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1、NO-8带传动和链传动电子教案 机械设计基础（第2版）教学目标知识目标：掌握带传动、链传动的运动特点及其使用和维护；掌握带传动的基本设计计算方法。能力目标：能够根据机构（部件）要实现的运动选择带传动的类型；能够设计简单的带传动，并采取相应措施使其不失效。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风教学重点带传动及链传动的工作原理教学难点带传动的基本设计计算方法教学手段理实一体实物讲解 小组讨论、协作教学学时8教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释模块八 带传动和链传动相关知识学习情境一 带传动简介一、带传动的类型及应用1.摩擦型带传动摩擦
2、型带传动通常由主动带轮、从动带轮和传动带组成。摩擦型带传动的主要优点是：传动带有弹性，可以缓冲和吸振，传动平稳；过载打滑，可防止其他零件损坏；传动中心距大；结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。摩擦型带传动的主要缺点是带与带轮之间有滑动，不能保证准确的传动比。另外，由于需要施加张紧力，轴系受力较大。摩擦型带传动中，根据传动带截面形状不同，可分为平带传动（矩形截面）、V带传动（梯形截面）等。2.啮合型带传动同步带传动工作时带与带轮之间不会产生相对滑动，能够获得准确的传动比，因此它兼有带传动和齿轮传动的特性和优点。二、带传动的特点优点：(1)适用于中心距较大的场合。(2)带是挠性物，可以缓冲、吸
3、振，噪声小，传动平稳。(3)当过载时，带与带轮之间会打滑，保护其他零部件免受损坏。(4)结构简单，制造与维护方便，成本低。缺点：(1)外廓尺寸太大。(2)带在带轮上有相对滑动，传动比不恒定。(3)传动效率较低，寿命较短。(4)常需要张紧装置，支承带轮的轴和轴承受力较大。(5)不宜用于高温、易燃等场所。学习情境二 普通V带及V带轮一、 普通V带的结构和尺寸1.普通V带的结构由顶胶、抗拉体、底胶和包布组成。抗拉体是承受负载拉力的主体，有帘布芯结构和绳芯结构两类。前者抗拉强度较高，制造方便，应用较广；后者柔性好，抗弯强度高，适用于带轮直径较小、速度较高的场合。2.普通V带的尺寸1）截面尺寸V带按其截
4、面尺寸由小到大的顺序排列，共有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。2）V带基准长度各种型号普通V带的基准长度及长度系数KL见表8-2。二、V带轮1.V带轮的结构和尺寸V带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮毂是带轮与轴的连接部分，轮缘与轮毂用轮辐（腹板）连接成一整体。普通V带轮的轮槽尺寸见表8-3。2.V带轮的材料带轮的常用材料为灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，其中灰铸铁应用最广，常用的牌号为HT150或HT200。当带轮圆周速度较大时，可用球墨铸铁或铸钢；小功率传动时，可用铸铝或工程塑料。三、带传动的张紧与维护1.调节中心距1）定期张紧调节方法是将装
5、有带轮的电动机安装在滑轨上，在调整带的初拉力时，用调节螺钉将电动机推移到所需要的位置。在垂直或接近垂直的传动中，可以采用摆架式结构。电动机固定在摇摆动架上，通过旋动调节螺钉上的螺母来调节。2）自动张紧将装有带轮的电动机安装在摆动架上，利用电动机及摆动架的重量使带轮随同电动机绕固定轴摆动，自动调整中心距达到张紧的目的。2.采用张紧轮1）定期张紧2）自动张紧3.带传动的维护(1)带传动装置外面应加防护罩，以保证安全，防止带与酸、碱或油接触而被腐蚀，也不宜曝晒。(2)应定期检查V带，若发现一根松弛或损坏则应全部更换。(3)切忌在有易燃、易爆气体的环境中使用带传动，以免发生危险。(4)带传动不需润滑，
6、禁止往带上加润滑油或润滑脂，应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。(5)带传动的工作温度不应超过60 。(6)如果传动装置要闲置一段时间后再用，应将传动带放松。(7)存放时，应悬挂在架子上或平放在货架之上，以免受压变形。学习情境三 带传动的工作分析一、带传动的受力分析二、带传动的应力分析1.由紧边和松边拉力产生的应力2.离心应力3.由带的弯曲产生的弯曲应力将上述的三种应力进行叠加，即得到在传动过程中，传动带上各个位置所受的应力。带在工作中所受的应力是变化的，最大应力由紧边进入小带轮处图8-8 带传动的受力分析一般情况下，弯曲应力最大，离心应力较小。离心应力随带速的增加而增加。显然处于变应力状态下
7、工作的传动带，当应力循环次数达到某一值后，带将发生疲劳破坏。三、带传动的弹性滑动传动比带在绕过主动轮的过程中，相对于轮面向后收缩，带与主动轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。当带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的相对滑动，称为弹性滑动。弹性滑动是带传动正常工作时固有的特性，是不可避免的。弹性滑动会引起以下后果。(1)从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，并随载荷变化而变化，导致带传动的传动比不准确。(2)损失一部分能量，降低了传动效率，会使带
