教学PPT带传动.ppt

8带传动 8 1概述 8 2带传动的工作情况分析 8 3普通v带传动的设计计算 8 5v带传动的张紧 安装与防护 8 4v带轮的设计 8带传动 带传动是利用中间挠性件传递运动和动力 主要特点是结构简单 安装方便 成本低廉 能够缓冲吸振 适合于中心距较大的场合 缺点是外廓尺寸较大 挠性件磨损较大 寿命较低 图8 1带传动 8 1概述 8 1概述 1 带传动的类型 带传动根据带的类型区分为平带 v型带 圆带 同步齿形带 如图8 4所示 或区分为摩擦型传动与啮合型传动 同步齿形带传动 图8 4带传动的类型 1 带传动的类型 8 1概述 图8 4f1带传动的类型 平带传动 适合用于大中心距的传动 平带传动 也适合做反向传动 8 1概述 图8 4f2带传动的类型 1 带传动的类型 v带的类型 8 1概述 1 带传动的类型 图8 4f3带传动的类型 8 1概述 1 带传动的类型 v型带与带轮的截面参数如图8 4f4所示 v型带的基本尺寸见表8 1 gb t11544 1997 所示 v带轮的轮槽尺寸关系 gb t13575 1 2008 所示 图8 4f4普通v带的剖面尺寸与轮槽尺寸 v带轮的轮槽尺寸 gb t13575 1 2008 普通v带的剖面尺寸 gb t11544 1997 图8 5v带的结构 表8 1普通v带剖面尺寸 普通v带已标准化 按截面尺寸分为y z a b c d e七种型号 各型号的基本尺寸见表8 1 当带垂直其底边弯曲时 剖面内保持原长度不变的周线称为节线 由全部节线构成的面称节面 带的节面宽度称为节宽 bp v带的结构如图8 5所示 8 1概述 2 v带的类型与结构 2 v带的类型与结构 8 1概述 表8 2普通v带基准长度系列及长度系数kl 图8 5f1v带轮的轮槽形状 v带轮的结构如图8 5f1 图8 5f8所示 8 1概述 3 v带轮的类型与结构 图8 5f2v带轮的形状 v型带轮的参数关系见 机械设计手册 3 v带轮的类型与结构 图8 5f3v带轮的形状图8 5f4v带轮的形状 8 1概述 图8 5f5v带轮的形状图8 5f6v带轮的形状图8 5f7v带轮的形状 v型带轮的参数关系见 机械设计手册 8 1概述 3 v带轮的类型与结构 图8 5f8v带轮的形状 v型带轮的参数关系见 机械设计手册 8 2带传动的工作情况分析 带传动由主动轮1 从动轮2和张紧在两轮上的v型带3组成 依靠带与带轮间的摩擦传递运动和动力 带传动静止时 带轮两边带的拉力都等于预紧力f0 1 带传动的受力分析 图8 7带传动的工作原理 8 2带传动的工作情况分析 带传动工作时 带受到主 从动轮摩擦力ff的作用 两边带的拉力不再相等 即将绕入主动轮一边的带被拉紧 称为紧边 紧边拉力由f0增大到f1 即将绕入从动轮一边的带被放松 称为松边 松边拉力由f0减少到f2 近似认为带的总长度保持不变 对应f0 f0 f1 f2 1 带传动的受力分析 图8 7带传动的工作原理 1 带传动的受力分析 ff dd1 2 f2 dd1 2 f1 dd1 2 0 由上式可知 紧边和松边的拉力差值等于摩擦力 称为有效拉力fe 图8 7带传动的工作原理 8 2带传动的工作情况分析 p kw v m s 2 带传动的最小拉力与临界摩擦力 图8 8a欧拉公式的推导图 因d 很小 因此可取sin d 2 d 2 cos d 2 1 并略去二阶微量 df d 2 8 2带传动的工作情况分析 2 带传动的最小拉力与临界摩擦力 8 2带传动的工作情况分析 2 带传动的最小拉力与临界摩擦力 图8 8b带与轮的包角 8 2带传动的工作情况分析 8 2带传动的工作情况分析 式中f1 f2 紧边 松边拉力 n a 带的横截面积 mm2 1 拉应力 由紧边 松边拉力产生的拉应力 1 2分别为 3 带传动的应力分析 2 弯曲应力 e 带的弹性模量 n mm2 