机械设计基础-第三节 (10)

第三节 带传动,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,一、带传动的类型和张紧装置,1、类型 2、张紧方法,二、V带和带轮,1、V带的传动特点2、V带的组成及规格标准3、带轮4、带在轮槽上的位置要求,三、带传动的几何关系,1、带的几何长度2、包角3、中心距,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,四、带传动的受力分析,五、弹性滑动、打滑和滑动率,1、初拉力F0 2、有效拉力 Ft3、带传动与物块运动比较,1、弹性滑动 2、打滑 3、滑动率4、带的弹性滑动和打滑的区别与联系,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,The end,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,带传动的类型,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,平带传动,平带的横截面为扁平矩形，其工作面是与轮面相接触的内表面；特点：结构简单，带弯曲应力小。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,V带传动,V带的横截面是等腰梯形，其工作面是与轮槽相接触的两侧面，带与轮槽底面不接触。特点：摩擦力大，传动能力大，应用最广。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,多楔带传动,多楔带以其扁平部分为基体，下面有几条等距纵向槽，其工作面是楔的两侧。这种带兼有平带的弯曲应力小和 V带摩擦力大等优点，克服了V带传动时各根带受力不均的缺点，常用于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,圆带传动,圆带的牵引力小，仅用于载荷很小的传动，如用于缝纫机和牙科医疗器械上。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,开口传动,开口传动(open-belt drive)两轴平行，两轮转向相同，适用于各种类型带。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,交叉传动,交叉传动(cross-belt drive)皮带呈字安装在带轮上，两轴平行，两轮转向相反。在带的交叉处，带面互相摩擦。为避免带的剧烈磨损，中心距 a宜增加，带速要低。仅适用于平带。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,半交叉传动,半交叉传动 (half cross belt drive) 两轴空间交错（常为垂直），只能单向传动。当反向旋转时，带就会脱落，带轮宜选宽些。仅适用于平带。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,带传动的张紧方法,张紧目的：使带获得初拉力F0，使带紧套在带轮上，同时考虑便于装拆以及使用过程中的松紧调整。,由于传动带是挠性体，张紧的带工作一段时间后，其初拉力会减小，出现松弛，使传动能力下降，甚至丧失，因此带传动需要定期张紧或采用自动张紧装置，以保证必须的初拉力。,调节中心距采用张紧轮,常用的张紧方法为：,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,调节中心距,滑道式,摆架式,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,采用张紧轮,适用于中心距不能调节的场合。张紧轮装于松边外侧靠近小轮，以增大包角。张紧轮直径应小于小带轮直径。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,V带的传动特点,V带剖面成梯形状，在相同的张紧力作用下可比平带产生较大的正压力，从而获得较大的摩擦力。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,设平带与V带传动承受相同的张紧力Q，则平带工作时产生的摩擦力为,V带工作时产生的摩擦力为,令,则,V带的传动特点,Q,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,当 320、340、360、380 时， ，这表明，在相同张紧条件下，V带传动的传动能力远比平带传动大。因此，在传递相同功率的情况下，V带传动的结构较为紧凑。,V带的传动特点,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,V带的组成及规格标准,V带由强力层、填充物和外包层组成。,强力层由帘布或线绳制成，承受基本拉力。帘布结构制造方便，抗拉强度高；线绳结构较柔软，抗弯强度高，用于小直径带传动。填充物由橡胶制成，当 V带弯曲时，承受拉伸与压缩变形。外包层由橡胶帆布制成，起保护作用。