩擦轮传 动广泛应用于发动机、变 速器、刹车系统等部件的 传动。
总结
摩擦轮传动和带传动在不同领域有各自的应用场 景,应根据实际需求和应用场景进行选择。
05
CATALOGUE
案例分析
带传动、链传动和摩擦轮传动
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外接圆锥式摩擦轮传动
内接圆锥式摩擦轮传动
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滚子平盘式无级变速机构
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2.应用场合
直接接触的摩擦轮传动原理一般应用于摩擦压力机、 摩擦离合器、制动器、机械无级变速器以及仪器的传动机 构等场合。
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二、带传动的基本知识
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2.V带的标准 普通V带已标准化,按截面尺寸由小到大,可分为Y、Z、A、B、
C、D、E七种型号。我国普通V带的截面尺寸见表1。
表1 普通V带截面尺寸(摘录GB/T11544-1997)
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带轮的结构
V带轮由轮缘、辐板(或轮辐) 和轮毂三部分组成。
1. 轮缘:带轮外圈环形部 分。轮缘上有轮槽 。
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学习目标:
了解带传动的特点 掌握带传动的工作原理和传动比的定义及计算 掌握V带的构造、型号 了解V带的受力情况,包角及带速V对带传动的影响 掌握带传动的张紧方法 掌握V带传动在汽车上的应用 了解同步齿形带的传动特点,掌握同步齿形带在汽车上的应
用
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(一)带传动的类型、特点及应用
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3.多楔带传动 在平带基体上由多根V带组
成的传动带。 多楔带能传递的功率更大,
且能避免多根V带长度不等而产 生的传力不均的缺点。
适用于传递功率较大且要求结 构紧凑的场合。
4.圆形带 横截面为圆形。只用于小功
率传动。
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带传动的优点主要有: ①缓冲、吸振,传动平稳,噪声小。 ②摩擦式的带传动,当过载时,带会在带轮上打滑, 可防止损坏其他零件。
精密机械设计基础7-1
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铣刀 号数 1
23
4
5
6
7
8
所切
齿轮 12~13 14~16 17~20 21~25 26~34 35~54 55~134 ≥135 齿数
仿形法加工的特点:
产生齿形误差和分度误差,精度较低,加工不连续,生产效 率低。适于单件生产。
第六节 渐开线直齿廓的切制原理
一、齿廓切制原理 ㈡范成法 利用一对齿轮互相啮合传动时,两轮的
主要用途:
第一节 概述
1)传递任意两轴之间的运动和转矩 (平行,相交,交错)
2)变换运动方式
3)变速
灵敏部分-弹簧管
传动放大-
齿轮传动
O
第一节 概述
仪器仪表中应用:
p
增速,实现传动放大。
特点:
第一节 概述
• 传动比恒定(与带,链传动比较),传动精 度高。
• 结构紧凑。 • 传递较大的功率(力)(1、2)。 • 传动效率高、寿命长。 • 制造、安装成本高。
s1
e1
m
2
s2
e2
第五节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
第五节 渐开线直齿圆柱齿轮传动
2.可分性:当两齿轮制成后,基圆半径不变,所以
中心距改变后传动比不变。
c’>c*m
’>
r’>r
i12
1 2
r2 rb2 r1 rb1
r2 cos r1 cos
r2 r1
mz2 mz1
2 z2 2 z1
常数
二、正确啮合条件
1 本质条件:
两齿轮的法向齿距应相等。 注:法向齿距-相邻两齿同侧齿
