带传动的受力分析及运动特性

带传动的受力分析及运动特性

newmaker

一、带传动的受力分析

带传动安装时，带必须张紧，即以一定的初拉力紧套在两个带轮上，这时传动带中的拉力相等，都为初拉力F0（见图7–8a ）。

图7-8 带传动的受力情况 a)不工作时 b)工作时

当带传动工作时，由于带和带轮接触面上的摩擦力的作用，带绕入主动轮的一边被进一步拉紧，拉力由F0增大到F1，这一边称为紧边；另一边则被放松，拉力由F0降到F2，这一边称为松边（见图7–8b ）。两边拉力之差称为有效拉力，以F 表示，即

F ＝F1–F2 （7–4）

有效拉力就是带传动所能传递的有效圆周力。它不是作用在某一固定点的集中力，而是带和带轮接触面上所产生的摩擦力的总和。带传动工作时，从动轮上工作阻力矩T￠2所产生的圆周阻力F￠为

F￠＝2 T'2 /d2

正常工作时，有效拉力F 和圆周阻力F￠相等，在一定条件下，带和带轮接触面上所能产生的摩擦力有一极限值，即最大摩擦力（最大有效圆周力）Fmax ，当Fmax≥F￠时，带传动才能正常运转。如所需传递的圆周阻力超过这一极限值时，传动带将在带轮上打滑。

刚要开始打滑时，紧边拉力F1和松边拉力F2之间存在下列关系，即

F1＝F2?e f?a （7–5）

式中 e –––自然对数的底（e≈2.718）； f –––带和轮缘间的摩擦系数；

a–––传动带在带轮上的包角（rad）。

上式即为柔韧体摩擦的欧拉公式。

（7-5）式的推导：

下面以平型带为例研究带在主动轮上即将打滑时紧边拉力和松边拉力之间的关系。

假设带在工作中无弹性伸长，并忽略弯曲、离心力及带的质量的影响。

如图7–9所示，取一微段传动带dl，以dN表示带轮对该微段传动带的正压力。微段传动带一端的拉力为F，另一端的拉力为F＋dF，摩擦力为f·dN，f为传动带与带轮间的摩擦系数

（对于V带，用当量摩擦系数fv，，f为带轮轮槽角）。则

因da很小，所以sin(da/2)?da/2，且略去二阶微量dF?sin(da/2)，得

dN=F?da

又

取cos(da/2)?1，得f?dN=dF或dN=dF/f，于是可得

F?da=dF/f 或dF/F=f?da

两边积分

即

F1＝F2?e f?a

如果近似地认为，传动带在工作时的总长度不变，则其紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即

F1-F0=F0-F2

或

F1+F2=2F0 (7-6)

将式（7–4）代入式（7–6）得

（7–7）

将式（7–7）代入式（7–5）整理后，可得到带传动所能传递的最大有效圆周力

（7–8）

由式（7–8）可知，带传动最大有效圆周力与F0、a及带和带轮材质等因素有关。F0、a、f 等愈大，则最大有效圆周力也愈大。其中F0的影响最大，直接影响到带传动的工作能力，但如F0过大，将使带的使用寿命缩短。所以在带传动设计时必须合理确定F0值。

二、带传动的弹性滑动和打滑

带是弹性体，在拉力作用下会产生弹性伸长，弹性伸长量随拉力的增减而增减。带传动在工作过程中，紧边和松边的拉力不等。当带在A点绕上主动轮时，带的速度v和主动轮的圆周速度v1是相等的。但在带自A点转到B点的过程中，所受拉力由F1逐渐降到F2，弹性伸长量也要相应减小。这样带在主动轮上是一面随带轮前进，一面向后收缩，因此带的速度低于主动轮的圆周速度，造成两者之间发生相对滑动。在从动轮上，情况正好相反，即带的速度v大于从动轮的圆周速度v2，两者之间也发生相对滑动。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的滑动，称为弹性滑动。

弹性滑动是带传动中无法避免的一种正常的物理现象。由于弹性滑动的存在，使得带与带轮间产生摩擦和磨损；从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，即产生了速度损失。这种速度损失还随外载荷的变化而变化，这就使得带传动不能保证准确的传动比。

通常以滑动率ε表示速度损失的程度，即

（7–9）

一般ε＝1~2%，在考虑弹性滑动的情况下，带传动的传动比为

（7–10）

式中 n1、n2–––分别为主、从动轮的转速（r/min）；

d1、d2–––分别为主、从动轮的基准直径(mm)。

一般说来，并不是全部接触弧上都发生弹性滑动。接触弧分为有相对滑动（滑动弧）和无相对滑动（静弧）两部分，它们所对应的中心角，分别称为滑动角（a￠）和静角（a2）。实践证明，静弧总是发生在带进入带轮的这一边（见图7–10）。带传动不传递载荷时，滑动角为零，随着载荷的增加，滑动角逐渐加大而静角逐渐减小，到滑动角等于包角而静角为零时，即弹性滑动扩大到整个接触弧时，带传动的有效圆周力达到最大值，若载荷再进一步增大，则带和带轮间将发生打滑。当带传动出现打滑时，就不能正常工作，传动失效。所以带传动在正常工作中应该避免出现打滑，即所需传递的圆周力不能大于最大有效圆周力Fmax。

三、传动带的应力分析

传动带在工作过程中，会产生三种应力

（一）紧边拉应力s1和松边拉应力s2

s1＝F1/A （MPa） s2=F2/A （MPa）

式中 F1、F2–––紧边、松边拉力（N）；

A–––带的截面积（mm2）。

（二）弯曲应力sb

带在绕过带轮时，因弯曲而产生弯曲应力。以V带为例，则由材料力学可知弯曲应力为

αmax = α + 0.003Ld

而M＝EI/r，W＝I/y0，r＝d/2，所以

（MPa）（7–11）

式中 E––带材料的弹性模量（MPa）；

y0––传动带截面的中性层至最外层的距离（mm）；

d––带轮基准直径（mm）；

r––中性层曲率半径（mm）；

I––惯性距（mm4）。

由式（7–11）可知，带愈厚，带轮直径愈小，则带中的弯曲应力愈大。因此，带绕在小带轮上时的弯曲应力sb1大于绕在大带轮上时的弯曲应力sb2。为了避免过大的弯曲应力，在设计V带传动时，应对V带轮的最小基准直径dmin加以限制（表7–3）。

