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1、第三篇 機(jī)械傳動(dòng)一一.傳動(dòng)的重要性：傳動(dòng)的重要性：二二.機(jī)械傳動(dòng)分類：機(jī)械傳動(dòng)分類：機(jī)機(jī)械械傳傳動(dòng)動(dòng)按傳動(dòng)比按傳動(dòng)比是否變化分是否變化分摩擦傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)直接接觸直接接觸靠中間件靠中間件齒輪、蝸桿齒輪、蝸桿及螺及螺旋傳動(dòng)旋傳動(dòng)鏈、同步帶傳動(dòng)鏈、同步帶傳動(dòng)定傳動(dòng)比傳動(dòng)定傳動(dòng)比傳動(dòng)變傳動(dòng)比傳動(dòng)變傳動(dòng)比傳動(dòng)有級(jí)變速傳動(dòng)有級(jí)變速傳動(dòng)無級(jí)變速傳動(dòng)無級(jí)變速傳動(dòng)按傳動(dòng)按傳動(dòng)方式分方式分直接接觸直接接觸靠中間件靠中間件1.1.調(diào)整速度：減速箱，變速器調(diào)整速度：減速箱，變速器2.2.改變運(yùn)動(dòng)形式：回轉(zhuǎn)，擺動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)形式：回轉(zhuǎn)，擺動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)3.3.傳遞動(dòng)力

2、、能量分配：一原動(dòng)機(jī)帶多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力、能量分配：一原動(dòng)機(jī)帶多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)4.4.安全，維護(hù)，尺寸等需要安全，維護(hù)，尺寸等需要(分離、制動(dòng)分離、制動(dòng))。三三.機(jī)械傳動(dòng)裝置類型選擇的一般依據(jù)機(jī)械傳動(dòng)裝置類型選擇的一般依據(jù)1.1.功率與效率（功率與效率（P137P137表表2 2）：）：2.2.速度（速度（P138P138表表3 3）：）：速度是傳動(dòng)的主要運(yùn)動(dòng)特性之一。速度是傳動(dòng)的主要運(yùn)動(dòng)特性之一。不同的運(yùn)動(dòng)形式受不同的運(yùn)動(dòng)形式受 不同因素的限制，如動(dòng)載荷，離心力，振動(dòng)，發(fā)熱等影響。不同因素的限制，如動(dòng)載荷，離心力，振動(dòng)，發(fā)熱等影響。3.3.傳動(dòng)比：傳動(dòng)比：3.3.工作環(huán)境：工作環(huán)境：空間大小、

3、噪聲、防塵、防爆?？臻g大小、噪聲、防塵、防爆。效率效率是評(píng)定傳動(dòng)性能的主要指標(biāo)之一。是評(píng)定傳動(dòng)性能的主要指標(biāo)之一。效率低不適于大功率、經(jīng)常工作的機(jī)械。效率低不適于大功率、經(jīng)常工作的機(jī)械。傳遞功率傳遞功率受多種因素的影響，如傳動(dòng)原理、承載能受多種因素的影響，如傳動(dòng)原理、承載能力、載荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。力、載荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。嚙合傳動(dòng)的功率大于摩擦傳動(dòng)；嚙合傳動(dòng)的功率大于摩擦傳動(dòng)；本篇內(nèi)容：本篇內(nèi)容：帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)第八章第八章 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)基本要求：基本要求：1 1）熟悉帶的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；）熟

4、悉帶的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；2 2）掌握帶傳動(dòng)的受力分析、彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象和帶傳動(dòng)）掌握帶傳動(dòng)的受力分析、彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象和帶傳動(dòng) 的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；3 3）掌握）掌握V V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法以及提高帶傳動(dòng)承載能力措施；帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法以及提高帶傳動(dòng)承載能力措施；4 4）了解各種類型傳動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)和應(yīng)用，并加以）了解各種類型傳動(dòng)帶的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)和應(yīng)用，并加以 比較。著重了解平帶傳動(dòng)比較。著重了解平帶傳動(dòng)V V帶傳動(dòng)的特點(diǎn)。帶傳動(dòng)的特點(diǎn)。5 5）了解帶傳動(dòng)的張緊方式和帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。）了解帶傳動(dòng)的張緊方式和帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。重重 點(diǎn)：點(diǎn)：1 1）傳動(dòng)的