廓之间的垂直距离。 法向齿距=基圆齿距(基节)
pb1=pb2 2 推演条件: m1cos1=m2cos2
精密机械 第七章摩 擦轮传动和带传动
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带传动的工作情况分析
F1 F2e f v ---欧拉公式 (4)
即将打滑时,有效拉力达到最大。此时,F1 和F2 之间的关系为:
6
摩擦轮材料
CHL
§7.3 摩擦无级变速器
构成及工作原理
构成
传动机构 加压装置 调速机构
i12 min
i12 max
n1 n2 max
n1
D2 min D1
工作原理 最小速比i12min 最大速比i12max 变速范围Rb
参加教材P113图7-6。
变速范围
第七章 摩擦轮传动和带传动
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6 概述 摩擦轮传动 摩擦无级变速器 带传动 同步带传动 其它带传动简介
CHL
1
§7.1 概述
基本传动原理
摩擦轮传动和大部分的带传动是借助摩擦力来实现运动和转距的传递。 优点: 不仅可实现定传动比传动还可实现变传动比传动。常制作各种无 极变速器,能简单方便地实现传动比地调节; 结构简单,易于制造; 传动平稳,工作时噪声小; 有过载保护功能。 缺点: 传动比难以保持恒定,故传动精度低; 不适合大转矩传动; 传动件磨损较快,寿命低; 返回本章首页 传动效率较低。
摩擦轮传动除了在机械无级变速器中广泛采用外, 在锻压、起重、运输、机床、仪表等设备中也常用到, 其基本型式见下图:
D1
Fp Fp F
a
D2
圆柱槽摩 擦轮传动
中间为空档 反转 正转
圆柱平摩擦轮传动
圆锥摩擦轮传动
摩擦轮传动基本型式的演化 :
增速
减速
摩擦轮传动靠摩擦传递运动,接触处不可避免地要 产生弹性滑动,有的传递型式还要产生几何滑动,过载 时会出现打滑。 接触疲劳 过度磨损 主要失效形式是: 打滑 对摩擦轮材料的主要要求是: 1. 接触疲劳强度高,耐磨性好、以便延长工作寿命; 2. 弹性模量大,以便减小弹性滑动和功率损耗; 3. 摩擦系数大,以便在满足所需要摩擦力的前提下, 降低压紧力; 摩擦轮传动常用的材料副、工作条件、性能数据 及使用场合见下页表。 摩擦轮传动的计算公式见后续表。
摩擦轮传动带和带传动
![摩擦轮传动带和带传动](https://img.taocdn.com/s3/m/067cf366e009581b6bd9ebcd.png)
KP f D1n1
(7 6)
P,传递功率;D1,主动轮直径;n1,主动轮转速;f,摩擦系数,表7-1
• 法向力大小:
▪ 圆柱摩擦轮法向力约数倍于圆周力Ft,限制传递功率不宜过大。 ▪ 采用摩擦系数大的轮面材料,可减小法向力。
2020/5/3
第7章摩擦轮传动带和带传动
8
二、法向力的计算
▪ (二)圆锥摩擦轮传动
③ 对零件的制造精度和表面粗糙度要求不高,但强度较低, 干摩擦下小功率传动和仪器中,常用钢或铸铁对布质酚 醛层压板、橡胶、压制石棉或其它工程塑料的相配材料。
2020/5/3
第7章摩擦轮传动带和带传动
13
第三节 摩擦无级变速器
一、无极变速器
1. 无极变速装置通称为无极变速器
① 种类:机械、电动、液压的。 ② 多数利用摩擦传动原理,结构简单、紧凑、转动惯
2020/5/3
第7章摩擦轮传动带和带传动
2
第二节 摩擦轮传动
一、传动的工作原理
1. 摩擦轮传动是利用 主动轮与从动轮在 接触处产生的摩擦 力来传递运动和转 矩。
2. 例:fFn≥Ft (7-1)
2020/5/3
第7章摩擦轮传动带和带传动
3
一、传动的工作原理
3. 摩擦轮工作时接触面间的 滑动
① 弹性滑动:
2020/5/3
第7章摩擦轮传动带和带传动
26
五、带传动的应力分析
(一) 由紧边和松边的拉力产生的应力
1. 带工作时
1
F1 A
2
F2 A
(7 21)
A-带的横截面积
2. 带不工作时,由张紧力产生的应力σ0称为张紧应力。
0
F0 A
带传动、链传动和摩擦轮传动
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制作者:
Page 4
最简单的摩擦轮传动,
由两个相互压紧的圆柱形摩擦
轮组成.在正常传动时,主动 轮依靠摩擦力的作用带动从动
轮转动,并保证两轮的接触处
有足够大的摩擦力,使主动轮 产生的摩擦力矩足以克服从动
轮上的阻力矩.
