第六章带传动
【教学课件】《机械设计与创新》齿轮传动
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
齿数:圆周上均匀分布的轮齿总数,用 z 表示。 齿宽:轮齿的轴向长度,用 b 表示。 齿顶圆:过所有轮齿顶部的圆,其半径用 ra 表示。 齿根圆:过所有齿槽底部的圆,其半径用 rf 表示。 齿厚:在半径为 rK 的圆周上,同一轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上 的齿厚,用 sK 表示。 齿槽宽:相邻两齿之间的空间称为齿槽。在半径为 rK 的圆周上,相邻 两齿反向齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽,用 eK 表示。内齿轮的齿厚相 当于外齿轮的齿槽宽。
6.3.2.1 标准直齿圆柱齿轮的基本参数
(4) 齿顶高系数h *a 和顶隙系数c* 齿轮的齿顶高、齿根高都与模数m成正比。即
ha=ha*m hf=(ha* + c*)m h=(2ha* +c*)m
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
标准齿轮是指分度圆上的齿厚s等于齿槽宽e,且齿顶高和齿根高及m、 α、ha* 、c* 均为标准值的齿轮。
6.5.1 渐开线齿轮的切制原理
范成法切制齿轮
范成法是利用一对齿轮(或 齿轮与齿条)啮合时,两轮齿廓 互为包络线的原理来切制轮齿的 加工方法 。
6.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数
轮齿的根切现象
用范成法加工齿轮时,有时会发现 刀具的顶部切入了轮齿的根部,而把齿 根切去了一部分,破坏了渐开线齿廓, 如图所示。这种现象称为根切。
m1 cos α1 = m2 cos α2
由于渐开线齿轮的模数和压力角均为标准值,所以两轮的 正确啮合条件为
m1 = m2 = m α1 = α2 = α
【机械设计基础】第六章 带传动和链传动
第六章
带传动和链传动
带传动和链传动都是利用挠性元件(带和链)传递运动和动力 的机械传动,适于两轴中心距较大的场合。 第一节 带传动概述
带传动常用在传递中心距大 的场合,传递的功率<50kW,传动 比常用<5
机 械 一、带传动的组成及带的类型 设 固联于主动轴上的带轮1(主动轮); 计 固联于从动轴上的带轮3(从动轮); 基 紧套在两轮上的传动带2。 础
5.适于两轴中心距较大的传动。
a.由于带工作时需要张紧,带对带轮轴有很大的压轴力;
b.带传动装置外廓尺寸大,结构不够紧凑; c.带的寿命较短,传动效率较低,需要经常更换; d.不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。
第六章 带传动的应用
带传动和链传动
摩擦带传动适用于要求传动平稳、传动比要求不准确、中小功 率的远距离传动。
带传动和链传动
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过 载引起的全面滑动,是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力 差引起的,只要传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,所以 机 械 设 计 基 础 弹性滑动是不可以避免的。
第六章
四、V带传动的设计准则
带传动和链传动
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。
第六章
带传动和链传动
工作情况分析(力分析)
在带即将打滑的状态下,F达到最大值。此时,根据挠性体摩擦
的欧拉公式,对于平带传动,忽略离心力的影响,F1与F2之间的关系
为:
F1 F2e
(6-5) (6-6)
e 1 2 F 2 F0 2 F0 (1 ) e 1 e 1
第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础vv带带轮的结构设计要求二vv带轮的材料和结构质量小且质量分布均匀
机械设计 齿轮传动
2
2.轮齿弯曲疲劳强度的计算
斜齿圆柱齿轮传动的强度计算是在直 齿轮的基础上,考虑斜齿轮的特点进行修 正,齿根弯曲疲劳强度校核公式为:
F
1.6KT1 bmn2 z1
YFaYSa
1.6KT1 cos
bmn2 z1
YFaYSa
[ F ]
取齿宽系数 d b / d1 ,由上式可得设计 公式为:
齿根高
h f 1 h f 2 1.2m
齿高(顶隙系数 c* =0.2) h1 h2 2.2m
顶隙
c 0.2m
齿顶圆直径 齿根圆直径
da1 d1 2m cos1
d f 1 d1 2.4m cos1
二. 标准直齿锥齿轮的参数及几何尺寸计算
锥距 R 1
2
d12
d
2 2
m 2
z12
z
2 2
(1)齿廓接触线是斜线,一对齿是逐渐 进入啮合和逐渐脱离啮合的,故运转平稳, 噪声小。
(2)重合度较大,并随齿宽和螺旋角的 增大而增大,故承载能力较高,运转平稳, 适于高速传动。
(3)最少齿数小于直齿轮的。
斜齿轮的主要缺点是斜齿齿面受法向力Fn时会产生轴向分 力Fa,需要安装推力轴承,从而使结构复杂化。为了克服这一 缺点,可采用人字齿轮,但制造较困难,成本较高。