3 离心拉应力 当带绕上带轮后 作圆周运动的带的质量会引起离心力 离心力虽然只发生在带作圆周运动的部分 却使整条带受到附加拉力fc 由此产生的离心拉应力为 式中q 每米长度带的质量 kg m 见表8 3所示 图8 8c带传动的离心力分析 8 2带传动的工作情况分析 3 带传动的应力分析 8 2带传动的工作情况分析 max 1 b1 c 8 11 将拉应力 弯曲应力和离心应力叠加 可以得到带的应力分布情况 由图可知 传动过程中带受到变应力 每绕过一个带轮 应力循环变化一次 当应力循环达到一定次数后 带将产生疲劳破坏 带的最大应力发生在紧边绕上小带轮处 其值为 图8 9带传动的应力分布情况 3 带传动的应力分析 4 带的弹性滑动和打滑 带是弹性体 受到拉力后会产生弹性变形 由于紧边和松边拉力不同 因此弹性变形量也不同 如图8 10所示 8 2带传动的工作情况分析 图8 10带传动的弹性滑动 由于带传动的拉力差小于临界摩擦力 所以式 8 5 实际为 c1b1段弧上带相对轮产生滞后滑动 a1c1弧不产生相对滑动 4 带的弹性滑动和打滑 由于弹性滑动 打滑是设计时避免的 使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1 降低程度用滑动率 1 2 表示 即 式中n1 n2 主 从动轮的转速 r min dd1 dd2 主 从动轮的基准直径 mm 8 2带传动的工作情况分析 8 3普通v带传动的设计计算 摩擦型带传动的设计准则是 在不打滑的条件下 保证带传动具有足够的疲劳强度和寿命 1 设计准则和单根v带的基本额定功率p0 单根普通v带的p0值见表8 4a所示 2 单根v带的额定功率pr 8 3普通v带传动的设计计算 表8 4a特定条件下单根普通v带所能传递的功率p0kw 2 单根v带的额定功率pr 8 3普通v带传动的设计计算 表8 4a特定条件下单根普通v带所能传递的功率p0kw 2 单根v带的额定功率pr 8 3普通v带传动的设计计算 单根普通v带的p0是在平稳载荷 包角 180 传动比i 1 特定带长 两个带轮传动的实验条件下得到的 当实际情况与实验条件不同时 要对p0值进行修正 p0见表8 4b所示 表8 4b单根普通v带i 1时传动功率的增量 p0单位 kw 2 单根v带的额定功率pr 8 3普通v带传动的设计计算 表8 4b单根普通v带i 1时传动功率的增量 p0单位 kw 2 单根v带的额定功率pr 单根v带的额定功率pr为 k 包角系数 180 见表8 5 kl 长度系数 见表8 2 2 传动比 传动比i 2 5 i 7 8 3普通v带传动的设计计算 3 带轮的基准直径 表8 6v带轮的最小基准直径mm 4 带速v 带速v 5 25m s 1 中心距a 中心距a a0 0 7 dd1 dd2 a0 2 dd1 dd2 3 带传动参数的选择 4 带传动的设计计算 1 已知条件和设计内容已知条件是需要传递的功率p 主 从动轮的转速n1 n2 或传动比i 工作条件和外廓尺寸要求等 设计内容是确定v带的型号 长度 根数 传动中心距 带轮直径 预紧力及压轴力 8 3普通v带传动的设计计算 2 设计步骤和方法 1 确定计算功率pcapca kap 8 21 ka 工作情况系数 见表8 7所示 p 需要传递的功率 kw 4 带传动的设计计算 8 3普通v带传动的设计计算 表8 7工作情况系数ka 1 确定计算功率pca 8 3普通v带传动的设计计算 根据设计功率pca和小带轮转速n1 从图8 11中选取v带的型号 图8 11普通v带选型图 2 选择v带的型号 4 带传动的设计计算 3 确定小带轮的基准直径dd并验算带速v 8 3普通v带传动的设计计算 4 带传动的设计计算 表8 8普通v带轮的基准直径系列 gb t13575 1 2008 mm 4 初定中心距a0 