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带传动机构设计 任务一解释普通V带楔角和带轮轮槽槽角不同的原因 任务二带传动失效形式和设计准则的确定 任务三V带传动的设计计算 任务四同步带的设计计算 1 带传动机构设计 任务一解释普通V带楔角和带轮轮槽槽角不同的原因 相关知识 一 带传动的工作原理 2 工作原理 摩擦带传动靠带和带轮之间的摩擦力传递运动啮合带传动靠带和带轮上的带齿与齿槽之间的啮合传递运动和动力 1 组成 主动带轮 从动带轮 中间挠性件 带 机架 2 二 带传动的类型 1 按传动原理分 1 摩擦带传动 2 啮合带传动 2 按用途分 1 传动带 2 输送带 3 按带的截面形状分 1 平带 2 V带 3 圆带 4 多楔带 5 同步齿形带 3 4 三 带传动的特点和应用 1 带传动的特点 1 带是挠性体 具有弹性 能缓冲吸振 传动平稳 噪声小 2 适用于中心距较大的传动 3 过载时将引起带和带轮间的打滑 可防止其他零件的损坏 4 结构简单 成本低廉 制造 安装和维护比较方便 2 应用带传动适用于要求传动平稳 对传动比无严格要求 中小功率的远距离传动 目前V带传动应用最广 一般带速v 5 25m s 传动比i 7 传动功率P 100kW 5 三 传动的传动形式 a 开口传动 b 交叉传动 c 半交叉传动 d 相交轴传动 四 普通V带的结构和尺寸标准 V带有普通V带 窄V带 宽V带 汽车V带 大楔角V带等几种类型 普通V带结构 6 普通V带型号 Z A B C D E七种型号 7 中性层 V带绕在带轮上产生弯曲 外层受拉伸变长 内层受压缩变短 两层之间长度不变的一层称为中性层 节宽 节面的宽度 用bp表示 基准直径 V带装在带轮上 和节宽bp相对应的带轮直径称为基准直径 用dd表示 V带轮的最小基准直径和基准直径系列表 基准长度 V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V带的基准长度 用Ld表示 8 普通V带的基准长度系列和带长修正系数KL 五 窄V带的结构 h bp 0 9窄V带截面尺寸分为SPZ SPA SPB SPC四个型号当窄V带带高与普通V带相同时 其带宽较普通V带约小1 3 而承载能力可提高1 5 2 5倍 因此适用于传递大功率且传动装置要求紧凑的场合 六 V带的标记 带型 基准长度和标准号组成示例 A 1400GB11544 89表示A型普通V带 基准长度为1400mm SPA 1250GB12730 91表示SPA型窄V带 基准长度为1250mm 9 七 普通V带轮的结构 1 带轮的材料 v 25m s时 HT150 v 25 30m s时 HT200v 25 45m s时 球墨铸铁 铸钢或锻钢小功率传动时带轮也可采用铸铝或塑料等材料 2 带轮的结构 轮缘 轮辐 轮毂三部分组成 实心式 腹板式 孔板式 轮辐式带轮结构 10 轮槽角 11 八 带传动的几何参数 12 任务二带传动失效形式和设计准则的确定 任务描述 通过对带传动的受力分析和应力分析确定带传动的失效形式和设计准则 相关知识 不工作时 带的两边具有相等的初拉力F0 13 带工作时 紧边拉力为F1 松边拉力为F2 并且F1 F0 F0 F2 圆周力F 带紧边和松边的拉力差应等于带与带轮接触面上产生的摩擦力的总和 称为带传动的有效拉力 也就是带所传递的圆周力F 传递功率P 打滑 若带所需传递的圆周力超过摩擦力的极限值时 带与带轮将发生显著的相对滑动 这种现象称为打滑 14 影响带所传递的圆周力F的因素 1 初拉力F0 2 摩擦系数f 3 包角 带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力为 二 带传动的运动分析 弹性滑动 由于材料的弹性变形和带的紧边 松边存在拉力差而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动 15 弹性滑动率 从动轮的圆周速度v2总是小于主动轮的圆周速度v1 其速度的降低率称为弹性滑动率 带传动的传动比 从动轮的转速 注意 打滑和弹性滑动的区别 三 带的应力分析 最大应力位于紧边与小轮的接触处 最大应力的计算公式为 16 17 任务三V带传动的设计计算 相关知识 一 V带传动的设计步骤 已知条件 传动的用途和工作情况 传递的功率P 主动轮 从动轮的转速n1 n2 或传动比i 传动位置要求和外廓尺寸要求 原动机类型等 设计内容 确定带的型号 长度和根数 带轮的尺寸 结构和材料 传动的中心距 带的初拉力和压轴力 张紧和防护 18 设计步骤 1 确定计算功率PC KAPKA 工作情况系数 其数值可查表2 6 5 表2 6 5工作情况系数KA 19 2 选定V带的型号 根据计算功率PC和小轮转速n1 按图2 