带传动.doc

第七章 带传动一、 主要内容带传动是应用广泛的一种机械传动，它是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，属于摩擦传动。此外，带传动的另一形式，即靠带与带轮轮齿的啮合来传递动力的同步齿形带，本章仅作简单介绍。学习带传动这一章，要抓住“摩擦传动”这一本质。它的主要内容有：（1）带传动主要类型、特点及应用；（2）带传动工作时的工作情况分析，它的主要失效形式，防止措施和设计准则；（3）三角带传动的设计计算。a) 带传动的主要类型、特点和应用带传动的主要类型有三角带传动和平型带传动。根据qi面摩擦原理，三角带传动传递功率的能力远比平型带传动为大，因此，在一般机械传动中主要采用三角带传动。我们在设计机械、选择、确定传动方案时，主要根据传动的特点和应用，因此，这部分内容很重要，学习时应结合本章的有关思考题，加深理解。b) 带传动的工作情况分析和设计依据（1） 带传动的受力分析安装时，带以一定的紧张力套在带轮上，使带和带轮相互压紧。工作时，由于带与带轮接触面间的摩擦力作用，使紧边的拉力增加为，松边的拉力减少为。带传动所能传递的有效圆周力为，它与之间的关系为：注意：有效圆周力，是受任意一个带轮接触弧（或）上的最大摩擦力限制的。当时，带传动正常工作；，带传动不能正常工作（即带在带轮上打滑）。通过带传动工作时的受力分析，可以推导出带在带轮上即开始打滑时的欧拉公式：带能所传递的最大有效圆周力（即当）时的临界值为：由上式可见，为了提高带的传动能力，防止打滑，可以采用一下措施，即：安装时保证适当的紧张力，增大带与带轮间的摩擦系数及增大包角。相应的紧张拉力、松边拉力与有效圆周力之间的关系为：（2） 带传动的应力分析带传动工作时，带受到交变应力作用，因此，带使用一段时间后，要产生疲劳破坏。进行带的应力分析目的是画出它的应力分布图，从而找出最大应力，作为防止疲劳破坏的设计依据。带传动工作时，带受以下三种应力，即：（）由紧边和松边拉力和所产生的拉应力和，当带绕过主动轮时，拉应力由逐渐减为；当带绕过从动轮时，拉应力由逐渐增至。（）由离心力所产生的离心应力，在带全长上均相等。由于，为使不致过大，应对带速加以限制。（）带绕过带轮所产生的弯曲应力，由于，因，故，为使不致过大，应对加以限制（即由带的应力分布图（图71）中可以看出：作用在带上某截面的应力是随其工作位置不同而不断变化的。最大应力，发生在带的紧边进入小带轮处，见图71中的A点。在传递一定的功率时，当应力循环次数达到一定值后，带将产生疲劳破坏。（3） 带传动的弹性滑动与打滑现象学习本节时应弄清弹性滑动与打滑产生的原因，它们之间的区别，以及相应的后果。（）弹性滑动带传动在工作时，由于紧边拉力与松边拉力的不同，引起带的拉伸弹性变形发生相应变化，致使带与带轮速度不同，两者之间必然发生相对滑动，这种现象称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中不可避免的物理现象。弹性滑动导致以下后果。1）从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度；2）降低了传动效率；3）引起带的磨损；4）使带温度升高。由于带的弹性滑动所引起的从动轮圆周速度的降低率称为滑动系数，即通常（）打滑当带传动所传递的有效圆周力时，带的弹性滑动普及全部接触弧，这种现象称为“打滑”。打滑将使丧失传递载荷的能力，并使带磨损加剧，传动失稳，从而使带传动失效。在设计带传动时，打滑是可以而且必须避免的。（4） 带传动的设计依据由于带传动的主要失效形式为：带的疲劳破坏及带的打滑。因此，带传动的设计准则是：在保证带传动工作时不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。单根三角带既不打滑又有一定疲劳强度和寿命时所能传递的功率； （kW）由上式可见，带所能传递的功率与,带的型号（带的面积A），小带轮直径，带速以及带的许用应力有关。上式中式中： 带的节线长度； 带轮数目； 带的寿命； 带的速度； 由带的材质和结构决定的试验常数。