选择v带的基准长度ld 8 3普通v带传动的设计计算 4 带传动的设计计算 1 初选中心距a0a a0 0 7 dd1 dd2 a0 2 dd1 dd2 2 计算带的基准长度 图8 3f1带传动基准长度的计算 8 3普通v带传动的设计计算 4 初定中心距a0 选择v带的基准长度ld 2 计算带的基准长度 8 3普通v带传动的设计计算 根据计算结果从表8 2中选取相近的基准长度ld 带传动的实际中心距a为 3 计算实际中心距a 4 初定中心距a0 选择v带的基准长度ld 考虑安装调整和补偿张紧力的需要 中心距的设计范围为 a 0 015ld a a 0 03ld 8 24 5 验算小带轮包角 1 6 确定带的根数 8 3普通v带传动的设计计算 k 包角系数 查表8 5 kl 长度系数 查表8 2 ka 工作情况系数 查表8 7 7 确定带的初拉力 由式 8 6 得带的初拉力 f0 min为 8 计算作用在轴上的压力fp 设计带轮的轴和轴承时 要计算v带作用在轴上的压力fp 忽略带两边的拉力差 近似地按两边带的预紧力f0的合力计算压轴力 见图4 11 可得 图8 13压轴力的计算 fp 2z f0sin 1 2 n 8 28 8 3普通v带传动的设计计算 8 5带传动的张紧 a 推力螺纹张紧 b 拉力螺纹张紧图8 15带的定期张紧 带传动在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛 使张紧力降低 为此 需要有重新张紧的装置 以保持带传动正常工作 张紧装置分定期张紧和自动张紧两类 1 定期张紧 8 5带传动的张紧 图8 16带传动的自动张紧图8 17带传动的张紧轮张紧 2 自动张紧 3 张紧轮张紧 例题与参考解答 已知功率p 11kw 转速n1 970r min 从动轮转速n2 370r min 两班工作 a 1000mm 3 确定小带轮的基准直径dd1 由表8 7查ka 1 1 计算功率pca 1 1 11 12 1kw 2 选择带型 由pca 12 1kw n1 970r min从图8 11中取b型带 1 确定计算功率pca 由表8 8 图8 11取dd1 132mm 4 确定大带轮的基准直径dd2 计算dd2 n1 dd1 1 n2 970 132 1 0 02 370 339mm 取dd2 335mm 大带轮的实际转速n2 1 n1 dd1 dd2 1 0 02 970 132 335 374 565r min v dd1 n1 60 1000 132 970 60 1000 6 704m s在 5 25 m s之间 6 初定中心距a0 a0 1000mm 5 验算带的速度v 7 计算基准长度ld ld0 2a0 dd1 dd2 2 dd2 dd1 2 4a0 2 1000 132 335 2 335 132 2 4 1000 2743 864mm 由表8 2查得ld 2800mm 8 计算实际中心距a a a0 ld ld0 2 1000 2800 2744 2 1028mm 安装时 中心距的变化范围 调节范围 为 a 0 015ld a a 0 0 ld 986 a 1056mm 9 验算小带轮的包角 1 1 180 180 dd2 dd1 a 180 180 335 132 1028 168 686 大于120 10 确定带的根数z 由表8 4a与b型带查dd1 125mm n1 980r min对应p0 1 67kw 查dd1 140mm n1 980r min对应p0 2 13kw 通过插值得dd1 132mm n1 970r min对应p0 1 88kw 查表8 5 1 1168 686 包角系数k 0 98 查表8 2 ld 2800mm 长度系数kl 1 05 z pca p0 p0 k kl 12 1 1 88 0 30 0 98 1 05 5 4 取6