制作者:
Page 5
注意:如果摩擦力矩小于阻力矩,两轮面接触处在传动中 会出现相对滑移现象,这种现象称为“打滑”。
制作者:
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三.摩擦轮传动的类型和应用场合
1.按两轮轴线的相对位置,摩擦轮传动可分为两轴平 行和两轴相交两类。 1.两轴平行的摩擦轮传动
外接圆柱式摩擦轮传动
内接圆柱式摩擦轮传动
前者两轴转向方向相反,后者两轴转动方向相同。
制作者:
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两轴相交的摩擦轮传动 两轴相交的摩擦轮传动,其摩擦轮多为圆锥形,并有外 接圆锥式和内接圆锥式两种。此外也有圆柱圆盘式结构(示 意图),如滚子平盘式无级变速机构。
外接圆锥式摩擦轮传动
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内接圆锥式摩擦轮传动
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滚子平盘式无级变速机构
制作者:
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2.应用场合 直接接触的摩擦轮传动原机械无级变速器以及仪器的传动机
构等场合。
制作者:
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二、带传动的基本知识
制作者:
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制作者:
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学习目标:
了解带传动的特点 掌握带传动的工作原理和传动比的定义及计算 掌握V带的构造、型号 了解V带的受力情况,包角及带速V对带传动的影响 掌握带传动的张紧方法 掌握V带传动在汽车上的应用 了解同步齿形带的传动特点,掌握同步齿形带在汽车上的应 用
机械基础第七章
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第七章 机械传动 7.1 带传动
• 2.带轮的结构
• 轮槽的结构与带相配合使用,在中性层处的尺寸相同。 • 带轮的结构取决于带轮基准直径dd的大小。
• (1)当dd≤150mm,可制成实心式。
第七章 机械传动 7.1 带传动 • (2)当dd=150~450mm,可制成腹板式。
第七章 机械传动 7.1 带传动 • (3)当dd>450mm,可制成椭圆轮辐式。
• (如洗衣机皮带太松,水流缓慢,衣服洗不净;如果皮带过紧, 波轮轴很快过度磨损产生中间漏水。 )
第七章 机械传动 7.1 带传动
• 二、V带与带轮的结构 • 1.V带的结构 :由顶胶、抗拉层、底胶和外包布四
部分组成。普通V带是无接头的环形带,是标准件。
第七章 机械传动 7.1 带传动
• V带根据传递功率大小,分为七种型号,Y、Z型号的皮 带断面较小,常用于家用电器上。依次为A、B、C、D、 E,随着皮带断面形状逐渐变大,传递的功率也相应变大。 • 除了断面尺寸外,由于V带做成环形的密封整体,不能 断开调整长度,所以国家已制定标准的基准长度系列, 使用中应按标准进行选择。 • 标记示例见教材P141上
第七章 机械传动 7.1 带传动
带传动的特点 一般安装在与电机直接相连接的传动轴上。 (1)带具有弹性,能起缓冲、吸振的作用,传动平稳,噪声小;
(2)发生过载时,传动带会在带轮上打滑,起安全保护作用;
(3)结构简单,成本低,无需润滑,维护方便,适用于中心距较 大的传动; (4)存在弹性打滑现象,不能保证准确的传动比,使用寿命短。
第七章 机械传动 7.1 带传动 (2)V带传动(等腰梯形),靠带两侧面与带轮轮 槽之间的摩擦力来传递动力。在相同的初拉力条 件下,V带传递的功率是平带的3倍,因此V带应 用最广。
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带传动的分类
3.按传动带的截面形状分 (2)V带,V带的截面形状为梯形,两侧面为 工作平面。V带又有普通V带(以下简称V带) 和窄V带、宽V带之分。 特点及应用:相同正压力条件下,传动能力大 约是平带的三倍。传递功率大,传动比大,中 心距小,应用最广泛。
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带传动的分类
3.按传动带的截面形状分 (3)多楔带,它是在平带基础上由多跟V带组 成,楔形两端的侧面为工作平面。 特点及应用:具有平带和V带的优点。摩擦力大 ,载荷沿带宽分布较平均,用以传递载荷较大 并要求结构紧凑的场合。
2.按用途分 (1)传动带,传递动力;(本章仅讨论传动带 ) (2)输送带,传递物品用。
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带传动的分类