表7-3 V带轮的最小基准直径及V带每米长的质量

（三）离心拉应力sc

带在绕过带轮时作圆周运动，从而产生离心力，并在带中引起离心拉应力sc。如图7–12所示，设带的速度为v(m/s)，取微段带dl（m），微段带上的离心力为C，则

式中 q––––传动带每米长的质量（kg/m）。见表7–3。

设离心力在传动带中引起的拉力为Fc，取微段带dl为分离体，则根据平衡条件可得

因da很小，可取sin(da/2)?da/2，则得

Fc=qv2 (N) （7–12）

带的速度对离心拉应力影响很大。离心力虽然只产生在带作圆周运动的弧段上，但由此而引起的离心拉应力却作用于传动带的全长上，且各处大小相等。离心力的存在，使传动带与带轮接触面上的正压力减小，带传动的工作能力将有所降低。

由上述分析可知，带传动在传递动力时，带中产生拉应力、弯曲应力和离心拉应力，其应力分布如图7–13所示。从图中可以看出，在紧边进入主动轮处带的应力最大，其值为

（7–14）

如图7–13所示，可知，带运行时，作用在带上某点的应力，是随它所处位置不同而变化的，所以带是在变应力下工作的，当应力循环次数达到一定数值后，带将产生疲劳破坏。

图7-13 带的应力分布

带传动概述

newmaker

带传动是由两个带轮和一根紧绕在两轮上的传动带组成，靠带与带轮接触面之间的摩擦力来传递运动和动力的一种挠性摩擦传动。

带传动是利用张紧在带轮上的传动带与带轮的摩擦或啮合来传递运动和动力的。

带传动通常是由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的环形带3所组成。根据传动原理不同，带传动可分为摩擦传动型（图11.1）和啮合传动型（图11.2）两大类。

图11.1 图11.2

1. 摩擦传动型

摩擦传动型是利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。摩擦型带传动中，根据挠性带截面形状不同，可分为：

图

11.3

(1) 普通平带传动（如图11.3（a））

平带传动中带的截面形状为矩形，工作时带的内面是工作面，与圆柱形带轮工作面接触，属于平面摩擦传动。

(2) V带传动（如图11.3（b））

V带传动中带的截面形状为等腰梯形。工作时带的两侧面是工作面，与带轮的环槽侧面接触，属于楔面摩擦传动。在相同的带张紧程度下，V带传动的摩擦力要比平带传动约大70%，其承载能力因而比平带传动高。在一般的机械传动中，V带传动现已取代了平带传动而成为常用的带传动装置。

(3) 多楔带传动（如图11.3（c））

多楔带传动中带的截面形状为多楔形，多楔带是以平带为基体、内表面具有若干等距纵向V形楔的环形传动带，其工作面为楔的侧面，它具有平带的柔软、V带摩擦力大的特点。

(4) 圆带传动（如图11.3（d））

圆带传动中带的截面形状为圆形，圆形带有圆皮带、圆绳带、圆锦纶带等，其传动能力小，主要用于v<15m/s ，i=0.5~3 的小功率传动，如仪器和家用器械中。

(5) 高速带传动

带速v>30m/s ，高速轴转速n=10000~50000r/min的带传动属于高速带传动。

高速带

传动要求运转平稳、传动可靠并具有一定的寿命。高速带常采用重量轻、薄而均匀、挠曲性好的环形平带，过去多用丝织带和麻织带，近年来国内外普遍采用锦纶编织带、薄型锦纶片复合平带等。

高速带轮

要求质量轻，结构对称均匀、强度高、运转时空气阻力小。通常采用钢或铝合金制造，带轮各个面均应进行精加工，并进行动平衡。为了防止带从带轮上滑落，大、小带轮轮缘表面都应加工出凸度，制成鼓形面或双锥面，如图11.4所示。在轮缘表面常开环形槽，以防止在带与轮缘表面间形成空气层而降低摩擦系数，影响正常传动。

图11.4

2. 啮合传动型

啮合传动型是指同步带传动，同步带传动是靠带上的齿与带轮上的齿槽的啮合作用来传递运动和动力的。 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啮合传动的特性和优点。带的最基本参数是节距 ，它是在规定的张紧力下，同步带纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离。

由于不是靠摩擦力传递动力，带的预紧力可以很小，作用于带轮轴和其轴承上的力也很小。其主要缺点在于制造和安装精度要求较高，中心距要求较严格。同步带在各种机械中的应用日益广泛。 总之，在两类带传动中，由于都采用带作为中间挠性元件来传递运动和动力，因而具有结构简单、传动平稳、缓冲吸振和能实现较大距离两轴间的传动等特点。对摩擦型带传动还具有过载时将引起带在带轮上打滑，起到防止其它零件损坏的优点。其缺点是带与轮面之间存在相对滑动，导致传动效率较低，传动比不准确，带的寿命较短。(end)

V 带传动设计计算

newmaker

1 V 带传动的失效形式及设计准则

根据带传动的工作情况分析可知，V 带传动的主要失效形式是：

⑴ V 带疲劳断裂：带的任一横截面上的应力将随着带的运转而循环变化。当应力循环达到一定次数，即运行一定时间后，V 带在局部出现疲劳裂纹脱层，随之出现疏松状态甚至断裂，从而发生疲劳损坏，丧失传动能力。

⑵打滑：当工作外载荷超过V带传动的最大有效拉力时，带与小带轮沿整个工作面出现相对滑动，导致传动打滑失效。

因此，在不打滑前提下，保证带具有一定的疲劳强度和寿命是V带传动工作能力的设计计算准则。

单根V带既不打滑，又保证一定疲劳寿命时所能传递的额定功率P为

2 V带传动设计步骤和传动参数选择

1．选择V带型号

V带有普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带等多种类型，其中普通V带应用最广，窄V 带的使用也日见广泛。

普通V带由顶胶、抗拉体（承载层）、底胶和包布组成，如图11.9所示。抗拉体由帘布或线绳组成，是承受负载拉力的主体。其上下的顶胶和底胶分别承受弯曲时的拉伸和压缩变形。线绳结构普通V带具有柔韧性好的特点，适用于带轮直径较小，转速较高的场合。

图11.9

窄V带采用合成纤维绳或钢丝绳作承载层，与普通V带相比，当高度相同时，其宽度比普通V带小约３０％。窄V带传递功率的能力比普通V带大，允许速度和挠曲次数高，传动中心距小。适用于大功率且结构要求紧凑的传动。

普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，窄V带有SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。各种型号带的截面尺寸及带轮沟槽尺寸见表11.1和表11.2。

V带都制成无接头的环形。各种型号带的基准长度见图11.10。

图11.10 V带的基准长度Ld

带的型号可根据计算功率PC和小带轮转速n1选取，普通V带见图11.11，窄V带见图11.12。计算功率

P C=K A P(11.12)

