第11章带传动

带传动通过中间挠性件 带 传递运动和动力 其主要特点是适用于两轴中心距较大的场合 与齿轮传动相比 它具有结构简单 价格低廉的优点 在工业中应用十分广泛的V带传动 常用功率范围50 100kW 传动比 8 传动效率92 97 电传动 啮合传动 机械传动 工作原理 由两个或多个带轮 带 中间拉曳件 借助零件间的摩擦 或啮合 来传递运动和动力 11 1概述 带传动的分类 带传动的分类 常用的传动形式 应用范围见表11 1 11 1 1传动形式 11 1 2优缺点 优缺点 11 1 3应用范围 V 5 25m s P 500kw P 700kw V带 多级传动中 带布置在高速级 为什么 11 2 2V带和带轮 11 2带和带轮 11 2 1平带和带轮 1 V带 A E B C D Y Z 基准长度 沿带的节宽巡行一周 测得的带周长 V带的基准长度见图11 4 节面 带中长度和宽度尺寸与自由状态相比保持不变的那个面 基准直径 带轮 D V带轮上 与所配用的V带节面宽度相对应的带轮直径 基准直径也称计算直径 P180 节面图 11 2 3带轮轮辐计算 V带的楔角为400 带轮的楔角应 400 11 3带传动的几何计算 带传动的主要几何参数 L D1D2 a等 11 4 11 2 11 3 对于V带传动 带长应为基准长度Ld 在上式中 1 带传递的力 11 4带传动的计算基础 11 4 1作用力分析 张紧力F0 松边拉力F2 紧边拉力F1 紧边 带绕进主动轮的一边被拉紧 带总长不变 紧边拉力增量 松边拉力减量 即 F1 F0 F0 F2 有效拉力F 11 5 11 6 若v 10m s 2 由离心力所产生的拉力 V 10m s Fc可忽略 作用于整个带的周长上 11 4 2带的应力 1 紧边应力 1 松边应力 2和张紧应力 0 紧边和松边的应力差用表示 2 离心应力 3 弯曲应力 结论 1 变应力疲劳破坏 带 2 最大应力发生在紧边进入小带轮处 1 带的弹性滑动和打滑 11 4 3弹性滑动 打滑和滑动率 弹性滑动 带为弹性体 由于摩擦力使带的两边拉力不等 发生不同程度的拉伸变形 使带和带轮间产生相对滑动 b 后果 1 v2 v1 2 效率降低 3 引起带的磨损等 滑动率 从动轮的圆周速度相对于主动轮的降低率 一般 1 2 带速v v1 2 打滑 2 打滑过程中 v2 传动失效 3 磨损 打滑必须避免 4 打滑首先发生在小带轮上 区别 设计依据 在不打滑的前提下 具有一定的疲劳强度和寿命 11 4 4带传动的疲劳强度 主要失效形式 打滑和疲劳破坏 由于过载引起的带在带轮上的全面滑动 打滑 思考 带的弹性滑动和打滑有何区别 11 16 11 4 5提高带传动工作能力的措施 3 适当增大张紧力 1 增大 2 增大包角 带传动的张紧装置见P198表11 15 最佳转速 5 采用新型带传动 6 采用高强度带材料 4 使带在靠近最佳速度下工作 由 11 16 极限转速 11 5 2V带传动设计及参数的选择 设计V带传动 原始数据 P n1 i 动力机 工作机的工况 传动外廓尺寸要求等 11 5V带传动设计 验算 包角 带速 计算 a F0 Q 带 型号 根数 Ld 带轮 材料 结构 直径等工作图 例 一鼓风机 Y系列三相异步电机驱动 P 7 5KW n1 1440r min n2 630r min 两班制 a 700mm 1 定带的型号 计算功率 弯曲应力是引起带疲劳损坏的重要原因 D1不可太小 表11 6给出了Dmin D1的选取 参考图11 15和表11 8取 2 带轮直径D1 D2 设计步骤 D2定后 验算n2相对误差是否5 以内 计算后 取推荐的标准值 P180 3 验算带速 m s 5m s 25m s 4 确定带长Ld 1 初取中心距a0 初步计算带长L0 2 确定带长Ld 参考L0选基准长度Ld 见图11 4 5 求中心距a和验算包角 1 安装 调整及补偿F0的需要 a 0 015Ld a 0 03Ld 小带轮包角 6 求带根数z 7 求轴上载荷FQ 1 合适的F0 Z应取整数 z 8 8 带轮结构 2 轴上载荷FQ 带轮 材料 v 30m sHT200 HT150 高速 用铸钢或钢制带轮v 45m s 注 D 已系列化 带轮楔角小于40 腹板式 中等直径 轮辐式 大直径 小功率 用铸铝或塑料 11 7带传动的张紧装置 张紧的原因 带的材料不是完全的弹性体 带工作一段时间后发生塑性变形而松弛 使张紧力降低 11 7带传动的张紧装置 两轴平行或倾斜不大 垂直或接近垂直 1 定期张紧 1 平带传动 张紧轮宜装于松边外侧 带薄 靠近小轮 主要用以增大平带传动包角 V带传动 张紧轮不宜装在紧边 应装于松边内侧 