3.按传动带的截面形状分 (1)平带,平带的截面形状为矩形,内表面为 工作平面。常用的平带有胶带,编织带和强力 锦纶带等。 特点及应用:结构简单,带轮容易制造,带的 磨损较轻,传动效率高。但运动不平稳,适用 于传动中心距较大的场合,不适用于高速传动 。
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带传动的分类
3.按传动带的截面形状分 (4)同步带,同步带纵截面为齿形,在传动过 程中,带和带轮通过齿啮合传动。同步带传动 精度高,结构紧凑。
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带传动的分类
3.按传动带的截面形状分 (5)圆形带,圆形带横截面为圆形,只能用于 小功率传动。 特点及应用:便于快速拆装,牵引力小,多用 于仪表和家电中。
A-1200 GB 11544-89 又如SPA型窄V带,基准长度为1600mm,其标记为
SPA-1600 GB12730-91
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带的标记通常压印在带的外表面上,以便识别选 用。
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普通V带带轮的结构 1.V带带轮的设计要求 带轮应具有足够的强度和刚度,无过大的铸造 内应力;质量小且分布均匀,结构工艺性好, 便于制造;带轮工作表面应光滑,以减少带的 磨损。当带速 5m/s<v<25m/s时,带轮要进行静 平衡,v>25m/s时,带轮应进行动平衡(测量质 量分布是否均匀)。
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动和带传动
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精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
(二)确定带轮直径D1、D2: ¡ 最小带轮基准直径D1表7-6
带轮直径愈小,带在带轮上的弯曲程度 愈大,带中的弯曲应力也就愈大,致使带的 寿命降低。
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
二、V带和带轮 (一)V带 1、组成(图7-10) : (1)强力层 (2)填充物 (3)外包层
¡ 按截曲尺寸的不同有七种型号(表7-2)
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
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精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
(九)确定带轮的结构尺寸: ¡ 在满足D1≥Dmin的前提下,若选取较小的D1
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
(一)由紧迫和松边拉力产生的应力: 紧边和松边拉力产生的应力分别为:
式中A——带的横截面积。
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
(二)由离心力产生的应力: 离心力产生的应力为
式中q——每米带长的质量 v——带速
当带在工作中沿带轮作圆周运动时,将产生 离心力该离心力虽只发生在带作圆周运动的 部分,
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
(二)带轮结构(图7-11、表7-4) 1、实心式 2、辐板式 3、孔板式
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
精密机械设计基础第七章摩擦轮传动 和带传动
机械基础--- 摩擦轮传动
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结 束
§1—1 摩擦轮传动
摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递 运动和动力的一种机械传动。
第一章 摩擦轮传动和带传动
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结 束
§1—1 摩擦轮传动
一、摩擦轮传动的工作原理和传动比
最简单的两轴平 行的摩擦轮传动,它 是由两个相互压紧的 圆柱形摩擦轮所组成。 在正常传动时,主动 轮依靠摩擦力的作用 带动从动轮转动,并 应保证两轮面的接触 处有足够大的摩擦力, 使主动轮产生的摩擦 力矩足以克服从动轮 上的阻力矩。
三、摩擦轮传动的类型和应用场合
滚子平盘式无级变速机构
第一章 摩擦轮传动和带传动
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§1—1 摩擦轮传动
三、摩擦轮传动的类型和应用场合
3.应用场合 直接接触的摩擦轮传动原理被应用于摩擦压力机、摩 擦离合器、制动器、机械无级变速器以及仪器的传动机构
等场合。
第一章 摩擦轮传动和带传动