式中KA--工作情况系数，见表11.3；

P--名义传动功率（kW）。

当工况位于两种型号相邻区域时，可分别选取这两种型号进行计算，最后进行分析比较，选用较好者。

2. 确定带轮基准直径

在V带轮上，与所配用V带的节面宽度bp 相对应的带轮直径称为基准直径d d，带轮基准直径系列见表11.4。

带轮愈小，传动尺寸结构越紧凑，但带的弯曲应力愈大，带容易疲劳断裂。为避免产生过大的弯曲应力，对各种型号的V带都规定了最小带轮基准直径ddmin ，见表11.5所示。

图11.13 ⑶实际中心距

7. 确定带的初拉力

初拉力的大小是保证带传动正常工作的重要因素。初拉力过小，摩擦力小，容易打滑；初拉力过大，带的寿命低，轴和轴承受力大。推荐单根V带张紧后的初拉力F0 为

图11.14

物料堆密度0.85t/m3 槽角35o倾角15o

capacity t/h, width of belt mm, speed of belt m/s, capacity t/h, width of belt mm, speed of belt m/s 100 500 1.57 900 1600 1.12

100 650 0.86 1000 1000 3.35

200 500 3.15 1000 1200 2.29

200 650 1.71 1000 1400 1.64

300 650 2.57 1000 1600 1.24

300 800 1.64 1100 1000 3.69

300 1000 1.01 1100 1200 2.52

400 1000 1.34 1100 1400 1.81

400 1200 0.92 1100 1600 1.36

400 1400 0.66 1200 1000 4.02

500 1000 1.68 1200 1200 2.75

500 1200 1.14 1200 1400 1.97

500 1400 0.82 1200 1600 1.49

600 1000 2.01 1300 1000 4.36

600 1200 1.37 1300 1200 2.97

600 1400 0.99 1300 1400 2.14

700 1000 2.35 1300 1600 1.61

700 1200 1.60 1400 1000 4.69

700 1400 1.15 1400 1200 3.20

800 1000 2.68 1400 1400 2.30

800 1200 1.83 1400 1600 1.74

800 1400 1.32 1500 1000 5.03

900 1000 3.02 1500 1200 3.43

900 1200 2.06 1500 1400 2.47

900 1400 1.48 1500 1600 1.86

带传动的受力分析和传动时的应力分析

第七章 带传动 内容： 1、带传动的受力分析和传动时的应力分析 2、带传动弹性滑动和打滑 3、带传动的设计计算 难点：带传动的受力分析和传动时的应力分析 重点：带传动的设计计算 7.1 带传动概述 一、工作原理和应用 1 、工作原理：带装在轮上后，具有初拉力0F 。轮1靠摩擦力带动带，——带靠摩擦力带动轮2。 2、带传动的特点： 1）皮带具有弹性和扰性 2）过载时可打滑 3）中心距可较大 4）传动比不准确，且效率低 5）张紧力对轴和轴承压力大 3、带传动的类型 平带、V 带、多楔带、圆带 对V 型带：2 sin 2? N Q F F = 图7-1 磨擦型带传动工作原理 图7-3 带的传动类型和横截面形状 (a) 平带；(b) V 带；(c) 多楔带；(d) 圆形带

2 sin 2? Q N F F = Q q N f fvF fF fF F == =2 sin 2? 设2 sin ? f f v = 当量摩擦系数 4、V 带结构 普通V 带 5、应用：远距离 二、普通V 带型号和基本尺寸 1、型号： 2、尺寸 基准长度尺寸d L 7－2带传动工作情况分析 一、带传动受力分析 不工作时01=T 0F 工作时 01?T 图7-4 V 带的结构 表7-2 普通V 带截面基本尺寸

摩擦力()圆周力F F F F f =-=21 310FV P ＝ P 为功率KW 2001F F F F --＝ 021F 2F F ＝+ αf e F F 21＝ 对V 带αfv 21F F e ＝ 1 e 1e 2F F f f 0max +-=αα 二、带传动的应力分析 1、由紧边和松边拉力产生应力 A F 1 1＝ σ A F 2 2＝ σ 2、由离心力产生应力 A F A qv c l ==2σ 3、由带弯曲产生应力 2 d a b d h E h E =' =ρ σ 121max b σσσσ++= 三、带传动的弹性滑动 1、含义：由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动称弹性滑动。 2、后果 图7-5 带传动的受力分析 图7-6 带的弯曲应力 图7-7 带工作时应力变化

圆柱齿轮受力分析

轮齿的受力分析 1. 直齿圆柱齿轮受力分析 图为直齿圆柱齿轮受力情况，转矩T1由主动齿轮传给从动齿轮。若忽略齿面间的摩擦力，轮齿间法向力Fn的方向始终沿啮合线。法向力Fn在节点处可分解为两个相互垂直的分力：切于分度圆的圆周力Ft 和沿半径方向的径向力Fr 。 式中：T1-主动齿轮传递的名义转矩（N·mm），，Pl为主动齿轮传递的功率（Kw），n1为主动齿轮的转速（r/min）； d1-主动齿轮分度圆直径（mm）； α-分度圆压力角（o）。 对于角度变位齿轮传动应以节圆直径d`和啮合角α`分别代替式（9.44）中的d1 和α。 作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。从动轮所受的圆周力是驱动力，其方向与从动轮转向相同；主动轮所受的圆周力是阻力，其方向与从动轮转向相反。径向力分别指向各轮中心（外啮合）。 2. 斜齿轮受力分析 图示为斜齿圆柱齿轮受力情况。一般计算，可忽略摩擦力，并将作用于齿面上的分布力用作用于齿宽中点的法向力Fn 代替。法向力Fn 可分解为三个相互垂直的分力，即圆周力Ft 、径向力Fr 及轴向力Fa 。它们之间的关系为

式中：αn-法向压力角（°）； αt-端面压力角；（°） β-分度圆螺旋角（°）； 作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。圆周力Ft 和径向力Fr 方向的判断与直齿轮相同。轴向力Fa 的方向应沿轴线，指向该齿轮的受力齿面。通常用左右手法则判断：对于主动轮，左旋时用左手（右旋时用右手），四指顺着齿轮转动方向握住主动轮轴线，则拇指伸直的方向即为轴向力Fa1 的方向。 2 计算载荷和载荷系数 名义载荷上述所求得的各力是用齿轮传递的名义转矩求得的载荷。 计算载荷由于原动机及工作机的性能、齿轮制造及安装误差、齿轮及其支撑件变形等因素的影响，实际作用于齿轮上的载荷要比名义载荷大。因此，在计算齿轮传动的强度时，用载荷系数K对名义载荷进行修正，名义载荷与载荷系数的乘积称为计算载荷。