5、工作情況分析、彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象和帶傳動(dòng)）傳動(dòng)的工作情況分析、彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象和帶傳動(dòng) 的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；2 2）提高帶傳動(dòng)承載能力的措施；）提高帶傳動(dòng)承載能力的措施；3 3）平帶傳動(dòng)、）平帶傳動(dòng)、V V帶傳動(dòng)的特點(diǎn)；帶傳動(dòng)的特點(diǎn)；8-1 8-1 概概 述述一一.帶傳動(dòng)的組成及工作原理：帶傳動(dòng)的組成及工作原理：2.2.工作原理：工作原理：靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。工作前：工作前：帶已受到預(yù)拉力的作用，使帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生壓力，帶已受到預(yù)拉力的作用，使帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生壓力，工作時(shí)：工作時(shí)：主動(dòng)輪通過摩擦力使帶

6、運(yùn)動(dòng)，帶通過摩擦力使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)輪通過摩擦力使帶運(yùn)動(dòng)，帶通過摩擦力使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。1.組成：主動(dòng)輪組成：主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪、從動(dòng)輪2、傳動(dòng)帶、傳動(dòng)帶3按帶的截面形狀：按帶的截面形狀：平帶平帶V帶帶 承載能力高承載能力高圓帶圓帶同步帶同步帶二二.帶傳動(dòng)的類型：帶傳動(dòng)的類型：多楔帶多楔帶F0F0FNFNFN/2/2fv當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù)演示帶傳動(dòng)點(diǎn)擊小圖看運(yùn)動(dòng)圖V帶傳動(dòng) 平帶傳動(dòng)聯(lián)組V帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)圓帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的主要類型及應(yīng)用帶傳動(dòng)的主要類型及應(yīng)用三三.帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：1.1.中心距大?？蓚鬟f兩個(gè)相距較遠(yuǎn)軸之間的運(yùn)動(dòng)；中心距大?？蓚鬟f兩個(gè)相距較遠(yuǎn)軸之間的運(yùn)動(dòng)；2.2.能緩沖減

7、振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪音能緩沖減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪音適用于高速傳動(dòng)；適用于高速傳動(dòng)；3.3.摩擦式傳動(dòng)具有過載保護(hù)作用；摩擦式傳動(dòng)具有過載保護(hù)作用；4.4.不需要潤(rùn)滑，環(huán)境易清潔；不需要潤(rùn)滑，環(huán)境易清潔；5.5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格低廉；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格低廉；6.6.結(jié)構(gòu)尺寸大；結(jié)構(gòu)尺寸大；7.7.瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定；瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定；8.8.效率較低，壽命較短；效率較低，壽命較短；9.9.需張緊，對(duì)軸和軸承的壓力大；需張緊，對(duì)軸和軸承的壓力大；四四.應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：主要用于兩軸平行且轉(zhuǎn)向相同的場(chǎng)合。以主要用于兩軸平行且轉(zhuǎn)向相同的場(chǎng)合。以 及對(duì)傳動(dòng)比無精確要求的中小功率傳動(dòng)。及對(duì)傳動(dòng)比無

8、精確要求的中小功率傳動(dòng)。一般：一般：1.1.普通普通V V帶：帶：五五.V.V帶的類型與結(jié)構(gòu)帶的類型與結(jié)構(gòu) 普通普通V帶帶、窄、窄V帶、寬帶、寬 V帶、帶、大楔角大楔角V 帶、汽車帶、汽車V帶等。帶等。%V帶的類型：帶的類型：V帶結(jié)構(gòu)包布層(膠帆布)：保護(hù)作用伸張層(橡膠，或稱頂膠)：彎曲變形受拉壓縮層(橡膠，或稱底膠)：彎曲變形受壓強(qiáng)力層（承載層）(膠簾布或膠繩芯)：受拉簾布結(jié)構(gòu)V帶線繩結(jié)構(gòu)V帶簾布：簾布：制造方便制造方便 繩芯繩芯：柔軟易彎曲有利提：柔軟易彎曲有利提 高壽命。高壽命。基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑：節(jié)圓直徑節(jié)圓直徑：V帶輪上與帶輪上與V帶節(jié)寬相對(duì)應(yīng)的帶輪的直徑帶節(jié)寬相對(duì)應(yīng)的帶輪的直徑節(jié)線