带厚 使带只受单向弯曲 且靠近大轮 防止小带轮包角减小 图示为带传动的张紧方案 试指出不合理之处 张紧轮 1 带传动的主要失效形式及设计准则各是什么 2 为什么弹性滑动是带传动的固有特性 弹性滑动对传动有何影响 3 带传动中 打滑常在什么情况下发生 打滑多发生在大轮上还是小轮上 刚开始打滑前 紧边拉力与松边拉力有什么关系 4 带传动的弹性滑动与打滑主要区别是什么 影响带传动工作能力的因素有哪些 5 当带传递的功率一定时 采用较大的小带轮直径D1 其主要优缺点是什么 6 带传动的圆周速度v为什么控制在5 25m s之间 8 带传动设计时 带的型号根据什么来选取 9 设计V带传动时 若算出的带根数Z太多 则减少Z的有效办法是什么 10 增大张紧力可使带和带轮间摩擦力增加 但为什么带传动不能过大地增大张紧力来提高传动能力 而是把张紧力控制在一定数值上 11 张紧力的大小对带传动工作能力有何影响 12 有A B两组普通V带传动 已知带轮直径 带的型号 根数及转速都相同 而A组的带长为B组带长的两倍 问哪组V带的承载能力强 为什么 14 带传动工作时 带上应力由哪些应力组成 最大应力发生在什么位置 15 带传动中 为什么要限制包角的最小值 如何增大包角 16 带传动中 为什么要限制传动的最小中心距 选取中心距时要考虑哪些问题 带弯曲时 从剖面看 顶胶变窄 底胶变宽 在顶胶和底胶之间的某个位置处宽度不变 最大应力发生在紧边进入小带轮处 缺点 1 有弹性滑动和打滑 效率低 不能保持准确的传动比 2 传递同样大的圆周力时 轮廓尺寸和轴上压力比啮合传动大 3 带的寿命较短 优点 1 缓和载荷冲击 运行平稳 无噪声 2 过载打滑 可起保护作用 3 制造 安装精度不象啮合传动那么严格 4 可增加带长以适应中心距大的工作条件 2 按带的截面分 平带传动 底面是工作面 可实现多种形式的传动 带传动 带两侧面是工作面 当量摩擦系数大 承载力大 只用于开口传动 多楔带传动 具平 带的优点 同步带传动 具带与链传动的特点 平带FlatBelts 普通V带Conventional 多楔带RibbedBelts 同步带 RUBBER RoundTooth STPD 圆形Round 普通V带Conventional 窄V带Narrow 双面齿同步带 RUBBER Doublesided 同步带 RUBBER RoundTooth STPD 圆弧齿同步带 RUBBER RoundTooth HTD 包布V带WrappedV belts 同步带SynchronousBelts 变速V带VariableSpeed 六角带Hexagonal 异型带Rugged 基本要求 1 熟悉带传动的工作原理 传动特点2 熟悉带传动受力分析 弹性滑动与打滑现象和带传动的失效形式3 掌握v带传动的设计方法4 掌握提高带传动承载能力的措施5 了解各种类型带传动的结构形式 特点和应用 并加以比较 着重了解平带传动与v带传动的特点 返回 重点 难点 重点 带传动的工作原理 V带传动的特点 标准 弹性滑动和打滑理论 受力分析 应力分析 带传动的失效形式和计算准则 普通V带传动的设计计算 难点 带传动的受力分析 弹性滑动与打滑 普通V带传动的设计准则和设计方法 返回 11 2带和带轮 11 1概述 11 3带的几何计算 11 4带传动的计算基础 11 5V带传动设计 11 4 5V带传动与平带传动比较 平带 V带 与平带传动相比V带的优点 1 在同样的张力下产生较大的摩擦力 楔形增压原理 2 V带传动适用于短中心距和传动比较大的情况 3 可用于垂直或倾斜传动中 4 V带无接头 运转平稳 5 数根带同时使用 即使损坏一根不至于立即停机 缺点 使用寿命短 带轮价格高 效率低 直径系列 20 22 4 25 28 31 5 35 5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 表11 6V带带轮最小计算直径 mm 一位老人讲了一个他自己的故事 我年轻时自以为了不起 那时我打算写本书 为了在书中加进点 地方色彩 就利用假期出去寻找 我要在那些穷困潦倒 懒懒散散混日子的人们中找一个主人公 我相信在那儿可以找到这种人 一点不差 有一天我找到了这么个地方 那儿是一个荒凉破落的庄园 最令人激动的是 我想象中的那种懒散混日子的味儿也找到了 一个满脸胡须的老人 穿着一件褐色的工作服 坐在一把椅子上为一块马铃薯地锄草 在他的身后是一间没有油漆的小木棚 多看了一眼 我转身回家 恨不得立刻就坐在打字机前 而当我绕过木棚在泥泞的路上拐弯时 又从另一个角度朝老人望了一眼 这时我下意识地突然停住了脚步 原来 从这一边看过去 我发现老人椅边靠着一副残疾人的