机构运动特性分析与四杆机构设计

模块六机构运动特性分析与四杆机构设计 【能力目标】具备平面机构运动特性和传力特性的分析能力及一般平面连杆机构的设计能力【课程内容】 1.机构的运动特性分析方法， 2.平面四杆机构的基本设计方法， 3.计算机辅助图解设计法。 【教学方法】观察机构，分析机构运动特性、传力特性及机构间运动的协调，观察运动副的结构。 【教学手段】课堂演示与现场教学相结合 【教学地点】多媒体教室、创新实训室 【教学重点】四杆机构的构成要素，基本特性分析 【教学难点】四杆机构的协调运动设计 【实践内容】图解法设计平面四杆机构 【教学课时】理论3课时实践2课时 【理论授课内容】 6.1 铰链四杆机构及其演化 一、铰链四杆机构的基本形式 1.基本概念： 铰链四杆机构：所有低副均为转动副的四杆机构。 机架：机构中的固定构件。 连杆：与机架相对的杆。 连架杆：与机架相连的杆。 曲柄：能作360°回转的连架杆。 摇杆：只能在小于360°范围内摆动 的连架杆 2.铰链四杆机构的基本形式： 曲柄摇杆机构：在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。 双曲柄机构：两连杆架均为曲柄的四杆机构。 双摇杆机构：两连杆架均为摇杆的四杆机构。 二、铰链四杆机构的演化

所有的四杆机构都是由四杆机构的基本形式演化来得。 1.扩大转动副，使转动副变成移动副 得到曲柄滑块机构 （1）e≠0时，为偏置曲柄滑块机构 （2）e＝0时，为对心曲柄滑块机构 曲柄滑快机构演化：扩大运动副，可将转动副的尺寸扩大到超过曲柄长度，演化成偏心轮机构 2.取不同的构件为机架 1）铰链四杆机构的演化 a:曲柄摇杆机构b双曲柄机构 c双摇杆机构d曲柄摇杆机构 2）曲柄滑块机构的演化

带传动的受力分析及运动特性

带传动的受力分析及运动特性 newmaker 一、带传动的受力分析 带传动安装时，带必须张紧，即以一定的初拉力紧套在两个带轮上，这时传动带中的拉力相等，都为初拉力F0（见图7–8a ）。 图7-8 带传动的受力情况 a)不工作时 b)工作时 当带传动工作时，由于带和带轮接触面上的摩擦力的作用，带绕入主动轮的一边被进一步拉紧，拉力由F0增大到F1，这一边称为紧边；另一边则被放松，拉力由F0降到F2，这一边称为松边（见图7–8b ）。两边拉力之差称为有效拉力，以F 表示，即 F ＝F1–F2 （7–4） 有效拉力就是带传动所能传递的有效圆周力。它不是作用在某一固定点的集中力，而是带和带轮接触面上所产生的摩擦力的总和。带传动工作时，从动轮上工作阻力矩T￠2所产生的圆周阻力F￠为 F￠＝2 T'2 /d2 正常工作时，有效拉力F 和圆周阻力F￠相等，在一定条件下，带和带轮接触面上所能产生的摩擦力有一极限值，即最大摩擦力（最大有效圆周力）Fmax ，当Fmax≥F￠时，带传动才能正常运转。如所需传递的圆周阻力超过这一极限值时，传动带将在带轮上打滑。 刚要开始打滑时，紧边拉力F1和松边拉力F2之间存在下列关系，即 F1＝F2?e f?a （7–5） 式中 e –––自然对数的底（e≈2.718）； f –––带和轮缘间的摩擦系数；

a–––传动带在带轮上的包角（rad）。 上式即为柔韧体摩擦的欧拉公式。 （7-5）式的推导： 下面以平型带为例研究带在主动轮上即将打滑时紧边拉力和松边拉力之间的关系。 假设带在工作中无弹性伸长，并忽略弯曲、离心力及带的质量的影响。 如图7–9所示，取一微段传动带dl，以dN表示带轮对该微段传动带的正压力。微段传动带一端的拉力为F，另一端的拉力为F＋dF，摩擦力为f·dN，f为传动带与带轮间的摩擦系数 （对于V带，用当量摩擦系数fv，，f为带轮轮槽角）。则 因da很小，所以sin(da/2)?da/2，且略去二阶微量dF?sin(da/2)，得 dN=F?da 又 取cos(da/2)?1，得f?dN=dF或dN=dF/f，于是可得 F?da=dF/f 或dF/F=f?da 两边积分

同步带传动受力情况的分析

同步带受力情况的分析张紧力1 。初拉同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）可能因拉力力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，带的振过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，轴和轴承上的载荷而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，动噪音变大。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。步带传动正常工作的重要条件。FFF分别为带传动工作时带 的紧边拉、、设F为同步带传动时带的张紧力，210力、松边拉力、和有效拉力。 为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运紧边拉力的转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此，增加量应等于松边拉力的减少量，即FFFFFFFFFF1-1 式=2 、=0.5（+ -=）-或+20020011212 压轴力 压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1 所示： 图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力 据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q计算如下所示： K(F?F) N Q= 式2-1 2F1K?1.3时：当工况系数A K(F?F) 2-2 式Q=0.77 N 21F． K――矢量相加修正系数，如图2-2：式中：F 图2-2 矢量相加修正系数

d?d??21。为小带轮包角，上图中?57.3??180??11aK为工况系数，对于医疗 机械，其值如图2-3所示：A 图2-3 医疗机械的工况系数 KK)FF?(K值大于0.5。对于医疗机械，取=1.2，所以有压轴力Q= N，其中FA21F FFF）。+=0.5（另外由式1-1有张紧力201由此可看出压轴力大于张紧力，故设计时只需 计算传动中所受的压轴力，K(F?F) N 。Q= 21F而带的紧边 张力与松边张力分别由下面公式所得： PF?1250V/N 式2-3 d1F?250P/V2-4 式N d2． m/s；V为带速，式中： PP?KP，KW；为工况系数，为设计功率，P为需传递的名义K AddA功率（KW）。 所以压轴力为： 1500KKP AF N 式2-5 Q?V需视具体情况修正工对于频繁正反装、 严重冲击、紧急停机等非正常传动，况系数。在匀速时，减速”的过程。另外 步进电机在工作时其工作过程是“加速-匀速-如电机电机加速时主要考虑惯性负载；电机所受负载为工件与导轨的滑动负载；电机的滑动负载和惯性负载均跳到 所规定的转速时，直接启动，即转速直接从0所以对于频繁正反要考虑。一般情 况下电机传递的负载约为滑动负载的2~3倍。同步带需传递的名义功率应是同步 带正转、设计计算时：严重冲击的传动机构，倍。常传动需传递的功率的2~3? 电机在加速时的加速转矩：式2-6 ?JT?式中：T——电机加速时的加速 转矩； J——负载的运动惯量与同步轮的转动惯量折算到电机轴上的转动惯量； ?——电机在加速时的角加速度。 从结构上讲：如所需的压轴力小于步进电机轴容许的悬挂负载，即可不必加联轴器。 下表为东方马达步进电机容许悬挂负载及容许轴向负载：

