机械设计基础13.ppt

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1、13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析13.3 带的应力分析带的应力分析13.4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比13.5 V带传动的计算带传动的计算13.6 V带轮的结构带轮的结构13.7 同步带传动简介同步带传动简介第第13章章 带带 传传 动动13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用一、带传动的分类一、带传动的分类 1) 按传动原理分类按传动原理分类 摩擦型摩擦型 啮合型啮合型 2) 按横截面形状分类按横截面形状分类 平带传动平带传动 V带传动带传动 特殊截面带传动特殊截面带传动 3) 按带的布置分类按带的布置分类

2、开口传动开口传动 交叉传动交叉传动 半交叉传动半交叉传动 抗拉体抗拉体13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用平带传动平带传动V带传动带传动多楔带传动多楔带传动圆带传动圆带传动二、带传动的参数二、带传动的参数(开口传动开口传动)13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用2121 18057.3dda 中心距中心距 a包包 角角 2 因因较小较小, ,sin 以以代入得代入得: :21()ddrada 带长带长: :2LABBCAD 212 cos(2 )(2 )22dda 212dda 12212 cos()()2adddd aCADBd1d2221cos1 sin12 以以212d

3、da 及及代代入入得得：21aCADBd1d2 221122()24ddLadda 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 : : 221212212()2()8()8LddLdddda 13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用1. .定期张紧装置定期张紧装置三、带传动的张紧三、带传动的张紧 2.自动张紧装置自动张紧装置3.张紧轮装置张紧轮装置13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用四、带传动的特点四、带传动的特点 优点：优点：适用于中心距较大的传动；适用于中心距较大的传动；可缓和冲击，吸收振动；可缓和冲击，吸收振动；打滑可防止损坏其它零件；打滑可防

4、止损坏其它零件；结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。 缺点：缺点：传动的外廓尺寸较大；传动的外廓尺寸较大；需要张紧装置；需要张紧装置；传动比不固定；传动比不固定；带的寿命较短；带的寿命较短；传动效率较低。传动效率较低。 13.1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用V带传动应用最广，带速：带传动应用最广，带速： v = 525 m/s 传动比：传动比：i 7 效率：效率： 0.90.95一、带的有效拉力一、带的有效拉力 13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析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

5、于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：F1 = F2 = F0F1 F2 F1 ，紧边F2 松边F1F2F1F2紧边紧边松边松边从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2n1n2设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：F1 F0 = F0 F2 F0 = (F1 + F2 )/2称称 F1 - - F2为为有效拉力有效拉力，即带所能传递的，即带所能传递的圆周力圆周力：F = = F1 - - F2且且传递功率传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：与圆周力和带速之间有如下关系：(kW)(N m/s)1000FvP13.2 带传动的受力分析带传

6、动的受力分析1、定义：定义：当圆周力当圆周力F Ff时，带与带轮之间出现显著时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为的滑动，称为打滑。打滑。经常出现打滑使带的磨损加剧、传经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动动效率降低，导致传动失效失效。是必须避免是必须避免。dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d22、分析：分析：平带上截取一微弧段平带上截取一微弧段正压力：正压力：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：Nsin()sin22dddFFFdF N()coscos22ddfdFFdFF 摩擦力：摩擦力： f dFN 二、带传动的打滑失效二、带传

7、动的打滑失效13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析由力平衡条件：由力平衡条件：Nsin()sin22dddFFFdF N()coscos22ddfdFFdFF sin,cos1222dddd 因因很很小小，可可取取2ddF 去去掉掉二二阶阶微微量量NdFFd dFfdF 120FFdFfdF 12lnFfF 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：12fFeF 绕性体摩擦的基本公式：绕性体摩擦的基本公式： 欧拉公式欧拉公式 NfdFdF 13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析 联立求解：联立求解：11ffeFFe 1211(1)fFFFFe 211fFFe F

8、f 1fsin2QNQFF fffF sin2NQfF fF 3、比较：比较：平带与平带与V带带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带传动的结构更为紧凑。带传动的结构更为紧凑。13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析用用 f 代替代替 f 后，得到后，得到V带带计算公式：计算公式：12fFeF 121211111(1)ffffeFFeFFeFFFFe 13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析三、带传递的圆周力及其影响因素三、带传递的圆周力及其影响因素欧拉公式欧拉公式 12fFeF 四、作用在轴上的压力四、作用在轴上