一对直齿轮啮合时,沿整个齿宽同时进入啮合,并 沿整个齿宽同时脱离啮合。因此传动平稳性差,冲击 噪声大,不适于高速传动。 一对斜齿轮啮合时,齿面上的接触线由短变长,再 由长变短,减少了传动时的冲击和噪音,提高了传动 平稳性,故斜齿轮适用于重载高速传动。
2.啮合特点
与直齿轮相比,斜齿轮具有以下优点:
列球面渐开线的集合,就组成了球面渐开面。
第六章挠性传动
一、同步带结构
• 组成: • 1. 强力层:多采用钢丝绳或玻璃纤维。布置在
带的节线位置。 • 2. 基体:带齿—与带轮轮齿啮合 • 带背—用来粘结包覆强 • 力层。常用材料为聚氨脂 • 和氯丁橡胶。
• 国产同步带采用周节制,也有采用模数制。
产生的应力;由离心力产生的应力以及由于带在带 轮上弯曲产生的应力。
1.张紧拉应力:1
F1 A
;
2
F2 A
2.离心拉应力: c
F A
qv 2 A
;q
每米带长的质量
3.弯曲应力: b
Mb W
E
;
D
带厚
最大应力发生在带紧边进入小带轮处:
max 1 b1 c
6.5、同步带传动简介
• 运行时,带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动 和动力。综合了皮带传动、链传动和齿轮传 动各自优点的新型带传动。
优点:轴承载荷小,包角小或中心距小而传动比大。 缺点:带的弯曲损失大,挤压发热大。
6.3带传动中的主要几何参数
(1)包角a 带和带轮的接触弧对应的中心角称为包角, 以a表示。
a1
180
2
1800
D2
D1 a
1800
1800
D2
D1 a
57.30
(2)带的长度L
L 2 a2 ( D2 D1 )2 D2 ( 2 ) D1 ( 2 )
挠性带传动比
在带与带轮无相对滑动时,皮 带传动的传动比称为名义传动比 :
i n1 D2 n2 D1
当外载荷大到一定值时,带与带轮间产生全面滑动
滑动率-从动轮速度的降低率:
V1 V2 100 %
V1
弹性滑动是由拉力差引起的,只要传递
机械设计-第六章 带传动
d1n1
60 1000
d 2 id1
m/s
普通V带 v 5 ~ 25m/s
③ 确定d2,并按照基准直径系列进行圆整
§6.3 普通V带传动的设计计算
普通V带轮的基准直径系列
§6.3 普通V带传动的设计计算
2. V带传动的设计过程:
(1) 根据工作情况确定工况系数KA后,确定计算功率 (2) 根据Pc和小带轮转速n1从选型图中确定V带的型号; (3) 根据V带型号选小带轮的基准直径d1,检验带速v后确定大带轮的基 准直径d2=id1; (4) 确定中心距a,带长Ld,验算包角α1; ① 初定中心距a0
弹性滑动与打滑的区别: A.现象:弹性滑动发生在带绕出带轮前与轮的部分接触长度上 打滑发生在带与轮的全部接触长度 B.原因:弹性滑动:带两边的拉力不同,带的弹性变形不同 打滑:过载 C.结论:弹性滑动不可避免 打滑可避免
§6.3 普通V带传动的设计计算
一、失效形式和设计准则
1. 失效形式:打滑和疲劳破坏。 2. 设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。
Ld Ld0 a a0 (mm) 2 d d 1 180 57.3 2 1 120 a
§6.3 普通V带传动的设计计算
2. V带传动的设计过程:
(1) 根据工作情况确定工况系数KA后,确定计算功率 (2) 根据Pc和小带轮转速n1从选型图中确定V带的型号; (3) 根据V带型号选小带轮的基准直径d1,检验带速v后确定大带轮的基 准直径d2=id1; (4) 确定中心距a,带长Ld,验算包角α1; (5) 计算V带根数Z并圆整成整数;
§6.3 普通V带传动的设计计算
三、普通V带传动设计
1.已知条件和设计内容
15、第六章、带传动(普通V带传动的设计计算)解析
4、求中心距a和带的基准长度Ld
a) 初选中心距a0
(6、23)式 b) 由a0初定带长(开口传动)
c) 由L0按表6-5式确定相近的基准带长Ld,再按下式近似计算实际 中心距a (6、24)式
5、验算小轮包角 一般: α1≤1200 6、确定带的根数Z
(6、25)式 Z必须为整数,且Z ≤10根,否则应改带的型号。
速度
轴压力 初拉力 实际中心距
V 10~20
FQ
小
F0
适当
a
小
小结:
1、带所能提供的摩擦力与初拉力、摩擦系数、小带轮 包角等有关,并随它们的增大而增大; 2、带所受应力有拉应力、离心应力、弯曲应力,最大应 力为三者之和。即:
3、带的失效形式是打滑和疲劳破坏,因此带的设计准则 是在不打滑的前提下带应具有一定的疲劳强度和寿命。 4、普通V带传动的设计计算是在给定的已知条件下,确定 带的型号、带长、根数、基准直径等,最后还要验算小轮 包角和带速。设计时各参数注意彼此相关,综合考虑相互 的影响。
三、设计方法与步骤
1、确定计算功率PC ,选择带的型号: PC=KAP (6、21)
式中:KA为工作情况系数,按表6-8选取。
选择带型号:根据PC ,n1,由图6-9选择型号。
2、确定带轮直径d1、d2 小轮直径d1应大于表6-9 d1min。 d1过大,外廓尺寸大; d1
过小,会造成带的弯曲应力较大,影响带的使用寿命。
布置作业:
6-4-1、带传动的失效形式是什么?
带传动的失效形式是:1)打滑;2)带的疲劳破坏。
6-4-2、带传动的设计准则是什么?