同步带传动受力情况的分析

同步带传动受力情况的分析轴力与张 紧力的计算） 同步带受力情况的分析 1张紧力 同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）。初拉 力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，带的振动噪音变大。而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，轴和轴承上的载荷增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。 设F o为同步带传动时带的张紧力，F i、F2、F分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即 F I-F°=F°-F2或F i + F2=2F。、F o=O.5（F i+ F2）式1-1

2压轴力 压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1 图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力 据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q计算如下所示： Q=K F（F1 F2）N 式2-1当工况系数K A 1.3时:

式中： K F ――矢量相加修正系数，如图 2- 图2-2矢量相加修正系数 上图中1为小带轮包角，1 180 d2 di 57.3 a K A 为工况系数，对于医疗机械，其值如图 2-3所示: X 13-1-6S 工况幕 inn GB/T 11362—JB/T 7512. 3—]9

行走机器人运动结构特性分析

第19卷第3期湖　北　工　学　院　学　报2004年6月 V ol.19N o.3　Journal of H ubei Polytechnic U niversity Jun.2004 [收稿日期]2004-03-01 [作者简介]段成龙(1980-),男,湖北武汉人,中国地质大学(武汉)硕士研究生,研究方向:机械设计及理论. [文章编号]1003-4684(2004)0620017202 行走机器人运动结构特性分析 段成龙,张　萌 (中国地质大学机械与电子工程学院,湖北武汉430074) [摘　要]介绍了行走机器人的发展、分类、结构和运动特性,并详细叙述了几种典型的机器人行走机构和特 点,最后介绍采用U G 设计软件对机器人结构设计的模拟仿真.[关键词]机器人;行走机构;仿真[中图分类号]TP24[文献标识码]:A 行走机器人是机器人学中的一个重要分支.关于行走机器人的研究涉及许多方面,首先,要考虑移动方式,可以是轮式的、履带式的和腿式的等.其次,必须考虑驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为.第三,必须考虑导航或路径规划.因此,行走机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统. 1　行走机器人的结构设计技术发展现 状 机器人的机械结构形式的选型和设计,应该根据实际需要进行.在机器人机构方面,应当结合机器人在各个领域及各种场合的应用,开展丰富而富有创造性的工作.对于行走机器人,研究能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的各种移动机构. 当前,对足式步行机器人、履带式和特种机器人研究较多,但大多数仍处于实验阶段,而轮式移动机器人由于其控制简单,运动稳定和能源利用率高等特点,正在向实用化迅速发展,从阿波罗登月计划中的月球车到美国最近推出的NASA 行星漫游计划中的六轮采样车,从西方各国正在加紧研制的战场巡逻机器人、侦察车到新近研制的管道清洗检测机器人,都有力地显示出行走机器人正在以其使用价值和广阔的应用前景而成为智能机器人发展的方向之一. 2　几种行走机器人行走机构特点 2.1　轮式行走机器人 轮式行走机器人是机器人中应用最多的一种机 器人,滚轮由电机直接驱动,它一般是将具有独立驱动装置、换向装置和制动装置的滚轮安装在由电机驱动的腿结构的末端,这些机构和装置在增强了行走机器人可操作性能的同时,也增加了机器人的重量,一定程度上限制了其机动性能.图1所示机器人是一种特殊的轮式机器人从动轮式机器人 . 从动轮式机器人作为特殊的轮式机器人,其滚轮是作为从动轮,滚轮上无任何附加主动力,通过水平连杆、垂直连杆和滚轮的协调动作,利用滚轮受到的法向摩擦力远大于切向力的特点,可以使系统受到的摩擦力合力指向前方,产生机器人驱动力,驱动机器人运动.从动轮式机器人可实现多种运动姿态,其功能相当于万向轮式行走机器人,具有较大的灵活性[1]. 该机器人是由四个装有滚轮的机械腿和机器人本体构成.每个腿有水平连杆和垂直连杆构成,四个腿协调运动.每个机械腿分别有两个直流控制电机驱动.第一个电机控制水平连杆的前后摆动,另一个电机控制垂直连杆内外摆动.根据运动形式,确定四个腿的水平连杆的初始摆角,通过四个腿上的水平连杆和垂直连杆的协调动作,可以调节机器人所受合力的大小和方向,使机器人按要求的路径滑行.

链传动受力分析

安装链传动时，只需不大的张紧力，主要是使链松边的垂度不致过大，否则会产生显著振动、跳齿和脱链。若不考虑传动中的动载荷，作用在链上的力有：圆周力（即有效拉力）F、离心拉力FC和悬垂拉力Fy 。如图所示。 链在传动中的主要作用力有： （1）链的紧边拉力为F1=F+FC+Fy（N）（12.8）（2）链的松边拉力为F2=FC+Fy（N） （12.9）（3）围绕在链轮上的链节在运动中产生的离心拉力 FC=qv2（N）（12.10）式中：q为链的每米长质量，Kg/m，见表12.1；v为链速m/s 。 （4）悬垂拉力可利用求悬索拉力的方法近似求得 Fv=Kvqga （N） （12.11） 式中：a为链传动的中心距，m ；g为重力加速度， g=9.81m/s2；Kv为下垂量y=0.02a 时的垂度系数，与安装角β有关（图12.12），见表12.3。链作用在轴上的压力FQ可近似地取为FQ=(1.2～1.3)F，有冲击和振动时取大值。 链传动的受力分析 链在传动中的主要作用力有：（1）链的紧边拉力为F1=F+FC+Fy（N）（12.8）（2）链的松边拉力为F2=FC+Fy（N）（12.9）（3）围绕在链轮上的链节在运动.. 公司动态 - 天津鼎新盛泰进口轴承销售公司 - 2009-12-16 19:15:46 轴承生产中的链传动的受力分析 （1）轴承生产中的链的紧边拉力为F1=F+FC+Fy（N） （12.8）（2）轴承生产中的链的松边拉力为F2=FC+Fy（N） （12.9）（3）围绕在链轮上的链节在运动中产生..

