机械设计带传动.ppt

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1、带传动带传动v带传动的分类：v按工作原理：v1、摩擦型带传动：靠带与带轮之间的摩擦来传递运动和动力；v2、啮合型带传动：靠带与带轮之间的啮合来传递运动和动力；5.1 带传动概述v一、摩擦型带传动的工作原理和特点v原理:借助于带和带轮之间的摩擦来传递运动和动力v特点：结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振。二 传动带的类型v摩擦型带根据带的截面形状分： 平带：平带：结构简单，传动效率高，传动中心距大；（帆布芯平带应用最广） V带：带：应用广泛，带的侧面为工作面，承载能力 大，传递功率高，标准化程度高，传动比大等； 圆形带：圆形带：结构简单、多用于小功率传动； 多楔带：多楔带：相当于平带和V带组合

2、结构，运转平稳，尺寸小，传递功率大，结构紧凑。v啮合型带（也称为同步带）： 带与带轮没有相对滑动，能保证严格的传动比，但对中心距及其尺寸稳定性要求较高。5.1.2 V带的类型与结构普通V带的结构： 帘布芯V带：制造方便抗拉体 绳芯V带：柔韧性好、抗弯强度大v普通V带的截型分YZABCDE七种 窄V带的截型分SPZ.SPA,SPB，SPC四种 截面尺寸表8-2基准长度系列表8-3第5章 带传动2.抗拉体1.顶胶4.包布3.底胶三、几何尺寸v1包角 ：带和带轮接触弧所对的圆心角。 小带轮上的包角为：v2 带的基准长度Ld式中： 分别为小带轮和大带轮的基准直径。3 .57180121addddadd

3、ddLddddd4)()(222121212,dddd特点v1 传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳噪音小；v2 当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件,起过载保护作用；v3 适合于主、从动轴间中心距较大的传动；v4 结构简单，制造、安装和维护都较方便；二、啮合型带传动v同步带传动属于啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上的齿和齿槽的啮合来传递运动和动力，所需张紧力小；轴和轴承上所受的载荷小；带和带轮间没有滑动，传动比准确且传动比大；带的厚度薄，质量轻，允许高的线速度，传动效率高。v制造和安装精度要求较高，成本高。带传动的应用v用于两轴平行，且主动轮、从动轴回转方

4、向相同的场合。带的张紧v由于带传动的材料不是完全的弹性体，带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛，使张紧力降低。为保持持久的承载能力，带传动需要张紧装置。v常用的控制和调整张紧力的方法是调节中心距张紧和设置张紧轮张紧 5.2 带传动的工作原理和工作能力分析v5.2.1 带传动的力分析预紧力：F0紧边拉力：F1松边拉力：F2)(212102001FFFFFFF1000FP (1)有效拉力是带沿接触弧上摩擦力的总和：F=F1-F2 ， （2）在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有一极限值，当带和带轮之间的有效拉力超过接触弧上极限摩擦力的总和时，带和带轮间将发生显著的滑动，这种现象称为打滑打滑

5、。有效拉力F(N)、带速（m/s）和传递功率P(kW)之间的关系为：带式运输机受力分析如图2cos2cos)(2sin)(2sindFddFFfdNddFFdFdN以平带为例讨论带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时F1、F2的关系： 12cos,22sinddd2.ddFfdFdFddFfdNFdadN120FFfdaFdF12lnFfFv因 很小，可取v再略去 得v由以上两式得：12fFeFfeFF211212011112()1fffffeFFeFFeeFFFFe故在摩擦临界状态下，松边与紧边拉力的关系为：式中：f 为带与轮面间的摩擦系数； 为带轮的包角，rad；此时，有效拉力取得极限值

6、：11111120maxffeeFF由于小轮包角小于大轮包角，所以计算带传动所能传递的有效拉力时，包角取小轮包角。增大初拉力、包角和增大摩擦系数都可提高带传动所能传递的圆周力。最大有效拉力的影响因素v预紧力 ：v包角 ：v摩擦系数 ：0F0FecFF0越大越好吗？越小呢？过大的初拉力也是没有必要导致带过渡而很快松弛ecFffecF摩擦系数：橡胶钢 f=0.4 ； 橡胶铸铁 f =0.8)105(11211200eeFeeFFec5.2.2 带传动的应力分析v传动时，带中的应力由以下三部分组成：1、紧边拉力和松边拉力产生的拉应力；2、离心力产生的拉应力；3、弯曲应力。11()FMPaA22()F

7、MPaA12()FMPaA1 由紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力松边拉应力有效拉应力式中：A为带的横截面积AqAFcc22 离心力产生的拉应力v离心力之发生在带作圆周运动的部分，但因平衡它所引起的拉力，却作用在带的全长上。v离心拉应力为：3 弯曲应力dbdEY2两个带轮直径不同，所以带在两个带轮上的弯曲应力不同，小带轮上的弯曲应力大于大带轮上的弯曲应力。如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处：cb11max在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力最小带在工作时的应力分布情况带的应力分析带传动的失效形式和设计准则v带传动的主要失效形式：打滑和带的疲劳破坏。v设计准则：在保证带传动不打滑的前提下，带

8、具有一定的疲劳强度和使用寿命。（1）.带的弹性滑动产生的原因带的弹性、松边与紧边拉力差定义由于带的弹性变形而产生的带与带轮之间的相对滑动称为弹性滑动。%100121vvv弹性滑动的特点不可避免的传动比不准确；带的磨损，效率降低5.1.3 带传动的工作原理3 3.带的弹性滑动和打滑121221)1(DDDDnni弹性滑动的后果弹性滑动率第5章 带传动5.1.3 带传动的工作原理 3.带的弹性滑动和打滑弹性滑动现象分析：紧边在A点绕上主动轮带的拉力逐渐降低，变形量减小带速滞后于带轮n1静弧动弧（2）.带的打滑产生的原因外载荷增加，使得maxfeceFFF造成的后果带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧

9、下降，直至传动失效。打滑的特点可以避免的带打滑时的现象？如何避免带发生打滑？第5章 带传动5.1.3 带传动的工作原理5.2.3 弹性滑动和传动比v一、弹性滑动和传动比 由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动。 弹性滑动是带传动中不可避免的现象，是正常工作时固有的特性。1 11(/ )60 1000dd nm s222(/ )60 1000dd nm s弹性滑动会引起下列后果：v（1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度。v（2）损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高，并引起传动带磨损。v设d1、d2为主、从动轮的直径，mm；n1、n2为主、从动轮的转速

10、，r/min,则两轮的圆周速度为：)%21 (112211121ndndndddd)1 (1221ddddnni2112)1 (ddddnn 滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率 带传动的传动比 从动轮的转动速度： 通常弹性滑动和打滑的区别v打滑是由于带过载所引起的，是传动失效时发生的现象，是可以避免的；v弹性滑动是由于材料的弹性和紧边拉力与松边拉力的差所引起的，只要带传动具有承载能力，有紧边拉力和松边拉力，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。v若传递的基本载荷超过最大有效圆周力,带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑v

11、打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态v带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的v打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打滑5.3 普通V带传动的设计计算v5.3.1 V带的标准vV带又分为普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、联组V带、齿形V带等，其中普通V带应用最广。我们主要介绍普通V带。传动带的型式一、 普通V带的规格及结构v普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号型 号YZABCDE顶宽b6101317223238节宽bd5.3 8.51114192732高度h4.0 6.0 8.011141925楔角40每米质量q/(kg/m)0.040.060

12、.100.170.300.6 0.87普通V带的结构：4132帘布心结构绳心结构1包布层；2顶胶；3抗拉体；4底胶；帘布心结构绳心结构基本概念及参数v节面：V带弯曲时，顶胶伸长，底胶缩短，只有两者之间的中间层长度不变，称为节面。v节宽bp：带的节面宽度；带弯曲时，该宽度保持不变。v带的基准长度Ld： 在规定的张紧力下，V带中性层的长度称为带的基准长度Ld，V带的公称长度用基准长度表示。v带轮的基准直径dd：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带轮的基准直径dd。型 号YZABCDE顶宽b6101317223238节宽bd5.3 8.51114192732高度h4.0 6.

13、0 8.011141925楔角40每米质量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.6 0.875.3.2 普通V带传动设计v1、设计原始参数及内容v设计V带传动的一般已知条件是：传动用途和工作条件；传动的功率P；主动轮、从动轮的转速n1和n2或传动比i，对传动位置和外部尺寸要求等。v普通V带传动的设计主要是：确定带的型号、长度、根数、传动比、中心距、带轮直径、结构尺寸及作用在轴上的载荷等。2 设计方法及步骤v（1） 确定计算功率v 为工作情况系数，考虑到载荷性质和运转时间长短等因素的影响而确定的。 cApK pAK载荷性质工 作 机原 动 机电动机（交流启动、直流并励、三角

14、启动）四缸以上内燃机电动机（联机交流启动、直流复励或串励），四缸以下的内燃机每天工作小时数/h1616载荷变动很小液体搅拌机、鼓风机、通风机（7.5kW）、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机、通风机（7.5kW）、旋转式水泵和压缩机（非离心式）、发电机等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大斗式提升机、压缩机、往复式水泵、起重机、冲剪机床、重载运输机、纺织机、振动筛1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8（2） 选择带型槽型YZABCD

15、Eddmin205075125200355500（3） 确定带轮的基准直径dd1和dd2 初选小带轮dd1，普通V带轮最小基准直径表如下，取：1mindddd为提高寿命，在传动比不大和结构无特殊要求时，应选取较大的直径。)1 (1212dddnnd10006011ndd 大轮的基准直径： 通常取 ，dd1、dd2应符合带轮基准直径系列。 带速： 一般应使 在 525m/s 的范围。0.02（4） 中心距、带长1）初选a0：2）计算带的基准长度Ld：3）查表选取与Ld相近的V的的基准长度Ld 。 4）计算实际中心距：)( 2)(7 . 021021ddddddadd02122104)()(22a

16、ddddaLddddd20ddLLaa3 .57180121adddd1201（5） 计算小轮包角1v一般应使 否则可加大中心距或增设张紧轮。LcKKPPPz)(00（6） 确定v带的根数z Z取整数，为了使每根V带受力均匀，V带根数不宜太多，通常z10式中 ： P0单根V带允许传递的功率（又称单根V带的基本额定功率），P0值的大小是在包角=180、特定带长、平稳工作条件下通过试验和计算得到的，见表5.4；P0考虑到传动比不为1时，带在大带轮上的弯曲应力较小，在同等寿命下，P0值应有所提高，P0即为单根V带允许传递功率的增量，大带轮愈大（即传动比i12愈大），提高量愈多，其值见表5.5；KL考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，见表5.3；K考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数，见表5.6。（7） 确定初拉力F0v保持适当的张紧力是带传动工作的首要条件，张紧力过小，摩擦力小，容易发生打滑；张紧力过大，则带寿命降低，轴和轴承受力增大。20) 15 . 2(500qKzPFc1002cos2sin22QFF zF z（8） 计算作用在轴上的力QF（9）V带轮的设计v1 选材：主要采