带传动的设计准则是保证带在不打滑的前提下,具有足够的疲劳强度 和寿命。
第六章 带传动
因此,传动比为: i n1 d2 n2 d1(1 )
若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界
值Fmax后,则带与带轮间会发生显著的相对滑动,即产
生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降低, 带传动失效,这种情况应当避免。
弹性滑动与打滑的区别:
1.产生原因 打滑是由过载引起的;弹性滑动是由于带具有弹性 且两边具有拉力差引起的。
带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相 对运动,称为弹性滑动。
弹性滑动导致:从动轮的圆周速度v2<主动轮的圆周速度v1,
速度降低的程度可用滑动率ε 来表示:
v1 v2 100% 或
v1
v2 (1 )v1
其中
v1
d1n1
60000
v2
d 2 n2
60000
L
2a d
d
d 2
d 1
2
d
21
2
4a
3.中心距 a
四、带轮设计
对带轮的主要要求是重量轻、加工工艺性好、质量分布 均匀、与普通V带接触的槽面应光洁,以减轻带的磨损。对于 铸造和焊接带轮、内应力要小。
带轮由轮缘、轮幅和轮毂三部分组成。
轮缘部分的轮槽尺寸按V带型号 查表6–3。
已知的条件: 1)传动的用途、工作情况和原动机类型; 2)传递的功率P; 3)大、小带轮的转速n2和n1; 4)对传动的尺寸要求等。
设计计算的主要内容:
1)V带的型号、长度和根数; 2)中心距; 3)带轮基准直径及结构尺寸; 4)作用在轴上的压力等;
设计计算步骤 :
1.确定计算功率Pc
Pc=KA ·P (kW)
第六章 带传动和链传动习题
一、选择题1. 由普通套筒滚子链传动的特点可知,它不能作高速传动的原因是:____A.平均传动比恒定B. 机构体积太大C. 时传动比不恒定D. 主,从动轮中心距太大2.传动带的许用有效圆周力的方法有:____A.初拉力越大越好B.带轮包角α1>120°C. 传动带速度越小越好D.大带轮包角α2 > 120°3. 套筒滚子链中,销轴与外链板用____配合,套筒与内链板用____配合。
A. 过度/过度B. 过度/间隙C. 过盈/过盈D. 过盈/间隙4. 带传动正常工作时,从动轮的实际转速____其理论转速。
A.大于等于B. 等于C. 小于等于D. 都不对5. 带传动的张紧轮应放在:____A. 松边内侧靠近小轮处B. 松边外侧靠近小轮处C. 松边内侧靠近大轮处D. 紧边内侧靠近大轮处6. 工作时传动皮带的小带轮包角一般限制为大于等于:____A. 60°B. 90°C. 120°D. 150°7. 带传动由于皮带的____,不能保证固定不变的传动比。
A. 弹性变形B. 塑性变形C. 打滑D. 都不是8. 平均传动比准确,瞬时传动比不准确的传动是____。
A. 带传动B. 链传动C. 齿轮传动D. 蜗杆传动9. 效率受工况影响最大的传动为____传动。
A. 带B. 链C. 液力D. 不一定10. 在正常工作时,两摩擦轮表面速度____。
A. 相等B. 主动轮落后于从动轮C. 从动轮落后于主动轮D. 不一定11. 三角胶带的工作表面是____。
A. 内表面B. 外表面C.(A+B)D. 都不对12. 当一根链的链节数为奇数时,须加用____:当链节数为奇数时,可加用____。
A. 开口销,弹簧夹B. 过度链节,弹簧夹C. 开口销,过度链节D. 弹簧夹,开口销13. 在蜗杆开式传动中,失效形式主要是____。
A. 胶合B. 磨损C. 点蚀D. 都不是14. 对于套筒滚子链,下列说法不正确的是____。
第六章 带传动
V带轮的基准直径被标准化为系列尺寸。为了防止V 带绕过带轮时产生过大弯曲而影响V带的强度,设计时 应限制小带轮的最小直径取值,即d1≥d1min (表6-4) 二、V带传动的失效形式与设计准则 V带传动的主要失效形式为:疲劳断裂和打滑 V带传动的设计准则:在保证带传动不打滑的条件 下,V带具有一定的疲劳强度和寿命。 三、单根V带的额定功率 1.P0的计算式:根据V带传动不打滑的临界条件和带 的疲劳强度条件 单根带所能传递的额定功率P0 (式6-13) 需进一步确定[σ]
如果带轮采用铸铁材料制造: 当带轮基准直径dd ≤ (2.5~3)d(d为带轮轴直径) 时,采用实心式结构,图; 当dd ≤ 350mm,且d2-d1 <100mm时(d1为轮毂外 径,d2为轮缘内径),采用腹板式结构,图;
当dd ≤ 350mm,且若d2-d1 ≥ 100mm,则采用孔 板式结构,图;
2
2
(d1 d 2 ) (d 2 d1 )
代入
中心距a选取的合理性由小带轮包角验算来衡量:
d 2 d1 57.3 >120º 应保证 1 180 a
否则应适当增大中心距或减小传动比来满足。 Pc Pc 5.传动带根数Z 计算 Z [ P0 ] ( P0 P0 ) K K L 将计算值圆整确定带的根数Z。为保证多根带受力均匀,Z不
1、包布层:为挂胶帘布。 2、伸张层:橡胶,工作时受拉。 3、强力层:线绳、尼龙绳或帘布。 4、压缩层:橡胶,工作时受压。
带轮的基准直径:在V带轮上与V带节面处于同一圆周位置上 的轮槽宽度,称为轮槽的基准宽度,基准宽度处的带轮直径, 成为带轮的基准直径。 V带的基准长度:普通V带都制成无接头的环形。V带在规定的 初拉力下,位于带轮基准直径上的周线长度,称为V带的基准 长度,用Ld 表示。
第6章 带、链传动习题与参考答案
习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案)1 带传动是依靠 来传递运动和功率的。
A. 带与带轮接触面之间的正压力B. 带与带轮接触面之间的摩擦力C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力2 带张紧的目的是 。
A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 使带具有一定的初拉力3 与链传动相比较,带传动的优点是 。
A. 工作平稳,基本无噪声B. 承载能力大C. 传动效率高D. 使用寿命长4 与平带传动相比较,V 带传动的优点是 。