技术中心 - 天津进口轴承公司 - 2009-12-15 21:39:01 滚子链传动的主要失效形式 链传动的主要失效形式有以下几种： （1）链板疲劳破坏 链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。正常润滑条件下，疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。 （2）滚子套筒的冲击疲劳破坏 链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。 （3）销轴与套筒的胶合 润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。 （4）链条铰链磨损 铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。 （5）过载拉断 这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。 请教链传动受力分析！！ 为了校核轴的强度需要分析链轮的受力状况，查资料知链传动紧边拉力=有效圆周力+离心力引起的拉力+悬垂拉力， 1. 请问这三个力的方向都是沿圆周方向吗？？ 2.往轴上平移这些力的时候还需要考虑松边受力吧？？ 3.压轴力的方向怎么确定？？ 现在主要是将链轮受力转到轴上来，不知道怎么分析了，书上也没，呵呵 请教各位前辈了！！！！！

同步带传动受力情况的分析

同步带受力情况的分析 1 张紧力 同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）。初拉力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，带的振动噪音变大。而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，轴和轴承上的载荷增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。 设0F 为同步带传动时带的张紧力，1F 、2F 、F 分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即 1F -0F =0F -2F 或 1F +2F =20F 、0F =（1F +2F ） 式1-1 2 压轴力 压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1所示： 图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力 据机械标准JB/T 压轴力Q 计算如下所示： Q=12()F K F F + N 式2-1 当工况系数A K ≥时： Q=12()F K F F + N 式2-2 式中： F K ――矢量相加修正系数，如图2-2： 图2-2 矢量相加修正系数

上图中1α为小带轮包角，21118057.3d d a α-≈?-??。 A K 为工况系数，对于医疗机械，其值如图2-3所示： 图2-3 医疗机械的工况系数 对于医疗机械，取A K =，所以有压轴力Q=12()F K F F + N ，其中F K 值大于。 另外由式1-1有张紧力0F =（1F +2F ）。 由此可看出压轴力大于张紧力，故设计时只需计算传动中所受的压轴力，Q=12()F K F F + N 。 而带的紧边张力与松边张力分别由下面公式所得： 11250/d F P V = N 式2-3 2250/d F P V = N 式2-4 式中： V 为带速，/m s ； d P 为设计功率，d A P K P =，KW ；A K 为工况系数，P 为需传递的名义功率（KW ）。 所以压轴力为： 1500F A K K P Q V = N 式2-5 对于频繁正反装、严重冲击、紧急停机等非正常传动，需视具体情况修正工况系数。 另外步进电机在工作时其工作过程是“加速-匀速-减速”的过程。在匀速时，电机所受负载为工件与导轨的滑动负载；电机加速时主要考虑惯性负载；如电机直接启动，即转速直接从0跳到所规定的转速时，电机的滑动负载和惯性负载均要考虑。一般情况下电机传递的负载约为滑动负载的2~3倍。所以对于频繁正反转、严重冲击的传动机构，设计计算时：同步带需传递的名义功率应是同步带正常传动需传递的功率的2~3倍。 从结构上讲：如所需的压轴力小于步进电机轴容许的悬挂负载，即可不必加

传送带的受力分析

传送带的受力分析标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

传送带是应用广泛的一种传动装置，以其为素材的问题以真实物理现象为依据，它既能训练学生的科学思维，又能联系科学、生产和生活实际，是很好的能力考查型试题，这类试题大都具有物理情景模糊、条件隐蔽、过程复杂等特点，是历年高考考查的热点，也是广大考生的难点。现通过将传送带问题归类赏析，从而阐述解决这类问题的基本方法，找出解决这类问题的关键，揭示这类问题的实质。 一、依托传送带的受力分析问题 例1如图1所示，一质量为的货物放在倾角为的传送带一起向上或向下做加速运动。设加速度为，试求两种情形下货物所受的摩擦力。 解析：物体向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物体随传送带向上加速运动，传送带对货物的摩擦力必定沿传送带向上。物体随传送带向 下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面向下的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力这零；当加速度大于这一值 时，摩擦力应沿传送带向下；当加速度小于这一值时，摩擦力应沿传送带向上。 当物体随传送带向上加速运动时，由牛顿第二定律得： 所以，方向沿斜面向上。 物体随传送带向下加速运动时，设沿传送带向上，由牛顿第二定律得： 所以。 当时，，与所设方向相同，即沿斜面向上。 当时，，即货物与传送带间无摩擦力作用。

当时，，与所设方向相反，即沿斜面向下。 小结：当传送带上物体所受摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论． 二、依托传送带的相对运动问题 例2一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度 开始运动，当其速度达到后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 解析：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度小于传送带的加速度。根据牛顿定律，可得：设经历时间 ，传送带由静止开始加速到速度等于，煤块则由静止加速到，有由于，故，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间，煤块的 速度由增加到，有，此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。 设在煤块的速度从0增加到的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为和，有： 传送带上留下的黑色痕迹的长度 由以上各式得 小结：对于多个物理过程问题，能否按顺序对题目给出的物体运动过程进行分段分析，是解决问题的关键所在． 三、依托传送带的临界、极值问题

同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)

同步带受力情况的分析 1 张紧力 同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）。初拉力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，带的振动噪音变大。而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，轴和轴承上的载荷增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。 设0F 为同步带传动时带的张紧力，1F 、2F 、F 分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即 1F -0F =0F -2F 或 1F +2F =20F 、0F =0.5（1F +2F ） 式1-1 2 压轴力 压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1所示： 图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力 据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q 计算如下所示： Q=12()F K F F + N 式2-1 当工况系数A K ≥1.3时： Q=0.7712()F K F F + N 式2-2

式中： F K ――矢量相加修正系数，如图2-2： 图2-2 矢量相加修正系数 上图中1α为小带轮包角，21118057.3d d a α-≈?-??。 A K 为工况系数，对于医疗机械，其值如图2-3所示： 图2-3 医疗机械的工况系数 对于医疗机械，取A K =1.2，所以有压轴力Q=12()F K F F + N ，其中F K 值大于0.5。 另外由式1-1有张紧力0F =0.5（1F +2F ）。 由此可看出压轴力大于张紧力，故设计时只需计算传动中所受的压轴力，Q=12()F K F F + N 。 而带的紧边张力与松边张力分别由下面公式所得： 11250/d F P V = N 式2-3 2250/d F P V = N 式2-4