其中（）表征带中某截面的应力循环次数。所以，带所能传递的功率随应力循环次数的增加而减少。考虑传动比时，胶带绕过大带轮时弯曲应力较绕过小带轮时小，故能增大带所能传递的功率，单根三角胶带的功率增量为： （kW）式中：弯曲影响系数（与带的型号有关）； 传动比系数。因此，单根带所能传递的功率为（。c) 三角胶带传动的设计设计三角胶带传动时，首先应确定原始数据，弄清楚设计的内容，然后按照一定的程序进行。原始数据：传动的用途，工作条件，结构及安装要求；传递的功率；带轮转速（或传动比）等。设计内容：确定三角胶带的型号、长度和根数；中心距、紧张力和压轴力；确定带轮的材料，结构及尺寸；选定张紧装置。设计的程序请参阅后面的设计计算举例进行。在设计中要特别注意传动参数的合理选择，并进行必要的校核。下面介绍传动参数及的选择。小带轮直径：带轮越小，弯曲应力越大，从而加剧胶带的疲劳损坏；而且会使带的速度降低，圆周力随之加大，导致增加三角胶带的根数，因此，设计时应使。此外，的选择还要考虑到结构及安装等要求。需注意到，带轮的直径应按标准直径系列进行圆整。胶带速度：一般要求在范围内。若过小（25m/s）时，由于离心力的增大，一方面使离心力增大，从而促使带的疲劳强度下降；另一方面降低了带与带轮间的正压力，使摩擦力下降，从而导致传动能力下降。中心距，带长：中心距不宜过小，因为1）中心距过小，带长就短，在一定速度下带绕过带轮的次数增多，使带易于疲劳损坏；2）当传动比较大时，小中心距使包角过小。此外，中心距也不宜过大，否则当带的速度较高时，易引起颤动。为此，中心距一般可取包角：一般要求，过小会影响传动能力。因此当过小时，则应增大中心距或加紧张紧轮。紧张力：紧张力的大小对带传动的正常工作及使用寿命影响很大。紧张力不足，摩擦力小，传动可能出现打滑；反之紧张力过大，则胶带寿命低，轴和轴承受力大。为了保证带传动达到所需的紧张力，可采用计算及实测方法解决。二、 复习思考题71 带传动与齿轮传动比较有哪些优缺点？72 带传动一般放在高速级还是低速级？为什么？73 常用带传动有哪几种类型？各有何特点？74 标准三角胶带结构由哪几部分组成？国际中对不同结构三角胶带各规定了哪些标准型号？三角胶带的公称长度与节线长度指的是什么？75 试作图并列式叙明带传动中的紧边压力，松边压力与张紧力之间的关系。76 试作图并叙明带传动工作时的应力及分布，并指出最大应力点。77 带传动中的弹性滑动是如何发生的？什么叫打滑现象？能否避免？其后果是什么？78 什么是滑动系数？滑动系数如何计算？79 为了避免打滑，将带轮与带接触的表面加工得粗糙些，以增大摩擦，这样解决是否合理？为什么？710 三角胶带带轮轮槽与带的三种安装情况如图72所示，其中哪些情况是正确的？711 带传动的主要失效形式有哪些？带传动设计依据是什么？712 列式叙明单根三角胶带所能传递的功率及其增量（当传动比时）。713 带轮节圆直径、带速、中心距、带长、包角及紧张力的大小对传动有何影响？714 带传动为什么必须安置张紧装置？常用的张紧装置有哪些？三、 典型例题例71 已知三角胶带传动中，小带轮直径，大带轮直径中心距，胶带型号为“B”型，根数，由普通鼠笼式交流电动机带动，一天运转（即两班制工作），工作平稳。试求传动所允许传递的最大功率。解1胶带速度2胶带节线长度 由表72选取节线长度，圆周长度3小轮包角4允许传递的最大功率根据，B型胶带，由表74查得。式中：弯曲影响系数，由表75查得 传动比系数，由表73查得式中： 包角系数，由表78查得0。96 长度系数，由表79查得 材料系数，对于棉帘结构取例72 （见教科书第七章题71）。一车床的电动机和床头箱之间采用垂直布置的三角胶带传动。已知电动机功率为，转速，要求传动比，二班制工作，根据机床结构，带轮轴间中心距为900mm左右。设计此三角胶带传动。解1计算功率式中：工作情况系数，由表76取2选取三角胶带型号根据和由图712确定为“B”型。3选取带轮节圆直径小带轮节圆直径，由表77取。大带轮节圆直径：滑动系数，取由表77圆整为4验算胶带速度合用。5计算中心距和胶带