第七章 带传动

第七章带传动与链传动 带传动是通过中间挠性元件实现的传动 当主动轴和从动轴相距较远时可以采用这种传动方式 带传动是利用带和带轮的摩擦或 啮合 进行工作的 适用于带速较高和圆周力较小的场合 7 1带传动的类型和特点 带传动是两个或多个带轮之间用带作为中间挠性零件的传动 工作时借助带与带轮之间的摩擦 或啮合 来传递运动和动力 安装时 带被张紧在带轮上 带在静止时已受到预拉力 带传动可以分为摩擦型带传动和啮合型带传动 摩擦型带传动靠带和带轮之间的摩擦来传递运动和动力 根据带的形状不同可以分为平带传动 V带传动 圆形带传动 多楔带传动等 啮合型带传动通过带齿与轮齿的啮合来传递运动和动力 如同步带 7 1 1带传动的类型 平带 V带 多楔带 结构简单 带轮容易制造 在传动中心距较大的情况下应用较多 在同样的张紧力下 V带传动较平带传动能产生较大的正压力 这是V带性能的主要特点 因而目前V带传动应用最广 其兼有平面带的弯曲应力小和V带的摩擦力大等优点 常用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合 同步带 预紧力小 传动比恒定 用于要求传动比恒定 小功率传动 特点和应用 带传动的优点 能缓冲吸振 运行平稳 噪声小 允许速度较高 过载时带打滑可防止其他元件损坏 结构简单 成本低 制造和安装精度要求不高 适用于中心距较大的传动 带传动的缺点 有弹性滑动 传动效率较低 不能保持准确的传动比 传动外廓尺寸较大 由于需要张紧 使轴上受力较大 带的使用寿命较短 带传动的适用范围 中小功率电动机与工作机械之间的动力传递 常用的V带带速在5 25m s 传动功率P 100KW 传动比i 10 传动效率0 90 0 97 7 1 2V带的类型与结构 V带分类 普通V带 窄V带 宽V带 大楔角V带 联组V带 齿形V带等 其中普通V带应用最广 V带结构 1 包布层 2 顶胶层 3 抗拉体 4 底胶层 抗拉体的结构分为 帘布芯和绳芯结构 帘布结构制造容易绳芯结构抗弯强度高 普通V带的类型 按照其截面形状的大小 普通V带分为Y Z A B C D E七种型号 V带弯曲时 顶胶伸长 底胶缩短 存在一个面 该面的长度和宽度与自由状态时一样 该面称为带的节面 带的节面宽度称为节宽bp V带轮与配用V带节宽相对应的带轮直径称为基准直径 V带在规定的张紧力下 其截面上与 测量带轮 轮槽基准宽度相重合的宽度处 V带的周线长度称为基准长度 并以Ld表示V带的基准长度 7 1 3带传动的几何尺寸 小带轮上的包角 1为 带的基准长度Ld为 包角 基准长度Ld 大小带轮基准直径d1 d2 中心距a 为保证传动时有较大的工作能力 要求 中心距a 7 2带传动的工作情况分析 空载时给带轮初拉力F0 工作时紧边拉力F1 松边拉力F2 有效拉力F 带速v 带传递的功率P 之间关系为 7 2 1带传动的受力分析 在初拉力一定的情况下 带与带轮之间的有效拉力有一极限值 打滑 如果带传动所需要的有效拉力超过带与带轮间接触弧上极限摩擦力的总和时 带和带轮之间将发生显著的滑动 这种现象称为打滑 打滑使带的磨损加剧 传动效率降低 使传动失效 dd 在临界打滑状态下 取包角为d 的微弧段 正压力 摩擦力 得 对包角为0 段进行积分 得 式中 f为带与轮面间的摩擦系数 为带轮的包角 rad 柔性体摩擦的欧拉公式 此时F达到有效拉力的最大值 1 紧边和松边拉力产生的拉应力 7 2 2带传动的应力分析 紧边拉应力 MPa 松边拉应力 MPa 带的横截面面积 2 离心力产生的离心应力 MPa 带每单位长的质量 带的横截面面积 3 弯曲应力 MPa 带的弹性模量MPa 带的中性层到外层的距离 带轮的基准直径 最大应力产生在由紧边进入小带轮处 带传动应力图及分析 紧边拉应力 松边拉应力离心应力处处相等小带轮弯曲应力 大带轮弯曲应力 最大值为 最小应力产生在哪里 7 2 3带传动的弹性滑动和打滑 由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动 打滑是由于过载而引起的全面滑动 是传动失效 应当避免的 弹性滑动是由带材料的弹性和紧边 松边的拉力差引起的 是正常工作时的固有特性 是不可避免的 但是会降低传动效率 引起带的磨损 带温升高 滑动率 由于弹性滑动引起从动轮圆周速度v2低于主动轮圆周速度v1 其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率 通常 考虑滑动率时的传动比 带的张紧 调节螺栓 重力张紧 张紧轮 7 2 4带传动常用的张紧方法 7 3 1带传动承载能力计算 1设计准则 7 3普通V带传动设计 带传动的失效形式主要是 1 打滑 当传递的圆周力超过带与带轮之间的摩擦力总和的极限时 过载打滑 使传动失效 2 带的疲劳破坏 传动带在应变力的长期作用下 因疲劳而发生的裂纹 脱层 断裂 使传动失效 带传动的设计准则 在保证带传动不打滑的情况下 充分发挥带的传动能力 使带具有一定的疲劳强度和使用寿命 单根普通V带的基本额定功率 2 单根V带所能传递的额定功率 实际条件下普通V带所能传递的功率为 许用功率 包角修正系数 带长系数 7 3 2普通V带传动的设计计算 设计原始参数及内容 设计V带传动的一般已知条件是 传动用途和工作条件 传动的功率P 主动轮 从动轮的转速n1和n2或传动比i 对传动位置和外部尺寸要求等 普通V带传动的设计内容包括是 选择带的型号 长度 计算带的根数 以及传动中心距 带轮直径 材料 结构等等 1 确定计算功率pc 2 选择带型 2 设计方法及步骤 3 确定带轮的基准直径d1和d2 普通V带轮最小基准直径 大轮的基准直径 d1 d2应符合带轮基准直径系列 4 带速 m s 一般应使v在5 25m s的范围 传动比变化了如何办 2 计算带长L d 3 查Ld4 计算实际中心距 5 中心距a 带的基准长度Ld 1 初选a0 6 计算小轮包角 1 一般应使 否则可加大中心距或增设张紧轮 7 确定V带的根数z Z取整数 为了使每根V带受力均匀 V带根数不宜太多 通常z 10 8 确定单根V带合适的张紧力F0 9 计算作用在轴上的力FQ 1 选材2 带轮的结构形式3 根据带的型号确定轮缘 10 V带轮的设计 7 4链传动 7 4 1链传动的类型 特点和应用 1 主动链轮 2 链条 3 从动链轮 按用途分类 传动链 在机械中用来传递运动和动力起重链 在起重机械中用来提升重物输送链 在输送机械中用来输送物料或机件 链传动优点 1传递功率大 一般小于100 效率高2传递中心距大 需要张紧力小 压轴力不大3没有弹性