9、節(jié)線：當(dāng)帶縱向彎曲時(shí)，在帶中保持原長(zhǎng)度不變的任一條周線當(dāng)帶縱向彎曲時(shí)，在帶中保持原長(zhǎng)度不變的任一條周線。節(jié)面節(jié)面：由全部節(jié)線組成的面。由全部節(jié)線組成的面。節(jié)寬節(jié)寬：帶的節(jié)面的寬度。用帶的節(jié)面的寬度。用bp表示。表示。名詞解釋：名詞解釋：普通V帶型號(hào)：Y Z A B C D E小大截面面積截面面積弱強(qiáng)承載能力六六.幾何計(jì)算幾何計(jì)算將將 帶入經(jīng)整理得：帶入經(jīng)整理得：在角在角 較小的情況下，有：較小的情況下，有：8 82 2 帶傳動(dòng)工作情況分析帶傳動(dòng)工作情況分析一一.帶傳動(dòng)中的力分析：帶傳動(dòng)中的力分析：F0F0F0F0工作前工作前：帶以一定的張緊力安裝在帶輪上，帶受初拉力帶以一定的張緊力安裝在帶輪上

10、，帶受初拉力F0工作時(shí)工作時(shí)：由于帶與輪的摩擦力由于帶與輪的摩擦力Ff，形成緊邊和松邊。，形成緊邊和松邊。緊邊：緊邊：F0 F1 松邊：松邊：F0 F2假設(shè)帶的總長(zhǎng)不變，則：假設(shè)帶的總長(zhǎng)不變，則：緊邊的伸長(zhǎng)量緊邊的伸長(zhǎng)量=松邊的收縮量松邊的收縮量又設(shè)帶的變形量與力的增量成正比，則：又設(shè)帶的變形量與力的增量成正比，則：或或有效拉力NFf取主動(dòng)輪一端的帶為分離體，取主動(dòng)輪一端的帶為分離體，其受力：其受力：F1、F2、N、FfO1Fe是由功率是由功率P（外載）（外載）決定的，決定的，P Fe Ff 是有限的，當(dāng)是有限的，當(dāng)F0和和f 一定時(shí)，一定時(shí)，F(xiàn)fmax=f N討論：討論：1）若）若Fe Ff

11、max：Fe=Ff，正常工作；，正常工作；2）若）若Fe=Ffmax：打滑臨界狀態(tài)；打滑臨界狀態(tài)；3）若若Fe Ffmax：打滑。打滑。二二.帶傳動(dòng)的最大有效拉力及其影響因素：帶傳動(dòng)的最大有效拉力及其影響因素：F1F2FF+dFdNfdNr現(xiàn)以平帶為例：研究帶在現(xiàn)以平帶為例：研究帶在打滑臨界條件下打滑臨界條件下的受力情況的受力情況 略去高階微量略去高階微量 ，考慮到，考慮到d 很小，很小，取取 、，并將兩式整理得：，并將兩式整理得：取帶的一微段取帶的一微段dL，對(duì)應(yīng)的圓心角對(duì)應(yīng)的圓心角d，其上其上受力有：受力有：F+dF、F、dN、dFf=f dN柔韌體摩擦的歐拉公式柔韌體摩擦的歐拉公式返回平

12、衡條件：平衡條件：切向：切向：法向：法向：影響帶有效拉力（承載能力）的因素有：影響帶有效拉力（承載能力）的因素有：3 3）f F ec 承載能力承載能力 因因fv f ，故故在在相相同同的的條條件件下下，V帶帶能能傳傳遞遞較較大大的的功功率率?；蚧蛘哒f，在相者說，在相 同的條件下，同的條件下，V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較緊湊；帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較緊湊；2 2）包角包角 F ec 承載能力承載能力 ；1 1）F0F ec 承載能力承載能力 。F0 和和 f 越大越大越好嗎？越好嗎？將式將式 和其它公式聯(lián)立，并整理得：和其它公式聯(lián)立，并整理得：考慮離心力時(shí)的歐拉公式考慮離心力時(shí)的歐拉公式三三.帶的應(yīng)力分析：帶的應(yīng)力