A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大5 选取V 带型号,主要取决于 。
A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力6 V 带传动中,小带轮直径的选取取决于 。
A. 传动比B. 带的线速度C. 带的型号D. 带传递的功率7 中心距一定的带传动,小带轮上包角的大小主要由 决定。
A. 小带轮直径B. 大带轮直径C. 两带轮直径之和D. 两带轮直径之差8 两带轮直径一定时,减小中心距将引起 。
A. 带的弹性滑动加剧B. 带传动效率降低C. 带工作噪声增大D. 小带轮上的包角减小9 带传动的中心距过大时,会导致 。
A. 带的寿命缩短B. 带的弹性滑动加剧C. 带的工作噪声增大D. 带在工作时出现颤动10 若忽略离心力影响时,刚开始打滑前,带传动传递的极限有效拉力Felim 与初拉力F 0之间的关系为 。
A. Felim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+=11 设计V 带传动时,为防止 ,应限制小带轮的最小直径。
A. 带内的弯曲应力过大B. 小带轮上的包角过小C. 带的离心力过大D. 带的长度过长12 一定型号V带内弯曲应力的大小,与成反比关系。
第6章 齿轮机构及传动-P109
第六章 齿轮机构及传动思 考 题6-1、齿轮传动应满足的基本要求是什么?渐开线是怎样形成的?它具有哪些重要性质?P65-676-2、渐开线齿条的齿廓是直线,与其共轭的曲线是什么?P66-67 6-3、齿轮机构保持传动比不变的条件是什么?齿廓啮合基本定律如何用公式表达?P67 6-4、节圆与分度圆、压力角与啮合角有何区别?P716-5、渐开线圆柱齿轮正确啮合条件及连续传动的条件各是什么?P70-716-6、何谓根切现象?根切对齿轮带来什么影响?标准渐开线直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是多少?P736-7、什么是重合度,它的意义是什么?P716-8、一对斜齿轮在啮合传动时,齿廓接触线的长度是如何变化的?P86 6-9、在斜齿轮和锥齿轮中引入当量齿轮的目的是什么? P87,P916-10、锥齿轮的标准参数在什么位置?计算强度在什么位置取模数?P91,P94 6-11、与齿轮传动比较,说明蜗轮蜗杆传动的特点和应用范围。
P94-956-12、为什么在一对齿轮传动中小齿轮的材料和齿面硬度都要高于大齿轮?P85 6-13、为什么要应用轮系?齿轮系有几种类型?试举例说明。
P101-1026-14、定轴轮系中传动比大小应如何计算?怎样确定轮系输出轴的转向?P102-103 6-15、什么是惰轮?它有何用途?P1036-16、什么是转化轮系?如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比?P104 6-17、周转轮系中两轮传动比的正负号与该周转轮系转化机构中两轮传动比的正负号相同吗?为什么?P1046-18、如何从复杂的复合轮系中划分出各个基本轮系?P106习 题6-1、若已知一对标准直齿圆柱齿轮传动,其齿数251=z ,1002=z ,模数mm m 4=,试确定这对齿轮的1d 、2d 、1a d 、2a d 、1f d 、2f d 的值及其中心距a 值。
解:mmmz d 10025411=⨯==mm mz d 400100422=⨯==mm h z m d a a 108)1225(42(*11=⨯+⨯=+=)mm h z m d a a 408)12100(42(*22=⨯+⨯=+=)mm c h z m d a f 91)25.01225(42(**11=-⨯-⨯=--=) mm c h z m d a f 391)25.012100(42(**22=-⨯-⨯=--=)mm m z z a 25024)25100(2)(21=⨯+=+=3. 图6.57中给出了一对齿轮的齿顶圆和基圆,轮1为主动轮且实际中心距大于标准中心距,试在此图上画出齿轮的啮合线,并标出:极限啮合点N1、N2,实际啮合的开始点和终止点B1、B2,啮合角α',节圆并说明两轮的节圆是否与各自的分度圆重合。
机械设计基础课件 第六章 带传动
O1 n1
F0 F1 O2
30/115
工作中
第三节 带传动工作情况分析
有效拉力 F 由工作条件确定
31/115
1000P F v
带轮之间的产生的摩擦力也越大 有效拉力可否无限大?
功率 圆周速度
带速一定时,传递的功率越大,有效拉力越大,要求带与
带 传 动
摩擦型 传动
带剖面
V 带
多楔带 圆形带
具体应用
窄形V带、
汽车V带、
宽V带等
啮合型 传动
同步带
第二节 带传动类型及工作原理
二、摩擦型带传动 传动带张紧在主、从动轮上产生张紧力 带与两轮的接触面间产生摩擦力 主动轮旋转时,正压力产生摩擦力拖拽带 运动,同样带拖拽从动轮旋转
14/115
d1
d2
第二节 带传动类型及工作原理
类型: 按带的截面形状,分为 平带传动 V带传动 多楔带传动 圆形带传动等具体型式。
15/115
第二节 带传动类型及工作原理
截面为矩形 内表面为工作面 带挠性好 带轮制造方便 适合于两轴平行,转向相同的
平带传动
16/115
远距离传动 轻质薄型的平带广泛用于高速 传动,中心距较大等场合
许多工作机的转速需要能根据工作要求进行调整, 而依靠原动机调速往往不经济,甚至不可能,而用 传动装臵很容易达到调整速度的目的
传动装置
(3) 改变运动形式
5/115
原动机的输出轴常为等速回转运动,而工作机要求的 运动形式则是多种多样的,如直线运动, 螺旋运动,间 歇运动等,靠传动装臵可实现运动形式的改变 (4) 增大转矩 工作机需要的转矩往往是原动机输出转矩的几倍或 几十倍,减速传动装臵可实现增大转矩的要求 (5) 动力和运动的传递和分配 一台原动机常要带动若干个不同速度,不同负载的工 作机,这时传动装臵还起到分配动力和运动的作用。
第六章-带传动ppt课件(全)
外载荷引起的圆周力大于全部 Ff
摩擦力,带将沿轮面发生滑 动
柔韧体的欧拉公式: F1 F2ef
F2 松边
紧边
F1
影响因素:
F0越大越好吗? 越小呢?