8、的温度升高，并引起传动带磨损。学习情境四 普通V带传动的设计计算一、设计准则和单根V带的功率1.设计准则设计准则为：在保证不打滑的条件下，带有一定的疲劳强度。2.单根V带的功率根据带传动的设计准则，在载荷平稳、包角为180（即i1）及特定长度的特定条件下,单根V带在保证既不打滑又具有足够的疲劳强度时所能传递的功率称为基本额定功率，用P0表示。基本额定功率P0和额定功率增量P0的值见表8-5、表8-6。当实际使用条件与实验条件不符时，P0值应当加以修正，修正后即得实际工作条件下单根V带所能传递的功率，称为许用功率P0。二、设计计算的一般步骤和方法1.确定设计功率WTBXPWTBZC设计功率是根据
9、需要传递的名义功率再考虑载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素而确定的，表达式如下PC=KAP（8-18）式中， P为需要传递的名义功率（kW）； KA为工作情况系数，按表8-8选取。2.选择带型3.确定带轮的基准直径并验算带速小带轮的基准直径小，在一定的传动比下，大带轮的基准直径也相应较小，则带传动的外廓尺寸小，结构紧凑、重量轻。带轮直径愈小，传动所占空间愈小，但弯曲应力愈大，带愈易疲劳。4.确定中心距和带长当中心距较小时，传动较为紧凑，但带长也减小，在单位时间内带绕过带轮的次数增多，即带内应力循环次数增加，会降低带的寿命。中心距过大时则传动带的外廓尺寸大，且高速时容易引起V带的
10、颤动，影响正常工作。5.验算小带轮上的包角包角大，V带的承载能力高；反之则易打滑。在V带传动中，一般小带轮上的包角1不宜小于120，个别情况下可小到90，否则应增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。6.确定V带根数带的根数z应圆整，为使各根带受力均匀，其根数不宜过多，一般取z25根为宜，最多不能超过10根，否则应改选型号或加大带轮直径后重新设计。7.计算初拉力和压轴力带传动正常工作的首要条件就是要保持适当的初拉力。初拉力WTHXFWTBZ0不足时，会使传动能力降低，出现打滑。初拉力越大，带对轮面的正压力和摩擦力也越大，越不易打滑，即传递载荷的能力越大；初拉力过大会增大带的拉应力，从而降低带的
11、疲劳强度，故初拉力的大小应适当。带的张紧对安装带轮的轴和轴承来说，会影响其强度和寿命。因此必须确定作用在轴上的径向压力FQ，为了简化计算，通常不考虑松边、紧边的拉力差，近似按带两边的初拉力的合力来计算。8.确定带轮的结构和尺寸确定结构类型、结构尺寸、轮槽尺寸、材料，画出带轮工程图样。三、带传动的安装与维护1.带传动安装要求（1）两带轮轴线应相互平行，两带轮相对应的轮槽应对齐，其误差不得超过20。（2）安装V带时，应先缩小中心距，将V带套入槽中后，再调整增大中心距并予以张紧，不应将V带硬往带轮上撬，以免损坏V带的工作表面和降低V带的弹性。（3）V带在轮槽中应有正确的位置，带的顶面应与轮外缘平齐，
12、底面与轮槽底面间应有一定间隙，以保证带两侧工作面与轮槽全部贴合。（4）用多根V带传动时，为避免载荷分布不均，V带的配组代号应相同，不同厂家生产的V带、新旧V带不能同组使用。2.带传动维护要求（1）为了便于V带的装卸，带轮应布置在轴的外伸端；要加防护罩，以免发生意外事故；要保护工作环境，防止酸、碱、油等沾污传动带，防止日光曝晒。（2）切忌在有易燃、易爆气体的环境中(如煤矿井下)使用带传动，以免发生危险。（3）定期检查，如有一根带松弛或损坏，应及时并全部更换新带。学习情境五 链传动简介一、链传动的组成与工作原理链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条组成的，以链作为中间挠性件，靠
13、链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。二、链传动的类型与应用按用途的不同，链传动可分为传动链、起重链和牵引链。主要特点有以下几点。(1)链传动能获得准确的平均传动比，但瞬时传动比不恒定。在工况相同时，链传动结构更为紧凑，传动效率较高。(2)链传动所需张紧力小，故链条对轴的压力较小。(3)链传动可在高温、油污、潮湿等恶劣环境中工作。(4)链传动中心距较大而结构简单，对制造与安装精度要求较低。(5)链传动平稳性差，有噪声，磨损后易发生跳齿和脱链，急速反向转动的性能差。三、链传动的失效形式（1）链板疲劳破坏。（2）滚子、套筒的冲击疲劳破坏。（3）销轴与套筒的胶合。（4）链条铰链磨损。（5）过载拉断。四
14、、链传动的张紧链传动张紧的方法有以下几种。（1）通过调整链轮中心距来张紧链轮。（2）拆除12个链节，缩短链长，使链张紧。（3）使用张紧轮张紧。当两链轮中心连线倾角大于60时，应当设置张紧装置。张紧轮常设置在链条松边外侧或内侧。当中心距不可调时，可设张紧装置张紧，常用的张紧装置有张紧轮张紧和托板张紧。（1）张紧轮张紧。一般张紧轮应装在靠近主动链轮一端的松边上，张紧轮的直径与小链轮的直径相近为好。张紧轮可以是有齿的链轮，也可以是无齿的滚轮。（2）托板张紧。它是通过调整托板的位置张紧链条的。托板上最好衬以橡胶、塑料或胶木，以减少链条的磨损。这种方式一般用于中心距较大的链传动。教师讲解带传动的类型。学生分组讨论带传动的特点。教师以图8-8为例讲解带传动的受力分析。根据需要从表格8-5，8-6中查询基本额定功率和额定功率增量。请同学说一说自己见过的链传动。5第 页