链传动

第七章 链传动 §7-1 链传动的特点和应用 1．组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。工 作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。 2．特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动 比； 2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作； 3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。 4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。 3．应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。传动链传递的功率一般在 100kW 以下，最大传动比8max i ，链速不超过15m/s 。本章主要讨论滚子链。 §7-2 传动链的结构特点 一．滚子链 滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可减轻链的质量和运动时的惯性力。 传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。 滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p 、滚子外径d 1和内链节内宽b 1。其中，节距是滚子链的主要参数。节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。但当链轮齿数一定时，节距越大，链轮直径D 也越大，为使D 不致过大，当载荷较大时，可用小节距的双排链或多排链。多排链的承载能力与排数成正比，列数越多，承载能力越高。但由于制造、安装误差，很难使各排的载荷均匀，列数越多，不均匀性越严重，故排数不宜过多，一般不超过四列。 考虑到我国链条生产的历史和现状，以及国际上几乎所有国家的链节距均用英制单位，我国链条标准GB1243.1-83中规定节距用英制折算成米制的单位。链号与相应的国际标准链号一致，链号数乘以25.4/16mm 即为节距值。后缀A 或B 分别表示A 或B 系列。A 系列用于重载、重要、较高速的传动，B 系列用于一般的传动中。 滚子链标记：链号—排数*链节数 标准编号

同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)

同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)

同步带受力情况的分析 1 张紧力 同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）。初拉力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，带的振动噪音变大。而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，轴和轴承上的载荷增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。 设0F 为同步带传动时带的张紧力，1F 、2F 、F 分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即 1F -0F =0F -2F 或 1F +2F =20F 、0F =0.5（1F +2F ） 式1-1 2 压轴力 压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1所示： 图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力 据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q 计算如下所示： Q=12()F K F F + N 式2-1 当工况系数A K ≥1.3时： Q=0.7712()F K F F + N 式2-2

式中： F K ――矢量相加修正系数，如图2-2： 图2-2 矢量相加修正系数 上图中1α为小带轮包角，21118057.3d d a α-≈?-??。 A K 为工况系数，对于医疗机械，其值如图2-3所示： 图2-3 医疗机械的工况系数 对于医疗机械，取A K =1.2，所以有压轴力Q=12()F K F F + N ，其中F K 值大于0.5。 另外由式1-1有张紧力0F =0.5（1F +2F ）。 由此可看出压轴力大于张紧力，故设计时只需计算传动中所受的压轴力，Q=12()F K F F + N 。 而带的紧边张力与松边张力分别由下面公式所得： 11250/d F P V = N 式2-3 2250/d F P V = N

链传动工作原理与特点

套筒链条尺寸 链传动工作原理与特点 1、工作原理：（至少）两轮间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和运动。但非共轭曲线啮合，靠三段圆弧（）一直线啮合。其磨损、接触应力冲击均小，且易加工。 2、组成；主、从动链轮、链条、封闭装置、润滑系统和张紧装置等。 3、特点（与带、齿轮传动比较） 优点：①平均速比i m准确，无滑动；②结构紧凑，轴上压力Q小；③传动效率高n =98%④承载能力高P=100KW⑤可传递远距离传动a ma^8mm⑥成本低。 缺点：①瞬时传动比不恒定i ;②传动不平衡；③传动时有噪音、冲击；④对安装粗度要求较高。 4、应用： 适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械、石油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。中低速传动：i < 8（1=2~4）, P W 100KW V W 12-15m/s，无声链V ma>=40m/s。（不适于在冲击与急促反向等情况下采用） § 2 传动链的结构特点 链传动的主要类型 1 ）按工作特性分： 起重链——用于提升重物——V W 0.25m/s ； 牵（线）引链——运输机械——V W 2~4m/s； 传动链——用于传递运动和动力——V W 12~15m/s。 优点：结构简单、重量轻、价廉、适于低速、寿命长、噪音小、应用广。 2）传动链接形式分： 套筒链； （套筒）滚子链—属标准件选用、合理确定链轮与链条尺寸，—短节距精密滚子链；齿形链；成型链四种。

1、套筒滚子链（结构与特点） 动配合，可相对运动，相当于活动铰链，承压面积 A （投影）一一宽X长投影组成： 5滚子；4 套筒；3 销轴；2 外链板；1 内链板当链节进入、退出啮合时，滚子沿齿滚动，实现滚动摩擦，减小磨损。套筒与内链板、销轴与外链板分别用过盈配合（压配）固联，使内、外链板可相对回转。 为减轻重量、制成“8”字形，亦有弯板。这样质量小，惯性小，具有等强度。磨损：——主要指滚子与销轴截面之间磨损。而内、外板之间留有间隙，保证润滑油进入，此润滑可降低磨损。 P 越大，承载能力越高。 参数：P—节距，b i—内链板间距，C—板厚，d i—滚子直径，d2—销轴直径，P- 排距 当低速时也可以不用滚子——称套筒链 多排链——单排链用销轴并联——称多排链（或双排链） 排数T-承载能力T 但排数T-制造误差T-受力不均T 一般不超过3~4列为宜 链接头型式： 链节数为偶数（常用）——内链板与外链板相接——弹性锁片（称弹簧卡）或大节距（称开口销）——受力较好 弹性锁片——端外链板与错轴为间隙配合 链节数为奇数——用过渡链节固联产生附加弯矩——受力不利，尽量不用。固联——内（外）链板与内（外）链板相接 板链—弹性好、缓冲、吸振在低速、重载、冲击和经常正反转工作情况。 安全过渡链节——弯板与销滚子链标记：链号一排数X链节数标准号 套筒滚子链规格与主要参数 2、齿形链各组齿形链板要错排列，通过销轴联接而成。链板两工作侧边为直边，夹角为60°或70°，由链板工作边与链轮齿啮合实现传动。齿形链轴可以是圆柱销轴，也可以是其它形式（滚柱式），连接两链片的一对棱柱销轴，链节相对转动时，两棱柱可相互滚动。

试分析影响带传动传动能力的主要因素

试分析影响带传动传动能力的主要因素 1. 带传动的工作原理 图1 带传动工作原理图 通过对传动带与带轮的受力情况的分析与研究, 我们可得: 102e F F F =+ （1） 202 e F F F =+ （2） 从而可知 12e F F F =- （3） 式中：0F ---带的预紧拉力 1F ---紧边拉力 2F ---松边拉力 e F ---带的有效拉力 在带传动中, 当带有打滑趋势时, 其摩擦力即达到极限值, 此时, 带传动的有效拉力也到最大值, 进而我们可求得柔体摩擦的欧拉公式： 12fa F F e = （4） 对于V 带有： sin /2 12fa F F e ?= （5） 式中：f---带与带轮之间的摩擦系数 a---带在带轮上的包角 ?---V 带轮的槽角 由上式可得到带所能传递的最大有效拉力： 01 21 fa ce fa e F F e -=+ （6） 由上式可知：带传动的有效拉力即极限摩擦力总和与 带的初拉力，包角和当量摩擦系数有关。