• 初拉力F0↑→Fmax↑
• 包角α↑→Fmax↑,α↑→带与带轮接触弧越长→总摩擦力越大
• 摩擦系数 f↑→ Fmax↑
摩擦力分析: • 比较平带与V带
aa0
Ld
Ld0 2
(圆整)
二、V带轮的设计
带轮的结构设计包括: 根据带轮的基准直径选择结构形式; 根据带的型号确定轮槽尺寸; 根据经验公式确定带轮的腹板、轮毂等结
构 尺寸; 绘出带轮工作图,并注出技术要求等。
6-5 V带传动的张紧、安装和维护
一、V带传动的张紧装置
• 为什么要张紧? • P=Fecv/100 →调整F0 →增大Fec • 但安装制造误差、塑性变形 F0不保证 设张紧装
1、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 总长不变 带增长量=带缩短量
F1-F0=F0-F2 ;
F1+F2=2F0
有效拉力: F1 - F2 即带所传递的圆周力F
圆周力F:F = F1 - F2 = Ff 功率:
P Fv 1000
2、最大有效拉力
❖ 由带弯曲产生的弯曲应力: σb1,σb2
s b1
2 yE dd1
s b2
2 yE dd2
变应力→疲劳破坏
最大应力: smax=s1+sb1+sc 发生位置: 小带轮与紧边接触处
四、带传动失效形式及设计准则
• 失效形式:打滑、带的疲劳损坏 • 设计准则:F≤Ffmax、 smax=s1+sb1+sc≤[s] • 设计依据:保证不打滑的条件下,使带具有一定的
第六章 带传动和链传动
缺点:
1)带的寿命短,在有油的场合,寿命更短;
2)对摩擦带传动,传动比不恒定; 3)效率较低。
一、带传动的类型、结构和特点
1、按传动布置情ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分:
开口传动:两轴平行,ω1、ω2同向。 交叉传动:两轴平行,ω1、ω2反向。 半交叉传动:两轴交错,不能逆转。
坏(脱层、撕裂、拉断);
2、当带在进入小带轮时应力达到 最大值,其值为: max 1 c b1 3、带的疲劳强度条件是: max 1 c b1 式中:
σmax
—带的许用应力。
4、单根V带能传递的最大功率P0 由 P0 F1 (1
2、张紧轮方式
当中心距不能调节时,可采用张紧轮将带张紧,如图所示。 张紧轮一般放在松边的内侧,尽量靠近大轮,以免过分影响带 在小轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同,且直径小 于小带轮的直径。
度过小影响功率;反之,则带传动外廓尺寸增大。
普通V带轮最小基准直径如下:
带型 Dmin Y Z A B C D E
20
50
75
125
200
355
500
(2)验算带速v
v
d1 n1
60 1000
m/s
取10-20m/s
(3)大带轮的基准直径由下式计算:
D2 iD1
带轮的基准直径应符合带轮基准直径尺寸系列:
(3)增大包角α1
α↑→Fmax ↑ 当i>1时:α1< α2,打滑从小带轮开始,∴限制α1不能太小。 结论: (1)α1≥120°;(2)水平或近似水平布置:松边在上。
15、第六章、带传动(普通V带传动的设计计算)
(6、16)式
要满足疲劳强度条件,有
(6、17)式
把(6、17)式代入(6、16)式得带传动在既不打滑又具有一 定疲劳强度的条件下,能传递的最大有效圆周力为: (6、18)式
工作原理:以张紧在两轮上的带作为中间挠性件,靠带与轮接触 面间产生摩擦力来传递运动与动力。主要特点:有过载保护、缓 冲吸振作用,运行平稳无噪音,适于远距离传动,制造、安装精 度要求不高。但传动比i不恒定,有打滑,使带寿命较短,张紧力 较大,轴上压力较大,结构尺寸较大、不紧凑等。
2、V带的结构及型号各是什么?
(6、20)式
功率增量:
(6、21)式
式中:Kα——包角系数,见表6-4; KL——长度系数,见表6-5; Kb——弯曲系数,见表6-6; Ki——传动比系数,见表6-7; n1——小带轮转速。
二、普通V带传动的设计计算 已知条件:P,n1,n2 或i ,传动布置要求(中心距a), 工作条件等。 要求: 带——选型号,根数,带长; 轮——Dmin,结构,尺寸,中心距(a), 轴压力Q等。
布置作业:
6-4-1、带传动的失效形式是什么?
带传动的失效形式是:1)打滑;2)带的疲劳破坏。
6-4-2、带传动的设计准则是什么?
带传动的设计准则是保证带在不打滑的前提下,具有足够的疲劳强度 和寿命。
6-4-3、带传动的传动比为什么不宜过大?小带轮直径 为什么不宜过小?带速为什么不宜过低?
带传动的传动比过大,会造成外廓尺寸庞大,机构不紧凑;小带 轮直径d1过小,会造成带的弯曲应力较大,影响带的使用寿命。 带速V过低,由P=FV可知,传递同样功率< P时,圆周力F太大,寿 命↓。
机械设计基础 齿轮传动
二、齿轮连续传动的条件
在啮合过程中,如果前一对齿轮到达B1点 终止啮合时,而后一对轮齿尚未在啮合线上进 入啮合,则不论保证两轮实现传动比的连续传 动,从而破坏了传动的平稳性。
第一系列1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50
第二系列1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45
注:1、本表摘自GB1357-87。 2、本表适用于渐开线圆柱齿轮,对斜齿轮是指
3.渐开线齿廓的中心距可 分性
当一对渐开线齿轮制成 之后,其基圆半径不变,因 而两轮由的式中心距i 稍12有可 rr改知bb12 变,,即其使 角速比仍保持原值不变。这 种性质称为渐开线齿轮传动 的可分性。
§6-4 标准直齿 圆柱齿轮的主要 参数和几何尺寸 计算
一.概念
齿根齿圆轮直齿径数用用df z表表示示。;齿顶圆直径用da表示; 槽宽任用意e直k表径示d;k 的齿圆距周,上用,pk 齿表厚示用。sk 表示;齿
§6-1齿轮传动的类型和基本要求
一、齿轮传动的类型
1.平面齿轮传动
• 直齿圆柱齿轮传动 • 平行轴斜齿圆柱齿轮传动 • 人字齿轮传动
§6-1齿轮传动的类型和基本要求
一、齿轮传动的类型
2.空间齿轮传动
• 圆锥齿轮传动 • 交错轴斜齿轮传动 • 蜗杆传动 • 准双曲面齿轮传动
二、齿轮传动的基本要求
中心距 a= r1’+r2’ 传动比 i= r2’/r1’
机械设计试题及答案第六章 带传动
6-4带传动在工作时,设小带轮为主动轮,则带内拉应力的最大值是发生在 带的_______处。
答案:紧边进入小带轮处。 6-5带传动不能保证精确的传动比,其原因是__________。 答案:带的弹性滑动。 6—6带传动的设计准则是___________。 答案:在不打滑的情况下,带具有一定的疲劳强度和寿命。 6-7计算小带轮上包角a1的公式是___________。 答案: (式中, D1 为小带轮直径;D2 为大
6-43 某工作机械用转速为 720 r/min的异步电动机,通过一增速V带传动 来驱动,采用B型带,小带轮直径为125mm,大带轮直径为250 mm,现在 需使工作机械的转速提高10%,可采用哪种较合理的措施? (1)换用电动机;(2)增大主动轮直径;(3)减小主动轮直径; (4)减小从动轮直径。 答案;增大主动轮直径。 6-44 B型 V带传动的初应力0= 1. 4 MPa,包角 a1= 140 ,带的根数 z=6则传动作用在带轮轮上的力F是多少N? (1)1779;(2)1979;(3)2179;(4)2379。 答案:2179。 6-45 当带的线速度v<= 30 m/s时,一般采用何种材料来制造带轮? (1)铸铁;(2)优质铸铁;(3)铸钢; (4)铝合金。 答案:铸铁。 6-46 标准V带传动的带速,不宜超过下列哪个数值? (1)15 m/s;(2)25 m/s;(3)35 m/s;(4)45 m/s。 答案:25 m/s。
6-39为保证带在工作时不打滑,带传递的圆周力Ft与紧边拉力F1应保持哪 种关系?
答案:
。
6-40设计一C型 V带传动时,取小带轮直径为D = 400mm,发现带速已超过 极限值,这时哪种修改设计的办法是比较合理的? (l)降低原动机的转速;(2)换用适用于高速下的特殊V带; (3)减小带轮直径; (4)增大带轮直径。 答案;减小带轮直径。 6-41 一定型号的V带传动,在小带轮的转速已知时,所能传递功率的增量, 取决于哪个参数? (1)传动比;(2)小带轮上的包角;(3)带的线速;(4)小带轮直径。 答案:传动比。
第六章挠性传动
• 梯形齿同步带分为单面同步带(常用)和 双面同步带两种。
• 同步带按节距不同分为最轻型MXL、超轻 型XXL、特轻型XL、轻型L、重型H、特重 型XH、超重型XXH七种。
• 同步带的标记内容和顺序为带长代号、带 型、宽度代号,如XXL型单面带的标记:
6.7 带的张紧与维护
一、带的张紧方法
定期张紧法,加张紧轮法 张紧轮位置:①松边常用内侧靠大轮
②松边外侧靠小轮
滑道式
摆架式
张紧轮
二、带的维护
①安装时不能硬撬(应先缩小a或顺势盘上) ②带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触,以免腐蚀带, 不能曝晒 ③不能新旧带混用(多根带时),以免载荷分布不匀 ④防护罩 ⑤定期张紧 ⑥安装时两轮槽应对准,处于同一平面
带工作中会跑偏。
• 二、带轮设计
• 带轮的结构设计,主要是根据带轮的节圆 直径、轴间距及安装形式确定结构形式及尺 寸。
• 三、同步带传动的设计计算
• 已知:传动的用途、传递的功率、大小带 轮的转速或传动比以及传动系统的空间尺寸 范围等。
• 设计:同步带的型号、带的长度及齿数、 中心距、带轮节圆直径及齿数、带宽及带轮 的结构和尺寸。
中带比较薄,比较轻。
齿孔带传动
三、V带及其标准
中性层(节面)
带轮基准直径D 基准长度Ld(公称长度)
1.强力层(帘布、线绳)2。拉压层(橡胶) 3.保布层(胶帆布)
标注:例 A 2240——A型带 公称长度 Li=2240mm
工作时三角带将陷入带轮的梯形槽内,通过楔形效应在 两侧面上产生摩擦闭合作用。这样可以产生很大的摩擦力, 不易打滑。承载能力比平带传动要大。
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(3)V带轮槽角φ 指带轮横截面两侧边夹角,带轮 直径越小,带弯曲变形程度越大,楔角越小。为 保证弯曲变形后的带与带轮两侧面接触良好,槽 角φ应小于带的楔角α。
2.V带轮的结构
V带轮有实心式、腹板式、孔板式和轮腹式四种结构
图6-9 V带轮结构 a)实心式 b)腹板式 c)孔板式 d)轮腹式
3.V带轮材料 V带轮材料主要根据带速确定,带速v≤20m/s,采用 HT150、HT200等铸铁材料;带速v≥20~45m/s, 采用铸钢;传递功率较小的带轮可选用铸铝或工 程塑料。
d d 1 n1
60 1000
d d 2 n2
60 1000
4.初定中心距a0
中心距大小应适当,中心距太大,外廓尺寸也越大, 传动时还会引起V带发生颤动;中心距太小,小带 轮包角也越小,摩擦力减小而影响带传动有效拉 力;此外,中心距小,带单位时间内挠曲次数增 多,带的寿命降低。 一般初定中心距按下列公式确定
2.使用张紧轮 张紧轮是为改变带轮的包角或控制带的张紧力而压 在带上的随动轮。当两带轮中心距不能调整时, 使用张紧轮定期将带张紧
(1)平带传动的张紧轮使用
平带传动张紧轮应安放在松边外侧,靠近小带轮处, 这样可以增大小带轮包角,提高平带的传动能力
(2)V带传动的张紧轮使用
V带传动张紧轮应安放在松边内侧,靠近大带轮处。 张紧轮若放在带的外侧,带在传动中受双向弯曲 会影响带的使用寿命;张紧轮安放带的内侧,带 传动中只受单方向弯曲,但会使小带轮包角减小, 影响带的传动能力,为不使小带轮包角减小过多, 应靠近大带轮处。
带传动布置方式有水平带传动、倾斜带传动和垂直 带传动三种
水平放置
倾斜放置
垂直放置
1.水平带传动
两带轮轴线处于水平位置,应用最广;安装中应将 松边放在上方,避免带因自重作用产生下垂而减 小小带轮包角,影响传动效果
2.倾斜带传动
两带轮轴线处于倾斜位置,如机床电机带传动及各 种传输带,安装中也应将松边置于上方。
第一节解带传动的类型。 2.理解摩擦型带传动工作原理。 3.掌握传动比及弹性滑动概念。 4.掌握带传动的特点及应用场合。
一、带传动类型及工作原理
1.带传动的类型
2.带传动的工作原理
紧边:进入主动轮一边带拉力增大到带被拉紧 松边:绕出主动轮一边的带拉力下降,带被放松, 有效圆周力:两边拉力差F=F1-F2 有效圆周力数值上等于带与带轮接触弧上摩擦力总 和,其最大值与初拉力F0、摩擦因数、带与带轮 接触弧长度(包角α)有关。
带工作前预紧力
带工作中拉力变化
二、带传动的传动比
带传动的传动比i12等于主、从动轮转速之比。 表达式为
n1 i12 n2
式中
n1 —主动轮转速,r/min; n2—从动轮转速,r/min。
三、打滑与弹性滑动
1.打滑 过载:带所传递的圆周力大于带传动有效圆周力(即 带与带轮接触面的摩擦力总和)。 打滑:过载时,带沿着轮面产生全面的滑动现象 打滑将造成带磨损加剧,从动轮转速急剧降低,带 传动失效,应予以避免。另一方面,过载打滑可 以防止薄弱零件的损坏,起到过载保护作用。 提示:小带轮带与带轮接触面小,故带传动打滑一般 出现在小带轮上
近年来,平带传动逐渐被V带传动所取代,但在远距 离、高速、多轴传动情况下,依然采用平带传动。
第三节 V带传动
【学习目标】 1.了解V带的结构和类型。 2.了解V带轮的参数与结构。 3.掌握V带传动参数选用要点。 4.掌握V带传动的正确使用。
一、V带的结构和类型
V带是一种无接头的环形带,其截面为等腰梯形,工作面是 与V带轮相接触的两侧面 V带结构有帘布结构和线绳结构两种
计算初定基准长度Ld0后,需按基准长度系列进行圆 整取相近的基准长度Ld。基准长度确定后按下列 公式计算实际中心距a
Ld Ld 0 a=a0+ 2
6.验算小带轮包角α1
V带传动小带轮包角计算公式
α1=180
d d 2 d d1 57.3 a
V带传动应使小带轮包角α1≥120° 若V带传动包角不能满足要求,应减小传动比或增大 两带轮中心距使小带轮包角满足要求
3.验算带速v
V带传动中,带速不能太大也不能太小。带速过大, V带作圆周运动时,离心惯性力增大,V带拉长, 带与带轮间压力减小,导致摩擦力减小,有效圆 周力减小,引起打滑。带速过小,传递相同功率 时,所需有效圆周拉力过大,也易引起打滑。一 般带速控制在5m/s≤v≤25m/s之间。 不考虑弹性滑动影响,带速等于大、小带轮圆周线 速度 ,且为: v=v1=v2=
二、平带传动的主要参数
(1)包角α 包角是指带与带轮接触弧所对的圆心角,包角的大 小,反映带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。 包角越小,接触弧长越短,接触面间所产生的摩擦 力总和越小,传动能力也越小 一般平带传动要求包角α≥150°
α1≈180°-
D 2 D1 ×60° a
(2)带长L
平带带长是指带的内周长度,开口式带传动带长可 按下列公式计算
V带标记通常压印在带顶面
2.V带传动的应用特点
V带传动与其他摩擦类带传动一样,传动平稳、传递 距离远、过载会打滑,传动比不准确等,相对于 平带传动,还具有如下特点 :
1)结构紧凑,应用更广。 2)摩擦力大,传递功率大,相同条件下传动能力为 平带的三倍。 3)传动效率低于平带,价格高、寿命短。 4)V带传动只用于开口式。
3.V带安装方法及松紧程度
将带套在小带轮上,再旋入大带轮中,安装好后, 调整带的松紧程度,不宜过松或过紧。带过松, 不能保证足够的张紧力,传动时易打滑;带过紧, 张紧力过大,传动中带磨损加剧,寿命缩短 中等中心距情况下,以大拇指能够将带压下15mm左 右,则张紧程度合适
4.V带定期检查与调整
定期检查并及时调整,发现不宜继续使用的V带应及 时更换,更换时应一组同时更换,不能新、旧带 混用
第二节 平带传动
【学习目标】 1.了解平带传动的形式。 2.掌握平带传动的主要参数及选择。 3.了解平带传动的接头方式。 4.掌握平带传动的特点及应用。
一、平带传动的形式
(1)开口传动。两轴平行,两带轮宽对称平面重合,转向 相同的带传动,在平带传动中应用最广。 (2)交叉传动。两轴平行,两带轮宽 对称平面重合,转向相反的带传动, 在平带传动中应用较广。 (3)半交叉传动。两带轮轴线 空间交错的带传动,通常交错角 为90°, (4)角度传动。 通过导轮实现两带轮轴线相交 的带传动。
六、V带传动安装与正确使用
1.V带型号及基准长度选择。
选择V带时,型号及基准长度不能搞错,保证带在带 轮槽中的正确位置
正确
错误
错误
2.V带安装要求
V带安装时,要求两带轮轴线相互平行,两带轮对应 V形槽的对称平面重合,误差不超过20′。带轮安 装在轴上不得摇晃摆动,以免传动中V带发生扭曲 和工作面过早磨损,缩短带的寿命。
7.确定带的根数z
在规定条件下(载荷平稳、包角α=180°、传动比 i=1),单根带的传递额定功率P0与V带型号、小 带轮基准直径及小带轮转速有关
若包角不等于180°,按包角系数进行修正,
修正公式为
[P0]=P0Kα kW
V带根数
z≥
Pc [ P0 ]
五、V带标记及应用特点 1.V带标记
普通V带标记由型号、基准长度和标准号三部分组成
三、V带传动比
不考虑V带弹性滑动,V带传动比等于主、从动轮转 速之比,也等于两带轮基准直径反比,公式:
i=
n1 d d 2 n2 d d 1
为使小带轮包角不至于过小及带传动轮廓尺寸不至 于过大,V带传动比一般i≤7。
四、V带传动主要参数选择要点
1.确定计算功率Pc,选择V带型号 计算功率Pc计算公式为 Pc=KAP kW
二、V带轮参数与结构
1.V带轮主要参数
(1)基准宽度bd 带轮上与带节面处于同一位置的 轮槽宽度称为带轮的基准宽度,其大小等于带节 宽(bd=bp)
(2)基准直径dd
基准宽度bd处的带轮直径称为V带的基准直径。基准直径越 小,带在带轮上弯曲变形越严重,弯曲应力越大,带的寿 命越短,故各种型号的V带都规定有最小基准直径ddmin。
根据计算功率Pc及主动轮转速n1参照图选择V 带型号。
2.确定两带轮基准直径
小带轮基准直径应大于等于带的最小基准直径ddmin, 即dd1≥ddmin,当然也不能太大,否则带传动外 廓尺寸增大。 大带轮直径根据传动比计算,即 dd2=idd1 注意:计算后的dd1、dd2均需按表6-2所示的带轮标 准直径系列进行圆整。
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
5.计算带基准长度Ld
带基准长度是V带在规定张紧力作用下,位于带轮基 准直径上的周线长度,又称公称长度
初定基准长度Ld0。根据初定中心距a0进行, 计算公式为 Ld0=2a0+
(d d 2 d d 1 ) 2 (d d 1 d d 2 ) 2 4a 0
3.垂直带传动
两带轮轴线处于垂直位置,如车床电机带传动、缝 纫机带传动等
二、带传动的张紧
常用的张紧方法有两种:调整中心距和使用张紧轮 1.调整中心距 调整中心距是通过增大两带轮轴线间距离,以增大 初拉力,实现张紧目的,有定期张紧和自动张紧 两种 (1)定期张紧
(2)自动张紧
靠电动机及摆架自身重量调整带的初拉力,实现张紧,多用 于小功率传动中
帘布结构
线绳结构
帘布结构制造方便,抗拉强度大,应用较广;线绳结构柔韧 性好,抗弯曲疲劳性能好,但抗拉强度低,适用于载荷不 大、带轮直径较小和转速较高的场合
2.V带类型及截面尺寸
普通V带已标准化,按截面尺寸由小到大分为Y、Z、 A、B、C、D、E七种,Y型带截面尺寸最小,E型带 截面尺寸最大;相同条件下,截面尺寸越大,带 传递功率也越大