9、的压力 102sin2QFzF 13.2 带传动的受力分析带传动的受力分析 F f 1 F2 1 2带绕过带绕过主动轮主动轮时，将逐渐缩短时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后于并沿轮面滑动，使带速落后于轮速。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，使带速超时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超前于轮速。前于轮速。从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1一、带传动的弹性滑动一、带传动的弹性滑动 * 弹性滑动弹性滑动是不可避免的，由拉力差引起，是固有特性；是不可避免的，由拉力差引起，是固有特性；* 打滑打滑是必须要避免的，由过载引起，是失效形式。是必须要避免的，由过载引起，是失效形式

10、。 13.4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比得从动轮的转速：得从动轮的转速：带传动的传动比：带传动的传动比：1122(1)n dnd 21(1)dd 12nin V带传动的滑动率带传动的滑动率=0.010.02，一般可忽略不计一般可忽略不计。定义：定义：121122111vvd nd nvd n 为滑动率为滑动率。二、带传动的传动比二、带传动的传动比 111m/s60 1000d nv 222m/s60 1000d nv 总有：总有：v2 v1 13.5 V带传动的计算带传动的计算分类分类：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、联组带、联组V带。带

11、。 其中普通其中普通 V带应用最广。带应用最广。一、一、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。13.5 V带传动的计算带传动的计算普通普通V带：带： =40，h/bp =0.7。已经标准化，有七种型号。已经标准化，有七种型号Y、Z、 A、B、C、D、E。应用最为广泛。应用最为广泛。窄窄V带：带： =40，h/bp =0.9。已经标准化，有四种型号

12、。已经标准化，有四种型号SPZ、SPA、 SPB、SPC。用于大功率，结构紧凑传动。用于大功率，结构紧凑传动。 与普通与普通V带比，当顶宽相同时，承载能力带比，当顶宽相同时，承载能力 可提高可提高1.52.5倍。倍。宽宽V带：带： =40，h/bp =0.3。用于无级变速传动中。用于无级变速传动中。大楔角大楔角V带：带： =60。用于高速，结构特别紧凑的传动。用于高速，结构特别紧凑的传动。联组联组V带：带：由由2、3、4或或5根普通根普通V带（或窄带（或窄V带）带） 顶面用胶帘布等距粘结而成。顶面用胶帘布等距粘结而成。基准直径基准直径d：在在V带轮上，与所配用带轮上，与所配用V带的节带的节 面

13、宽度相对应的带轮直径。面宽度相对应的带轮直径。d基准长度基准长度L Ld d ：V带在规定的张紧力下，位于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。标准长度带轮基准直径上的周线长度称为。标准长度系列详见下页表系列详见下页表13-2 ，P212。bpbbph二、单根普通二、单根普通V带的许用功率带的许用功率1、失效形式、失效形式 121b1c1111ffFFFFAee 4、传动功率、传动功率 0b1c111000fAvPe 3600/mmCCNkTv L 13.5 V带传动的计算带传动的计算3、不打滑条件、不打滑条件 打滑；带的疲劳损坏（脱层、撕裂或拉断）。打滑；带的疲劳损坏（脱层、

14、撕裂或拉断）。2、设计依据、设计依据 保证带不打滑的前提下，具有一定的疲劳寿命。保证带不打滑的前提下，具有一定的疲劳寿命。13.5 V带传动的计算带传动的计算传递的功率为：传递的功率为：1211(1)fFFFFe 单根带所能传递的有效拉力为：单根带所能传递的有效拉力为：11(1)1000fvFe 11(1)1000fvAe 为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：max =1 +b + c 1 = -b - c代入得：代入得：01( )(1)KW1000bcfAvPe 基本额定功率基本额定功率P0 :在在 =，Ld为特定长度、抗拉体为为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯

15、结构条件下，计算所得功率称为化学纤维绳芯结构条件下，计算所得功率称为单根带单根带的的。详见下页表。详见下页表13-3 教材教材P214。01000vPF 200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000小带轮小带轮基准直基准直径径 d1/ mm表表13-3 单根普通单根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率P0（包角（包角= 、特定基准长度、载荷平稳时）、特定基准长度、载荷平稳时） 型型号号ZABC50 0.04 0.06 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20

16、0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.3156 0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 90 0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.5675 0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.0 0.8090 0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5 180 0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81 125 0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2.64 2.85 2.96