第08章-带传动.ppt

第一节带传动类型及其工作原理 定义 带传动是一种通过中间挠性体 传动带 将主动轴上的运动和动力传递给从动轴的机械传动形式 组成 主动带轮1 从动带轮2 传动带3和机架 中间元件具有挠性 可以起到缓冲和吸振的作用 传动平稳噪声小 能够实现较大距离间两轴的动 通过改变带长 能适合不同的中心距要求 一般特点 适用场合 通常应用于传动功率不大 50 100kW 速度适中 带速一般为5 30m s 传动距离较大的场合 分类 根据工作原理不同一 摩擦型带传动二 啮合型带传动 大理石切割机 拖拉机 电影放映机 桑塔纳轿车 一 摩擦型带传动 依靠挠性带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力具备带传动的一般特点 还具有 1 过载时带沿着带轮工作面打滑 起到安全保护作用 2 结构简单 制造成本低 拆装方便 3 带与带轮面之间存在弹性滑动 传动效率较低 传动比不准确 带的寿命较短 4 带与轮的摩擦易产生电火花 故不适用于易燃易爆场合 按用途 传动带传动 输送带传动 按带的形状 V带传动 圆带传动 平带传动 多楔带传动 a 平带传动 b V带传动 c 多挈带传动 d 圆形带传动 啮合性带传动 称同步带传动 优点 传动比准确 较高的传动效率 98 以上 适应的传动比较大 可达10 且适应于较高的速度 带速可达50m s 缺点 同步带及带轮制造工艺复杂 安装要求较高 依靠同步带上的齿与带轮齿槽之间的啮合来传递运动和动力 应用 中小功率 传动比要求精确的场合 如打印机 绘图仪 录音机 电影放映机等精密机械中 第二节带传动工作情况分析 一 带传动的受力分析二 带的应力分析三 带传动的弹性滑动 工作中 1 紧边拉力增至F1 拉力变化松边拉力降至F2 拉力变化变形前后带长不变 一 带传动的受力分析 工作前 2 力 力矩平衡条件有效圆周力F Ff F1 F2 3 有效圆周力F 功率P和带速v之间的关系 2 一定结构的带传动 f 1 在张紧力为F0时可传递的最大有效圆周力为 最大有效圆周力及其影响因素 4 有效圆周力F F1 F2和F0之间的关系 1 挠性体摩擦传动的基本关系 即绕过带轮时带的张力的变化关系 由欧拉公式确定 当F载 Fmax时 产生打滑 3 带传动可传动最大有效圆周力的影响因素 初拉力F0 小带轮包角 1 摩擦系数f 带截面产生的应力包括三个部分 1 由拉力产生的拉应力 2 由离心力产生的拉应力 二 带的应力分析 3 由弯曲产生的弯曲应力 设计中应当限制小带轮的最小直径d1min由上式可知 带愈厚 或者带轮直径愈小 带所受的弯曲应力就愈大 显然 带绕过小带轮时产生的弯曲应力 b1大于带绕过大带轮时的弯曲应力 b2 由图可知 带上最大应力发生在带的紧边进入小带轮处 故强度条件为 三种应力沿带长的分布及变化情况图 带传动中 最大应力 max发生在紧边进入小带轮处 且 其中 1为有效拉应力 而 c和 b1为附加应力 希望越小越好 根据 c和 b1的计算公式 讨论 一般规定 1 v5m sec 否则传动功率过小 3 d1不能太小 否则附加无用弯曲应力过大 一般应大于所规定的最小值 三 带传动的弹性滑动 带的拉伸变形规律基本遵循虎克定律 即变形量与受力成正比 起始段AA 上无相对滑动 F2 F1 带沿着带轮表面在BA 弧段上向A 点回缩 微量的相对滑动 v2 v1 带由C 至D点时 带沿着带轮表面在C D弧段上向D点前伸 微量的相对滑动 v带 v带轮2 弹性滑动 带传动过程中因传动带弹性变形量的改变 引起的带与轮面在局部接触弧上发生微量相对滑动的现象 性质 因带弹性变形量的改变而引起 不可避免 后果 v2 v1 传动效率降低 带磨损加剧 滑动率 用来表示v2低于v1的降低程度 0 01 0 02 打滑 弹性滑动与打滑 打滑 过载引起带与带轮间显著的相对滑动打滑将使带传动失效并加剧带的磨损 应该避免 弹性滑动与打滑的区别 第三节普通V带传动的设计计算 一 V带规格和基本尺寸二 V带传动设计准则三 单根V带许用功率四 