第一章 摩擦轮传动和带传动
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结 束
§1—1 摩擦轮传动
三、摩擦轮传动的类型和应用场合
按两轮轴线的相对位置,摩擦轮传动可分为两轴平行和 两轴相交两类。 1.两轴平行的摩擦轮传动
外接圆柱式摩擦轮传动
第一章 摩擦轮传动和带传动
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内接圆柱式摩擦轮传动
返 回结 束
§1—1 摩擦轮传动
三、摩擦轮传动的类型和应用场合
2.两轴相交的摩擦轮传动 两轴相交的摩擦轮传动,其摩擦轮多为圆锥形,并有外 接圆锥式和内接圆锥式两种。此外也有圆柱圆盘式结构,如 滚子平盘式无级变速机构。
外接圆锥式摩擦轮传动
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2、需要确定的是 : 带的型号; 带轮的直径; 带的长度; 传动中心距; 带的根数; 作用在 轴上的载荷; 带轮的结构等。
(一)选择V带的型号 根据计算功率Pd和小带轮转速n,由图7 -17选取
Pd PK A
式中P——传递的名义功率; Pd——计算功率; Ka为工作情况系数,按表7-5选取。
Ld L a a0 2
(六)验算小带轮包角α1 普通V带传动中,通常应使 α1 ≥120°, 特殊情况下允许 α1 >90。 原因如α1过小,带容易在带轮上打滑 采取措施α1 较小,应增大 a 或采用张紧轮
(七)计算V带的根数:
Pd z P0 P0 K a K L
2、带所受总应力(图7-15) 带中的应力为变应力,其最大应力为 max 1 b1 c 此最大应力发生在带紧边进人小带轮处。
六、弹性滑动、打滑和滑动率 1、弹性滑动:带与轮之间因弹性产生的滑动 在带绕上从动轮时,带和带轮具有同一 速度,但当带继续前进时,却不是在缩短而 是被拉长,使带的速度领先于带轮,这种现 象称为带的弹性滑动。
2、普通V带长度(表7-3)基准宽度制(另 一种是有效宽度制 V带的节面:V带上规定的一个面 基准宽度制:以基准线的位置和宽度来定义 的为度) 带轮轮槽的基准宽度:位置与所配用 V带节面 Ld 处于同一位置 带轮的基准直径:带轮在基准宽度处的直径 基准长度:基准宽度所在剖面长度为基准长 度(在规定的张紧力下)
2、圆锥摩擦轮传动(图7-5b) 法向力Fn可以分解为径向力Fr和轴向力Fa 。 故圆锥摩擦轮传动中作用在轴上的载荷有圆周 力Ft,径向力Fr和轴向力Fa。
Fr1 Fn cos 1 , Fa1 Fn sin 1 Fr 2 Fn cos 2 , Fa 2 Fn sin 2
2、圆锥摩擦轮传动(两轴相互垂直的圆锥摩擦 轮传动图7-3) 两轮接触面间所需的法向力Fn计算,其 中D1应为主动轮的平均直径Dm1。
KP Fn 19.110 fD m1n1
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五、作用在轴上的载荷 1、圆柱摩擦轮传动 作用在轴上的载荷如图7-5a所示,其中径向 力Fr等于法向力Fn,其方向永远指向轮心; 圆周力Ft在主动轮上与回转方向相反,在从 动轮上与回转方向相同
第七章 摩擦轮传动和带传动
第一节
一、主要优点:
①传动零件的结构简单 ②传动平稳 ③传动比调节简便 ④过载时,传动件间产生相对滑动
概述
二、主要缺点:
①不能保持恒定的传动比,精度低 ②不宜传递较大的转矩 ③传动件工作表面磨损较快,寿命低 ④传动效率较低
第二节 摩擦轮传动
一、传动的工作原理(图7-1) : 主动轮与从动轮在直接接触处所产生的摩擦力来 传递运动和转矩。 fFn≥Ft 式中: fFn摩擦力为 Ft圆周力 两摩擦轮受压后,在接触处因材料的弹性变形 而压出一小平面(称为接触区)。摩擦力的方向在 从动轮上应与从动轮的线速度方向相同;在主动轮 上应与主动轮的线速度方向相反。
n1 1440 D2 D1 (1 ) 140 (1 0.02)mm 274 mm n2 720
由表7-7,取D0=280mm。
3)验算带速
v
D1n1
60 1000
140 140
60 1000
m s 1 10.6m s 1 25m s 1
四、法向力的计算 1、圆柱摩擦轮传动 K 1000P K 1000X60X1000P Fn= ---× ------ = --- × -----------------f v f πD1n1 式中P——传递的功率; D1——主动轮直径; n1——主动轮转速; f——摩擦系数,见表7-1;εδ K——载荷系数。对于功率传动,K=1.2~1.5; 对于示数传动,K=3.0。
(二)带轮结构(图7-11、表7-4) 1、实心式 2、辐板式 3、孔板式
三、带传动的几何关系(图7-12) : 1、带轮直径D1和D2 2、中心距a 3、带长度L 4、包角α
近似几何关系为:
1 180
D2 D1 57 .3 a ( D2 D1 ) 2 L 2a ( D1 D2 ) 2 4a
解:
1)选择V带型号根据题意,考虑到载荷变动较 小,由表7-5查得Ka=1.2。则 Pd=P Ka=7.5w X 1.2=9 kW 根据 Pd=9kW和n1=1440r/min, 由图 7-17确定选取 A型普通 V带。