6 11选择普通V带的型号 根据图2 6 12选择窄V带型号 普通V带选型图 20 窄V带选型图 21 3 确定带轮基准直径dd1 dd2 小带轮基准直径 dd1 dmin 以减小带内的弯曲应力 大带轮的基准直径 注意 dd1 dd2的数值都应符合带轮的基准直径系列 4 验算带速v 带速v应在5 25m s的范围内 其中以10 20m s为宜 若v 25m s 则因带绕过带轮时离心力过大 使带与带轮之间的压紧力减小 摩擦力降低而使传动能力下降 而且离心力过大降低了带的疲劳强度和寿命 而当v 5m s时 在传递相同功率时带所传递的圆周力增大 使带的根数增加 22 5 确定中心距a和基准长度Ld 传动中心距小则结构紧凑 但小带轮上的包角较小 传动时容易打滑 另外单位时间内带绕过带轮的次数也增多 降低传动带的工作寿命 中心距增大 将有利于增大包角 但太大则使结构外廓尺寸大 还会因载荷变化引起带的颤动 从而降低其工作能力 初选中心距a0 初定的V带基准长度 注意 根据初定的L0 由表2 6 3选取相近的基准长度Ld 实际中心距a 中心距的调整范围 amax a 0 03Ldamin a 0 015Ld 23 6 验算小轮包角 1 一般要求 120 否则可加大中心距或增设张紧轮 7 确定带的根数z P0为单根V带的基本额定功率 查表2 6 6和2 6 7 KW P0为i 1时的单根普通V带额定功率的增量 查表2 6 8 KW KL为带长修正系数 考虑带长不等于特定长度时对传动能力的影响 表2 6 3 K 为包角修正系数 考虑 1 180 时 传动能力有所下降 表2 6 9 24 特定情况下单根V带的基本额定功率P0 特定情况下单根窄V带的基本额定功率P0 单根普通V带额定功率的增量 P0 包角修正系数K 8 确定单根V带初拉力F0 25 10 定带轮结构 画出带轮零件图 11 写出普通V带的标记 二 带传动的张紧 安装及维护 1 带传动的张紧与调整 新装的带G 1 5F0 F0 16运转后的带G 1 3F0 F0 16最小极限值G F0 F0 16 26 2 使用张紧轮 张紧轮一般应放在松边的内侧 使带只受单向弯曲 同时张紧轮应尽量靠近大轮 以免过分影响在小带轮上的包角 张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同 27 28 2 带传动的安装与维护 2 套装带时不得强行撬入 3 多根V带传动时 为避免各根V带载荷分布不均 带的配组公差 请参阅有关手册 应在规定的范围内 4 对带传动应定期检查及时调整 发现损坏的V带应及时更换 新旧带 普通V带和窄V带 不同规格的V带均不能混合使用 5 带传动装置必须安装安全防护罩 这样既可防止绞伤人 又可以防止灰尘 油及其它杂物飞溅到带上影响传动 1 平行轴传动时各带轮的轴线必须保持规定的平行度 29 任务实施 略 任务四同步带的设计计算 相关知识 一 同步带传动的特点和应用 1 特点 传动比恒定 不打滑 效率高 初张力小 对轴及轴承的压力小 速度及功率范围广 不需润滑 耐油 耐磨损以及允许采用较小的带轮直径 较短的轴间距 较大的速比 传动系统结构紧凑的特点 2 应用 带速v 50m s 功率P 100KW 速比i 10 效率 0 92 0 98 工作温度 20 80 30 二 同步带的参数 类型和规格 1 同步带的参数 1 节距Pb与基本长度Lp 节距 在规定张紧力下 同步带相邻两齿对称中心线的距离 称为节距 基本长度 同步带工作时保持原长度不变的周线称为节线 节线长度Lp为基本长度 公称长度 二者之间的关系 Lp Pbz 2 同步带的类型和规格 梯形齿圆弧齿 31 梯形齿同步带圆弧齿同步带 32 标记 标准同步带 型号 节线长度代号 宽度代号和国标号模数制梯形齿同步带 模数 齿数 宽度 三 同步带轮 1 同步带轮的材料及轮辐 轮毂结构和V带轮相同 2 同步带轮轮齿形状有渐开线齿廓和直边齿廓两种 3 周节制同步齿形带轮的宽度如表2 6 11所示 直径如表2 6 13所示 4 周节制同步带轮标记由带轮齿数 带型号 轮宽代号和标准代号组成 周节制梯形齿同步齿形带的齿形与带宽 周节制梯形齿同步齿形带带轮的宽度 四 同步带传动设计 已知条件 传动功率 小带轮和大带轮转速 传动用途 载荷性质 外廓尺寸 原动机种类以及工作制度等 33 1 确定计算功率PcPc KAP 工作情况系数KA 34 35 3 确定小带轮齿数z1 计算带轮直径d1 d2 小带轮齿数 z1 zmin zmin的值查表2 6 15 小带轮最少许用齿数zmin 36 小带轮节圆直径 d1 大带轮的齿数 z2 iz1 z1 z1 z2的选取应查表2 6 13取标准值 大带轮的节圆直径 4 验算带速v XL L型带取vmax 50m s H型带取vmax 40m s XH XXH型带取vmax 30