13、分析：1.1.拉應(yīng)力拉應(yīng)力：2.2.離心拉應(yīng)力：離心拉應(yīng)力：于是帶的離心拉力為：于是帶的離心拉力為：離心拉應(yīng)力為：離心拉應(yīng)力為：如圖所示，由微段弧長(zhǎng)的力平衡式有：如圖所示，由微段弧長(zhǎng)的力平衡式有：帶的截帶的截面面積面面積松邊松邊:緊邊緊邊:式中：式中：h為帶的高度為帶的高度 （P141P141表表8-18-1）。）。3.3.彎曲應(yīng)力：彎曲應(yīng)力：結(jié)論：結(jié)論：1 1）帶是在變應(yīng)力作用下工作）帶是在變應(yīng)力作用下工作疲勞破壞。疲勞破壞。2 2）最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處，其值為：）最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處，其值為：影響帶傳動(dòng)疲勞強(qiáng)度的因素有：影響帶傳動(dòng)疲勞強(qiáng)度的因素有：3 3

14、）aLd 單位內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)單位內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 2 2）v c 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 v vmax v（P）Fe 1 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 v vmin1 1）dd1 b1 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 dd1 ddmindd1和和a越大越大越好嗎？越好嗎？四四.帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)：帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)：1.1.彈性滑動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理彈性滑動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理：B1A1(A)C1 帶受拉力產(chǎn)生彈性變形，而拉力不同彈帶受拉力產(chǎn)生彈性變形，而拉力不同彈性變形量也不同。性變形量也不同。1）帶的緊邊在帶的緊邊在A1點(diǎn)繞上主動(dòng)輪時(shí)：點(diǎn)繞上主動(dòng)輪時(shí)：帶的受力：帶的受力：F1 帶的速度：帶的速度：v=v1 當(dāng)帶由當(dāng)帶由A1B1

15、運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)：帶帶拉力：拉力：F1F2 減小減小 帶的彈性變形量帶的彈性變形量減小（減?。◣湛s收縮），），即即帶一邊隨帶輪前進(jìn)，一邊又向后收帶一邊隨帶輪前進(jìn)，一邊又向后收縮，縮，帶的速度：帶的速度：v v12）從動(dòng)輪上：）從動(dòng)輪上：正好相反。正好相反。即有即有：B彈性滑動(dòng)產(chǎn)生的原因：彈性滑動(dòng)產(chǎn)生的原因：1）帶具有彈性；）帶具有彈性；2）緊邊、松邊有拉力差。）緊邊、松邊有拉力差。注意：注意：彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)不可避免的固有特性彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)不可避免的固有特性2.2.帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比：滑動(dòng)率滑動(dòng)率從動(dòng)輪對(duì)主動(dòng)輪速度的相對(duì)降低率從動(dòng)輪對(duì)主動(dòng)輪速度的相對(duì)降低率(=12%)。傳動(dòng)比傳動(dòng)比

16、由于由于：彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng)由于帶的由于帶的彈性變形彈性變形和和緊邊、松邊的拉力差緊邊、松邊的拉力差而引起的而引起的帶與帶與 帶輪之間的滑動(dòng)帶輪之間的滑動(dòng)彈性滑動(dòng)與打滑：彈性滑動(dòng)與打滑：1）區(qū)別；）區(qū)別；2）帶來的后果）帶來的后果 外載荷增加，使得外載荷增加，使得 過載過載帶的磨損急劇增加、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，帶的磨損急劇增加、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動(dòng)失效。直至傳動(dòng)失效。可以避免的，也必須避免可以避免的，也必須避免產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因造成的后果造成的后果打滑的特點(diǎn)打滑的特點(diǎn)打打滑滑A1（C1）B1 帶傳動(dòng)的打滑帶傳動(dòng)的打滑B1A1C13.3.帶傳動(dòng)的打滑帶傳動(dòng)的打滑：1）正常工作時(shí)：）正常工作時(shí)：Fe Fec 彈性滑動(dòng)只在帶離開帶輪前的彈性滑動(dòng)只在帶離開帶輪前的一部分接觸弧上發(fā)生。一部分接觸弧上發(fā)生。動(dòng)弧動(dòng)弧B1C1、動(dòng)角、動(dòng)角 靜弧靜弧A1C1、靜角、靜角 2）當(dāng)）當(dāng)FeFec：動(dòng)角：動(dòng)角、靜角靜角 3）當(dāng)）當(dāng)Fe=Fec：動(dòng)角：動(dòng)角 =、靜角靜角 =0 打滑失效打滑失效 8 83 V3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一一.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V V帶的基本額定功率