第七章-带传动PPT课件

-,1,第七章带传动(beltdrives),-,2,教学基本要求1.掌握带传动的工作原理，从而对带传动的特点及应用范围有所了解，以便正确应用。2.掌握带传动的力与应力分析、弹性滑动和打滑的原因及二者的本质区别，从中了解影响带传动能力和疲劳寿命的各因素，以便正确选择有关参数。3.掌握带传动的主要失效形式和计算准则，掌握带传动参数的选择4.了解带传动的设计方法。重点带传动受力分析、弹性滑动和打滑、应力分析、计算准则及V带传动设计参数的选择。难点弹性滑动和打滑问题提出顺口溜“边有松紧，带有滑动，轮速不同，可能打滑”,动画解析,应用,-,3,汽车发动机（同步带）,-,4,大理石切割机（平带）,汽车发动机（多楔带）,-,5,拖拉机（V带）,-,6,工业机器人关节（同步带）,-,7,本章知识点,-,8,7-1带传动概述,组成工作原理类型按工作原理：摩擦型带传动，啮合型带传动（同步带coggedbelts）；前者按截面形状又分为：平带(Flatbelts)，V带(V-belts)，圆带(roundbelts)，多楔带(v-ribbedbelts)传动形式,主动带轮1、从动带轮2、传动带、张紧轮,带与带轮间的摩擦或啮合来传递运动与动力,belt,drivenpulley,Drivingpulley,互动思考：带传动类型中那些能用于交叉传动？,实例动画1,实例动画2,实例动画3,实例动画4,-,9,-,10,结构简单，带轮易制造，用于开口、交叉、半交叉传动,摩擦力大，结构紧凑,摩擦力小，用于轻型、小型机械,兼平、V带的优点，摩擦力和横向刚度大，用于结构紧凑、大功率的场合,i准确，用于中、小功率传动,-,11,带传动的特点优点：1）有过载保护作用；2）有缓冲吸振作用；3）运行平稳噪音低；4）适于远距离传动（amax=15m）；5）结构简单、成本低缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定；2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑，使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。带传动的应用1.用于传递功率50kW；2.速度适中（530m/s）；3.不严格要求准确传动比；4.大中心距的场合。多级传动常置于高速级，起过载保护作用，减小传动尺寸和重量。,-,12,7-2带传动的基本理论,顺口溜：边有松紧，带有滑动，轮速不同，可能打滑。一、带传动的几何计算带传动的主要几何参数：中心距a；带长L；带轮直径dd1，dd2；包角1；关系如下：,-,13,二、带传动的受力分析工作前:两边预紧力Fo=Fo工作时:两边拉力变化：紧边FoF1；松边FoF2F1Fo=FoF2F1-F2=摩擦力总和Ff=有效拉力Fe所以:紧边拉力F1=Fo+Fe/2松边拉力F2=FoFe/2离心拉力Fc=qv2,推导过程,-,14,离心拉力推导：,微段弧的离心力,-,15,三、带传动的最大有效拉力及其影响,当带有打滑趋势时：摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。松紧边拉力F1和F2的关系:柔性体的欧拉公式包角（rad）一般为小轮包角,带传动的最大有效拉力（临界值（不打滑时）,推导过程,欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，也即给出带传动所能提供的最大有效拉力。注意：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析。互动1：带传动正常工作的受力条件是什么？如何提高带传动的工作能力？互动2：正常工作时，带与小轮间摩擦力和带与大轮间摩擦力是否相等？,-,16,欧拉公式推导：,略去高阶微量,-,17,五、弹性滑动与打滑1.弹性滑动后果速度关系：,理论传动比：,实际传动比：,滑动率：,四、带的应力,现象上：弹性滑动是局部带的微量滑动；打滑是整个带的显著滑动本质上：带两边拉力差引起弹性滑动，不可避免；载荷过大使拉力差超过极限摩擦力时引起打滑，可以且必须避免，带传动失效内在联系：均为带在接触弧上滑动，打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃,带传动不能保持恒定的传动比,应力分析动画,2.弹性滑动与打滑的区别与联系,互动问题：带中某一截面的应力是否随工作位置变化？最大应力在什么位置？由哪些应力组成？,互动思考：打滑多发生在大轮还是小轮上？刚开始打滑时，紧、松边拉力关系是什么？,滑动演示,-,18,7-3V带传动的设计,一、V带类型普通、窄、宽、接头、联组、齿形、大楔角V带二、V带结构,普v型号：Y,Z,A,B,C,D,E(截面渐次增大)窄V型号：SPZ,SPA,SPB,SPC(截面渐次增大)节宽bp，顶宽b，高度h，基准长度Ld，内周长度Li,互动1：V带楔角和轮槽角是否相等？,-,19,-,20,表7-2V带的基准长度及长度系数,-,21,三、失效形式与设计准则,1.失效形式1）打滑；2）带的疲劳破坏另外：磨损静态拉断等,2.设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命,3.单根V带的功率P0,由疲劳强度条件：,传递极限圆周力：,传递的临界功率：,，特定带长，平稳工作条件下单根带传递的许用功率P。和P0，见图8-5a、8-5b,的表达式,单根带功率,功率增量,-,22,由实验得出，在108109次循环应力下，V带的许用应力为,式中：-V带的许用应力，MPa；v-带速，m/s；Ld-带的基准长度，mm；j-带上某一点绕行一周时所绕过的带轮数；Lh-V带的寿命，h；C-由带的材料和结构决定的实验常数，MPa11.1。,-,23,四、设计数据及内容,已知：P，n1，n2或i,传动布置要求（中心距a）,工作条件,设计内容：带：型号，根数，长度轮：ddmin，结构，尺寸，中心距a，轴压力Fp等,三、设计步骤与方法,实例,互动：假设设计i=2的带传动，设计条件不变改为增速传动，带传动产生的最大摩擦力是否改变？哪种情况带的寿命长？,-,24,7-4V带轮结构设计,一、要求,二、带轮材料,三、结构,质量轻，结构工艺性好，无过大的铸造内应力、质量分布均匀，高速时要经动平衡，轮槽表面要经过精细加工（表面粗糙度一般为1.6或3.2），以减轻带的磨损。各轮槽尺寸与角度要有一定的精度，以使载荷分布较均匀。,铸铁、铸钢、铸铝或塑料,1）实心式2)腹板式3）孔板式4）轮辐式,-,25,7-5带的张紧、布置、润滑与维护,一、带的张紧方法,定期张紧法，自动张紧法，加张紧轮法,张紧轮位置：松边内侧靠大轮，松边外侧靠小轮,二、带的维护,安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀防护罩定期张紧安装时两轮槽应对准，处于同一平面（防扭曲，过度磨损）带在轮槽中应处于正确的位置,动画1,动画2,-,26,作业：8-2，8-4自学内容：带传动计算实例和带轮细节结构。（要求：掌握参数的选择方法、各种带轮的制造方法。）,互动思考1：影响带传动使用寿命的因素是什么？互动思考2：有一V带传动，i=7，小轮包角120度，使用时常发生打滑。在带轮直径、传动比、带型号均不变的情况下如何改进，理由是什么？互动思考3：简述V带在各轮槽中的位置图中a）图正确的原因。,知识点滴,-,27,练习,带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作视为什么会出现弹性滑动？可否避免？最大应力点在何处