2. 带的初拉力 从( 3)式中可以看出, 要想提高有效圆周力Fe 最好是在增加F 1 的同时使F2 为零, 但是当F2 为零时, 欧拉公式中F1 也将为零, 所以Fe 也就为零。因此, 按一般的张紧方法都不能使F2 为零, 那么采用压紧轮压紧的方法能使F2 为零。压紧轮使带与带轮之间产生了摩擦力, 且其动、静态变化值较小, 近似为定值, 完全取代了F2 的作用, 从而使F2 为零。自然欧拉公式中F2 被摩擦力所取代, 所以F1 不为零, F e 也就不会为零了, 因此前后并不矛盾。其图如下: 把带松套在两个带轮上, 在主从带轮松边的出口和进口A 、B 处, 各加一个压紧轮1和2, 由于压紧轮的压力Q1和Q2的作用, 当带传动时, 使带与带轮之间产生摩擦力a F 和b F , 这个摩擦力完全可以代替松边拉力的作用, 且a F 和b F 在静态或工作状态时,其变化不大, 可视为定值[ 1。同时, 在紧边处, 沿两带轮切点跨距的中点C 处加一压紧轮3(轮缘有宽度大于带宽的U 形槽), 压紧轮的压力Q3 其方向垂直于两轮外公切线, 使带具备一定的预紧力0F 。 3. 包角 带与带轮接触弧所对应的中心角成为包角。21 1180*57.3d d d d a α? ?-≈- 带传动处于临界状态时F1与F2的关系 以平带为例。已知，带传动几何尺寸，摩擦系数为f 。 取微段如图。 微段受力： dFN ，F ， F+dF ，fdFN 图3 微段受力图

齿轮受力分析

齿轮传动受力分析： 力有三要素：大小、方向、作用点。 1、大小计算：见教科书公式 2、作用点：分度圆上齿宽中部 3、方向判断：分以下几种情况 a) 直齿轮： 画受力分析图，根据力的平行四边形法则可知，对于主动轮，径向力指向圆心，周向力方向与外加转矩方向相反，外加转矩方向与转动方向一致，主动轮判断完毕后和它配合的从动轮的受力方向自然就知道了，因为二者是作用力与反作用力，简单地说，就是无论主动轮还是从动轮，其所受径向力指向各自的圆心，主动轮所受周向力是来自于从动轮的阻力，故其方向与主动轮的转向相反，从动轮所受的周向力来自于主动轮，是使从动轮转动的动力，与其转动方向相同。直齿轮传动没有轴向力。 b) 斜齿轮： 斜齿轮传动同样受径向力、周向力，其方向的判断与直齿轮相同，所不同的是斜齿轮传动有轴向力的作用。其方向的判断有两种方法：一种是画受力分析图，比较麻烦，另一种是用左右手法则判断，使用左右手法则时，通常用于主动轮上，即左旋齿轮用左手，右旋齿轮用右手，四指方向指向外加转矩方向，则大拇指方向即为轴向力方向 （注意：是用于主动轮上） c) 圆锥齿轮传动： 圆锥齿轮传动同样受径向力、周向力和轴向力的作用。径向力和周向力的方向判断也与直齿轮一样，其轴向力的作用方向小端指向大端。 d) 蜗杆传动： 蜗杆传动也受径向力、周向力和轴向力的作用。径向力和周向力的方向判断仍然与直齿轮一样，其轴向力作用方向的判断和斜齿轮完全一样，一种是画受力分析图，另一种是用左右手法则判断，即在主动轮上，左旋用左手，右旋用右手，四指方向指向外加转矩方向，则大拇指方向即为轴向力方向，蜗杆传动中蜗杆是主动件 在蜗杆传动中，蜗轮的周向力为蜗杆的轴向力，蜗轮的轴向力为蜗杆的周向力，二者为作用力与反作用力，大小相等方向相反。 相同点： 以上几种传动中，主动轮的外加转矩方向均与其转动方向一致，周向力方向与其转动方向（或外加转矩方向）相反，径向力均指向各自的圆心。 这里要特别注意： 一对相互啮合的斜齿轮，其旋向相反，即一个斜齿轮是左旋的，与其配合的另一个斜齿轮一定是右旋的，反之亦然。而一对互相啮合的蜗轮蜗杆传动其旋向一定是相同的，即蜗杆如果是左旋的，那么与其配合的蜗轮也一定是左旋的，反之亦然。 齿轮（包括蜗轮蜗杆）旋向的判断方法： 首先使齿轮的轴线方向与站立方向一致，则表示旋向的斜线向右上方的为右旋，向左上方的为左旋。

传送带的受力分析

传送带的受力分析集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

传送带是应用广泛的一种传动装置，以其为素材的问题以真实物理现象为依据，它既能训练学生的科学思维，又能联系科学、生产和生活实际，是很好的能力考查型试题，这类试题大都具有物理情景模糊、条件隐蔽、过程复杂等特点，是历年高考考查的热点，也是广大考生的难点。现通过将传送带问题归类赏析，从而阐述解决这类问题的基本方法，找出解决这类问题的关键，揭示这类问题的实质。 一、依托传送带的受力分析问题 例1如图1所示，一质量为的货物放在倾角为的传送带一起向上或向下做加速运动。设加速度为，试求两种情形下货物所受的摩擦力。 解析：物体向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物体随传送带向上加速运动，传送带对货物的摩擦力必定沿传送带向上。物体随传送带向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面向下的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力这零；当加速度大于这一值时，摩擦力应沿传送带向下；当加速度小于这一值时，摩擦力应沿传送带向上。 当物体随传送带向上加速运动时，由牛顿第二定律得： 所以，方向沿斜面向上。 物体随传送带向下加速运动时，设沿传送带向上，由牛顿第二定律得：

所以。 当时，，与所设方向相同，即沿斜面向上。 当时，，即货物与传送带间无摩擦力作用。 当时，，与所设方向相反，即沿斜面向下。 小结：当传送带上物体所受摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论． 二、依托传送带的相对运动问题 例2一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度开始运动，当其速度达到后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。 解析：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度小于传送带的加速度。根据牛顿定律，可得： 设经历时间，传送带由静止开始加速到速度等于，煤块则由静止加速到，有