2)确定带轮直径D1、D2: 由图7-17可知,A型V带推荐小带轮直径 D1=112-140mm 考虑到带速不宜过低,否则带的根数将要增多, 对传动不利。因此确定小带轮直径 D1=140mm。 大带轮直径:
2、带传动张紧方法 : (1)调节螺钉2使装有带轮的电动机沿滑轨1 移动(图7-9a) (2)螺杆及调节螺母使电动机绕小轴1摆动 (图7-9b) (3)采用具有张紧轮的传动(图7-9C)
二、V带和带轮 (一)V带 1、组成(图7-10) : (1)强力层 (2)填充物 (3)外包层
按截曲尺寸的不同有七种型号(表7-2)
(二)确定带轮直径D1、D2: 最小带轮基准直径D1表7-6
带轮直径愈小,带在带轮上的弯曲程度 愈大,带中的弯曲应力也就愈大,致使带的 寿命降低。
(三)验算带速: 带速一般限制在 5-25m/s范围内 带速过高将产生较大的离心力; 当传递功率一定,带速过低将引起力的 增大,使得带的根数增多。
2 F0 (e f v a 1) Ft e fva 1 e fva F1 Ft f v a e 1 1 F2 Ft f v a e 1
避免打滑的条件为:有足够的fv、α值和F0值
五、带传动的应力分析 (一)由紧边和松边拉力所产生的应力 (二)由离心力产生的应力 (三)带在带轮上弯曲产生的应力
5、欧拉公式:开始打滑时,F1 和F2的关系
F1 F2 e
fva
式中 e ——自然对数的底2.7183; ——包角(rad),通常取小带轮的包角。 f v ——当量摩擦系数;对于平带f f , ;对 v 于 V带 f v f / sin( / 2)
6、带传动的张紧力为F0时所能传递的最大有 效圆周力:
2、打滑: 带与带轮之间产生全面滑动 3、滑动率: (图7-16) 传动中由于带的滑动引起的从动轮速度 的降低率称为滑动率
1 2 n1 D1 n2 D2 1 n1 D1
七、普通V带传动的设计与计算 1、已知的数据和条件: 传动的用途和工作情况; 传递的功率; 主从动轮的转速或传动比; 原动机类型;传动空间尺寸的限制。
(三)带在带轮上弯曲产生的弯曲应力 (图7-14)
1、假定带是弹性体,带的最外层应力ζb为
E / 2 b E D / 2 D Ey
式中 E ——带材料的弹性模量; y ——由中性层到最外层的距离; ——中性层的曲率半径; ——带的厚度; D ——轮的直径, D
2、无级调速组成: (图7-7) (1)传动机构 (2)加压装置 (3)调速机构 3变速范围
i12 max n2 max D2 max Rb i12 min n2 min D2 min
第四节
带传动
一、带传动的类型和张紧装置 1、分类: (图7-8) (1)平带传动 (2)V带传动 (3)圆带传动 (4)多楔带传动
(四)确定带的基准长度: 传动中心距a最大值受安装空间的限制, 而最小值则受最小包角的限制。 若中心距没有限定时,可按下式初定中心距:
0.7D1 D2 a0 2D1 D2
(五)确定实际中心距: 因选取的 Ld可能大于或小于 L,所以应 将初定的中心距 a0加以修正。 为了简化计算,a值可近似按下式确定 :
式中 P0——i=l、特定基准长度、平稳工作情况下 单根V带的基本额定功率(kW),见表7-8; Kα——包角修正系数,考虑 α / 180o时对传 动能力的影响,见表 7-9; KL——带长修正系数,考虑到带长不为特定基 准长度时对寿命的影响,见表7-3; ΔP0——i≠1时,单根V带额定功率的增量 ,见 表7-10
(一)由紧迫和松边拉力产生的应力: 紧边和松边拉力产生的应力分别为:
式中A——带的横截面积。
F1 1 A F2 2 A
(二)由离心力产生的应力: 离心力产生的应力为
Fc qv c A A
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式中q——每米带长的质量 v——带速 当带在工作中沿带轮作圆周运动时,将产生 离心力该离心力虽只发生在带作圆周运动的 部分,
二、摩擦轮在接触面滑动的形式: 1、弹性滑动(图7-2)
2、打滑
3、滑动率ε(其速度损失率) 实际传动中,从动轮的圆周速度v2小于主动轮的圆周速度v1,滑动 率为 v1-v2 ε= -------×100%
v1
4、传动比 n1 n2
D2 (1-ε)D1
i= ------- = --------------传动比一般可到7(有时可到10); 手动仪器中,传动比可高达25,多用作微动装置(图7-4)
(八)计算作用在轴上的载荷(图7-18) : 不考虑带两边的拉力差,则作用在轴上 的载荷Fz可近似地由下式确定:
a1 Fz 2 zF0 sin 2
式中F0 ——单根V带的张紧力
F0可利用下式确定
Pd 2.5 2 F0 500 ( 1) qv Ka zv
式中Pd——计算功率(kw); Z--V带的根数;v为带速(m/s); Kα——包角修正系数; q-V带单位长度质量(kg/m),见表 7- 11
Байду номын сангаас
F1 F2 Ft
Ft即为带传动所能传递的有效圆周力,称为有效拉 力
4、有效圆周力Ft、带速v、和传递功率P之间 的关系为: