机械设计基础课件31常用机械传动.ppt

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1、洛阳高专用 第第3章章 常用机械传动常用机械传动传动装置：将能量由原动机传递到工作机的一套装置传动装置：将能量由原动机传递到工作机的一套装置原因：原因：（1）工作机的工作机构所需要的速度常常与原动机的）工作机的工作机构所需要的速度常常与原动机的输出速度不一致；输出速度不一致；（2）工作机的工作机构的速度经常需要变换，而直接）工作机的工作机构的速度经常需要变换，而直接通过变换原动机的速度不经济，甚至不可能；通过变换原动机的速度不经济，甚至不可能；（3）工作机的工作机构在工作时常要改变运动形式。）工作机的工作机构在工作时常要改变运动形式。传动方式：机械传动、液压传动、气压传动、电气传动传动方式：机

2、械传动、液压传动、气压传动、电气传动洛阳高专用 33-1 带传动带传动带传动的组成：带传动的组成：主动轮主动轮1、从动轮、从动轮2、环形带、环形带3。工作原理：工作原理： 安装时带被张紧在带轮上，产生的安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力初拉力使得带与使得带与带轮之间产生带轮之间产生压力压力。主动轮转动时，依靠。主动轮转动时，依靠摩擦力摩擦力拖动拖动从动轮一起同向回转。从动轮一起同向回转。1n2n12F0F0F0F0洛阳高专用 类型类型平皮带平皮带V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型同步带同步带圆形带圆形带 -摩擦牵引力大 -摩擦牵引力大 -牵引力小，用于仪器牵引力小，用于仪器带传

3、动的类型带传动的类型抗拉体洛阳高专用 带传动的传动方式：带传动的传动方式：开口传动两轴平行、两轮向同一方向转动；开口传动两轴平行、两轮向同一方向转动；交叉传动两轴平行、两轮向相反方向转动，传动交叉传动两轴平行、两轮向相反方向转动，传动 带的紧边和松边在交叉处有摩擦，易磨带的紧边和松边在交叉处有摩擦，易磨 损；损；半交叉传动两轴在空间成半交叉传动两轴在空间成900交叉，只能单向传动。交叉，只能单向传动。洛阳高专用 213 .57180 12dd带传动的几何关系带传动的几何关系中心距中心距a包角包角: 2因因较小较小, ,sin以代入得代入得: :)(12raddd带长带长: :ADBCABL 2

4、)2(2)2(2cos212dda22211sin1cos以代入得：及add212add212)()(2cos21221ddddaaCADBd1d2洛阳高专用 addddaL4)(222122111CADBd1d2a带长带长: :已知带长时，由上式可得中心距已知带长时，由上式可得中心距 : : 8)( 8)(2)(221222121ddddLddLa带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上，而且当带工作一段时间之后，因带永久伸长而松弛时，还应当重新张紧。洛阳高专用 带传动的优点：带传动的优点：1. 适用于中心距较大的传动；适用于中心距较大的传动；2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；带具有

5、良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；件的损坏；4. 结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。带传动的缺点：带传动的缺点：1. 传动的外廓尺寸较大；传动的外廓尺寸较大；2. 需要张紧装置；需要张紧装置；3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4. 带的寿命较短；带的寿命较短；5. 传动效率较低。传动效率较低。洛阳高专用 应用：应用：中、小功率电机与工作机之间的动力传递。中、小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广，带速：带传动应用最广，带速：

6、 v=525 m/s 传动比：传动比：i=7 效率：效率： 0.90.95洛阳高专用 带传动的工作原理带传动的工作原理F0F0F0F0静止时，带两边的初拉力相等：静止时，带两边的初拉力相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：F1 = F2 = F0 为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1 F2 F1 ，紧边F2 松边F1F2F1F2紧边紧边松边松边设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：等：F1 F0 = F0 F2 从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2n1n2F

7、0 = (F1 + F2 )/2洛阳高专用 当圆周力当圆周力FF Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动失效。导致传动失效。称称 F1 - - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：为有效拉力，即带所能传递的圆周力：F = F = F1 - - F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：1000FvP dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d2取一小段弧进行分析：取一小段弧进行分析：参数如图 正压力：正压力

8、：dFN 两端的拉力：两端的拉力：F 和和F+dF 力平衡条件：力平衡条件：忽略离心力, 水平、垂直力分别平衡2sin)(2sinddFFdFdFN2cos2cos)(dFddFFfdFN摩擦力：摩擦力： f dFN 洛阳高专用 由力平衡条件：由力平衡条件：2sin)(2sinddFFdFdFN2cos2cos)(dFddFFfdFN12cos,22sindddd很小，可取因2ddF 去掉二阶微量FddFNfdFdF012fdFdFFFfFF21ln积分得：积分得：紧边和松边的拉力之比为：紧边和松边的拉力之比为：feFF21绕性体摩擦的基本公式绕性体摩擦的基本公式 dFfdFN洛阳高专用 联立

9、求解：联立求解：11ffeeFF)11 (121feFFFF112feFF F f分析：分析： V带传动与平皮带传动初拉力相等时，它们的法向力则不同。平带的极限摩擦力为平带的极限摩擦力为: FN f = FQ f FN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN= =FQ/sin(/sin(/2)/2)/2/2则则V带的极限摩擦力为带的极限摩擦力为 ：f -当量摩擦系数当量摩擦系数, f fQQNFffFfF2sinQNFffF2sinfeFF21F=F=F1 - - F2洛阳高专用 在相同条件下在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。带能传递较大的功率。或在传递功率相同时，或在传递功率相同时，V带传

10、动的结构更为紧凑。带传动的结构更为紧凑。用用 f 代替代替 f 后，得以下计算公式：后，得以下计算公式：21feFF)11 (11112121ffffeFFFFeFFeeFF11ffeeFF)11 (121feFFFF112feFF21feFF洛阳高专用 F2F2F1F1带传动的传动比带传动的传动比 设设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为变形量为：这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。弹性滑动。 紧边：紧边：松边：松边：AEF11AEF22 F F1 1 F F2 2 1 1 2 2带绕过带绕过主

11、动轮主动轮时，将逐渐缩时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使短并沿轮面滑动，使带速落带速落后于轮速。后于轮速。带经过带经过从动轮从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带带速超前于轮速。速超前于轮速。smndv/100060111smndv/100060222总有：总有：v v2 2 v v1 1 从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1洛阳高专用 得从动轮的转速：得从动轮的转速：带传动的传动比：带传动的传动比：2112)1(ddnn)1(12dd21nni V V带传动的滑动系数带传动的滑动系数=0.01=0.010.02，一般可忽略不计。，一般可忽略不计。定义：定义：1122

12、11121ndndndvvv为滑动系数。为滑动系数。洛阳高专用 V带传动带传动V V带可分为：带可分为：普通普通V带、窄带、窄V带、宽带、宽V带、大楔角带、大楔角V带、带、汽车汽车V带等类型。其中普通带等类型。其中普通 V V带应用最广。带应用最广。一、一、V V带的规格带的规格组成：组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。抗拉体、顶胶、底胶、包布。帘布芯结构帘布芯结构绳芯结构绳芯结构包布包布顶胶顶胶抗拉体抗拉体底胶底胶节线节线节面节面节线：节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。弯曲时保持原长不变的一条周线。节面：节面：全部节线构成的面。全部节线构成的面。洛阳高专用 bbdh =40，h/bd =0.7

13、的的V带称为普通带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。带。已经标准化，有七种型号。 型型 号号 O A B C D E F 顶宽顶宽b 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角每米质量每米质量q（kq/m） 0.06 0.01 0.17 0.30 0.62 0.90 1.52表表13-1 普通普通V带的截面尺寸（带的截面尺寸（GB11544-89）40 在在V带轮上，与所配用带轮上，与所配用V带的节面宽度带的节面宽度相对应的带轮直径称为相对应的带轮直径称为基准直

14、径基准直径d。dV带在规定的张紧力下，位于带轮基准带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为直径上的周线长度称为基准长度基准长度Ld 。标准长度系列详见下页表标准长度系列详见下页表13-2 ，P202bd洛阳高专用 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450

15、1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 125001400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83

16、 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld / mm Y Z Ld / mm 基准长度基准长度 KL 基准长度基准长度 KL 表表13-2 普通普通V带的长度系列和带长修正系数（带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88洛阳高专用 =40，h/bd =0.9的的V带称为窄带称为窄V带。带。与普通与普通V带相比，高度相同时，宽度减小带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载，而承载能力提高能力提高1.52.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。的场合。bh40 型型 号号 宽度宽度b(mm) 高度高度 h(mm) 3 v 9.5 (3/8英寸英寸) 8 A , B型型 5 V 16.0(5/8英寸英寸) 13.5 B, C , D型型8 V 25.4(1英寸英寸) 23 D, E, F型型窄窄V带的结构及截面尺寸带的结构及截面尺寸可替代的可替代的 普通普通V带带洛阳高专用 带传动的应力分析带传动的应力分析工作时，带横截面上的应力由三部分组成：工作