V带传动主参数设计要点及步骤五 设计实例 一 V带规格和基本尺寸 有图片 1 结构组成顶胶 抗拉体 底胶和包布 2 截面代号 Y Z A B C D E 节宽bp 节面宽度 带轮基准宽度bd基准直径dd 基准长度Ld 指按带轮基准直径dd计算的数值 节面 V带绕过带轮时发生弯曲变形 在带的高度方向上存在一个既不受拉也不受压的中性层 3 基本参数 带的基准长度计算 注意 计算带长L后 必须根据其选取基准值 4 V带型号由V带截面代号和基准长度组成如A1600表示A型V带 基准长度Ld 1600mm V带轮的基准直径被标准化为系列尺寸 为了防止V带绕过带轮时产生过大弯曲而影响V带的强度 设计时应限制小带轮的最小直径取值 即d1 d1min 表8 8 二 V带传动设计准则 1 失效形式疲劳断裂和打滑2 设计准则在保证带传动不打滑的条件下 保证V带具有一定的疲劳寿命 三 单根V带许用功率 保证不打滑单根V带所能传递的功率P0 为使V带具有一定的疲劳寿命 实际工况下单根V带的额定功率 P0 由试验V带的基本额定功率P0经修正计算得 P0 P0 P0 K KL 针对一定规格尺寸的V带 在特定实验条件 i 1 1 2 Ld L0 N 108 109 下进行疲劳寿命试验 选定V带在额定寿命下的 值 试验V带基本额定功率P0的计算式为 K 包角系数 计入包角 1 180 时对传动能力的影响 KL 长度系数 计入带长不等于特定长度时对传动能力的影响 P0 计入传动比i 1功率增量 四 V带传动主参数设计要点及步骤 V带传动设计的一般要求 按给定的计算数据 如P n1 n2或i 尺寸要求等 设计计算包括带型选择 带轮直径 带长 根数 中心矩 张紧力计算 带轮结构设计等内容 1 计算功率Pc 考虑设计V带传动的使用场合和工况条件差异 引入工作情况系数KA对名义传动功率P的修正值 根据计算功率Pc和小带轮转速n1由下图选择 2 选择V带型号 图8 7 3 确定带轮基准直径d1 d2 表8 8 小带轮基准直径d1不小于表中所列最小基准直径 并取标准系列值 大带轮直径由d2 id1计算 一般按表最接近的标准尺寸确定 也可按d2 i 1 d1计算值确定 d1选用的合理性 由带速验算来控制 通常情况下 带速在5m s 25m s之间为宜 最佳带速范围为10m s 20m s 验算带速过小或过大时 应重新选择d1 4 中心距a和带的基准长度Ld选取 当传动设计对结构无特别要求时 按下式初步选择中心距a0 0 7 d1 d2 a0 2 d1 d2 再由传动的几何关系可计算带的基准长度初值Ld0 由Ld0计算值查表8 3 按相近值确定带的基准长度Ld 带传动的实际中心距a为 中心距的调节范围为 amin a 0 015Ld mm amax a 0 03Ld mm 中心距a选取的合理性由小带轮包角验算来衡量 应保证 120 否则应适当增大中心距或减小传动比来满足 5 传动带根数Z计算 将计算值圆整确定带的根数Z 为保证多根带受力均匀 Z不应超过表8 9推荐的最多使用根数Zmax 否则应当改选带的截面型号或加大带轮直径后重新设计 6 确定初拉力F0初拉力F0不能过大也不能过小 推荐单根V带张紧的初拉力F0为 在此初拉力的张紧下 作用于带轮轴上的载荷为 7 带轮的结构设计 五 设计实例 例 试设计一带式输送机的V带传动装置 已知其原动机为Y132S 4型三相异步电动机 额定功率P 5 5kW 转速n1 1440r min 传动比 3 6 单班制工作 系统的安装布置要求传动中心距a 1000mm 请按照上述步骤并对照书上详细学习 第四节V带传动结构设计 一 V带轮结构设计常用材料 铸铁 铸钢 铝合金或工程塑料 其中 铸铁材料应用最广 结构组成 属于典型盘类零件 由轮缘 轮毂和轮辐 或腹板 三部分组成 结构型式 实心 腹板 孔板和轮辐式 二 带传动的张紧装置1 定期张紧装置2 自动张紧装置3 利用张紧轮方式 a 实体结构 b 腹板式 c 孔板式 d 轮副式 V带轮结构图 a b 定期张紧装置 张紧装置 c 自动张紧装置 d 利用张紧轮方式 注意事