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,当带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线称为节线(pitch line)，由全部节线构成的面称为节面 (pitch zone)。带的节面宽度称为节宽 bp (pitch width)，当带垂直其底边弯曲时，该宽度保持不变。楔角为400，相对高度 约为0.7的 V带称为普通V带(convetional V-belt)。,V带的组成及规格标准,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,对带轮而言，bp处所在的直径称为带轮的基准直径D (datum diameter)，通过节宽处量得的带长称为带的基准长度Ld (datum Length)，并规定为标准长度。带的内周长是带的公称长度。,V带的组成及规格标准,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,普通V带的楔角与带轮的轮槽角相等吗？即 ？,普通V带的楔角均为400，但带轮的轮槽角 ，则根据带轮基准直径D的大小分别为320、 340、 360或380，带轮直径越小，规定的轮槽角也越小， 。,安装前V带两侧面夹角为400，安装后，V带在带轮上弯曲，截面形状发生了变化，宽边（外周）受拉而变窄，内边（内周）受压而变宽，因而使带两侧面夹角变小，且带轮基准直径越小，这种变化越显著，所以，为了保证带的两侧面和轮槽贴紧，带轮轮槽角小于400，且随带轮基准直径的减小而减小。,V带的组成及规格标准,第三节 带传动,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,带轮,实心轮 D (2.53)d (d为轴径，mm)；腹板轮 D 1，因此带传动摩擦力的最大值取决于1，为了提高带传动的承载能力， 1不能太小。,实例：拉绳驱动一根轴旋转，缠绕多圈。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,中心距,由上面L公式可推导出 a：,对于V带传动，带轮直径为基准直径，带长应为基准长度。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,由于带在安装时是要紧套在带轮上的，因此，在运转前带两边任意截面上将受到相等的拉力F0的作用，F0称为初拉力，是带传动正常工作的条件。,初拉力F0,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,有效拉力 Ft,当带正常工作时，带的拉力发生变化。紧边拉力 (tight side tension) F1 ：带在进入主动轮一边被拉紧为紧边，拉力由 F0 增加为F1；松边拉力(slack side tension) F2 ：带在进入从动轮一边被放松称为松边，拉力由 F0 减少为F2。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,有效拉力Ft是从动轮传动所需的圆周力，取决于带速 和传递的功率P：,有效拉力 Ft,带正常工作时，有效拉力Ft 的值等于紧边与松边拉力差：,由于,因此,Ft 的值也等于带与带轮接触面上各点摩擦力的总和 。,当传递的功率P越大，带传动所需的有效圆周力Ft就越大，紧边与松边的拉力差就越大，带与带轮接触面上各点摩擦力总和 也越大。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,当传递的功率P（或负载）大到一定程度时，主动轮将带不动从动轮转动，即出现打滑。此时带与带轮间的摩擦力总和达到极限值，有效拉力也达到最大值Ftmax 。此时F1和F2之间的关系可由欧拉公式得出：,有效拉力 Ft,式中 当量摩擦系数。,最大有效拉力Ftmax：,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,避免打滑的条件：有足够的fv、值和F0值。,带正常工作时，必须使有效圆周力 。,1、打滑先发生于 带轮上？2、有人说：为避免打滑，将带轮与带接触的表面加工得 粗糙些，以增大摩擦。这种说法是否合理？,有效拉力 Ft,注意：Ftmax与fv、有关，正常工作时，带传动不会工 作在极限（最大）圆周力状态下； 而实际传动的有效圆周力Ft与fv、有无关，Ft 取 决于P和v， 。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,带传动与物块运动比较,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,带在A2 B2：F2F1，带弹性伸长量逐渐增大，带微微向前拉伸，带的速度 逐渐超前于从动轮的圆周速度 ，即 ，带和从动轮之间局部出现相对滑动。,弹性滑动,带在A1 B1：F1F2，带弹性伸长量逐渐减小，带微微向后收缩，带的速度 逐渐落后于主动轮的圆周速度 ，即 ，带和带轮之间局部出现相对滑动。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,弹性滑动,这种因带的两边拉力不等而使带弹性变形量不等，引起带与带轮之间局部微小的相对滑动称为弹性滑动。,第三节 带传动,第四章 摩擦轮传动和挠性传动,打滑,当外载荷大到一定值时，带与带轮间产生全面滑动；打滑