机械设计第6章：带传动2016幻灯片.ppt

第六章,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,带传动,第一节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,机械传动分类及特点,机械传动的特点主要体现在传动效率、单级传动比、传动功率、中心距、传动准确性、无级调速、过载保护、寿命、噪声、价格等等,带传动的组成,带传动利用中间挠性件将主动轴的运动和动力传给一定距离以外的平行的从动轴。带传动一般由主动轮、从动轮和环形传动带组成。,带传动的工作原理,静止时，两边拉力相等传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力小的一边为从动边（松边）靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力,第二节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,带传动的类型（1）,按工作原理分类,摩擦传动型带传动,安装时带已经被拉紧，靠带与带轮间的摩擦力完成传动。,啮合传动型带传动,同步带,通过带轮齿与带齿的啮合完成传动。,带传动的类型（2）,按带截面形状分类,平带传动：截面为扁平矩形，底面是工作面，可实现多种形式的传动带传动：亦称三角带，截面为等腰梯形，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：具有平、带的优点,带传动的类型（3）,按传动形式分类,开口传动两轴平行，同向回转,交叉传动两轴平行，反向回转,半交叉传动两轴交错，不能逆转,带传动的特点,优点远距离传动缓冲减振，运转平稳过载保护结构简单，精度低，成本低,缺点外廓尺寸和轴上压力大传动比不固定，效率低带的寿命短需要张紧装置不宜用于高温和易燃场合,第三节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,V型带的结构组成,伸张层(顶胶),压缩层(底胶),强力层(抗拉体),包布层,强力层(帘布、线绳)填充物(橡胶、帆布)外包层（耐磨耐油胶布）,帘布芯,线绳芯,V型带的类型,普通带：Y、Z、A、B、C、D、E窄带：SPZ、SPA、SPB、SPC传递功率较大，允许速度和挠曲次数较高，结构紧凑,当带弯曲时中性层带长不变截面带楔角变化(减小)带轮轮槽角040,V型带的截面尺寸,带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度，即V带的公称长度,基准直径d,与带节面对应的带轮的直径,基准长度Ld,教材p137表4-1,V带轮的结构,结构组成,轮缘安装带轮辐联接轮缘与轮毂轮毂安装轴,轮缘,轮辐,轮毂,基本结构型式,实心式,腹板式,椭圆辐式,孔板式,V带轮的设计要求与材料,质量小、工艺性好、质量分布均匀、内应力小、高速，静动平衡工作面应精细加工,带轮设计要求,带轮材料,灰铸铁HT150、HT200常用铸钢、焊接（钢板）高速铸铝、塑料小功率,第四节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,带的受力分析,静止状态,两边拉力相等:F0（张紧力或初拉力）,绕进主动轮的一边为紧边绕出从动轮的一边为紧边绕出主动轮的一边为松边绕进从动轮的一边为松边,带的有效圆周力,考虑带为弹性体，紧边拉力增加导致紧边拉长1松边拉力减小导致松边缩短2,假定带的总长度不变,F1F0F0F2,F1F22F0,取主动轮上的带分析,F1r（F2Ff）r,F1F2Ff,有效圆周力F,12,根据胡克定律,带与带轮间的摩擦力,主动轮作用于带上的摩擦力的方向与轮圆周速度方向一致带作用于从动轮上的摩擦力的方向与带运动方向一致,紧边拉力与松边拉力的关系,欧拉公式,最大有效圆周力,F1F22F0,F1F2Ff,F1F0Ff/2,F2F0-Ff/2,0max，压紧力越大摩擦力越大，过大会加剧带的磨损max，包角越大，带与带轮接触弧越长，总摩擦力越大max,问题：带传动的松边在上还是在下好？,带传动的功率,P=Fv/1000(kw),带速一定时，功率与有效圆周力成正比带传动f有限，P=fv有限，要提高P可增大v，故宜将带传动布置在高速级,问题：带传动适合于高速级还是低速级？,第五节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,带传动工作时的应力及其分布,由紧边和松边拉力产生的拉应力1F1/A，2F2/A，12带与轮接触弧处的拉应力自紧边向松边方向递减,由带弯曲产生的弯曲应力b12Eh/dd1，b22Eh/dd2仅分布于带与轮接触弧区域dd1v带v2，v1v2（2）带传动传动比不稳定,弹性滑动率：,带的弹性滑动（2）,接触弧静弧滑动弧包角静角滑动角,静弧在带绕入带轮的一侧滑动弧在带绕出带轮的一侧,打滑,随着有效拉力增大，滑动角也增大。当传递的载荷（实际的圆周力）达到最大有效圆周力时，皮带就会沿轮面全面滑动（即滑动角等于整个包角），此为带传动的失效形式之一，打滑。打滑首先发生在小带轮处打滑可以避免（控制有效拉力、提高最大有效拉力）打滑可起到过载保护作用,带传动的失效形式和设计准则,失效形式打滑；带的疲劳损坏设计准则FFfmax；max=1+b1+c设计依据保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命,单根带允许传递的最大功率,不打滑,不疲劳破坏,平型带,单根带的基本额定功率P0,在特定条件下（平稳载荷、传动比i1、特定带长），带能传递的功率,由带结构及材质决定的实验常数,许用应力,带轮数（通常取2）,带的基准长度,指数（普通V带取11.1）,带的寿命,教材p146表4-3和p148表4-5,单根带i1时传动功率的增量P0,P0是在特定条件下（平稳载荷、传动比i1即包角为180o、特定带长）带能传递的功率。当i1时，从动轮直径大于主动轮直径，带绕过从动轮（大带轮）时的弯曲应力小于主动轮（小带轮），因此，传动能力有所提高。,教材p147表4-4和p148表4-6,提高带传动工作能力的措施,增大摩擦系数（材料、带速、滑动率）增大包角（减小传动比、增大中心距、采用张紧装置）采用新型带传动采用高强度带材料,第七节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动的应力分析带传动的失效形式与计算准则V型带传动的设计张紧装置,设计内容,传递的名义功率P主动轮转速n1从动轮转速n2或传动比i传动位置要求工况条件、原动机类型等,已知条件,V带的型号、长度和根数带轮直径和结构传动中心距a验算带速v和包角计算初拉力和压轴力,设计内容,设计步骤,7、计算带的根数z,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,1、确定计算功率PcKAP,4、验算带速v(v525m/s),N,5、确定中心距a及带长Ld,6、验算主动轮的包角1,N,z7？,N,Y,8、确定初拉力F0,9、计算压轴力FQ,10、带轮结构设计,设计步骤,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,1、确定计算功率PcKAP,4、验算带速v(v525m/s),N,5、确定中心距a及带长Ld,6、验算主动轮的包角1,N,KA教材p150表4-7,教材p150图4-15和p151图4-16，并由p137表4-1得截面尺寸,设计步骤,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,1、确定计算功率PcKAP,4、验算带速v(v525m/s),N,5、确定中心距a及带长Ld,6、验算主动轮的包角1,N,带轮越小，弯曲应力越大小带轮基准直径dd1dmin带轮越大，传动尺寸越大大带轮直径dd2=idd1带轮基准直径按教材p152表4-8取整,Y20Z50SPZ63A75SPA90B125SPB140C200SPC224D355E500,dmin,设计步骤,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,1、确定计算功率PcKAP,4、验算带速v(v525m/s),N,5、确定中心距a及带长Ld,6、验算主动轮的包角1,N,aL1aNt,初算带长,确定基准带长教材p138表4-2,确定中心距,设计步骤,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,1、确定计算功率PcKAP,4、验算带速v(v525m/s),N,5、确定中心距a及带长Ld,6、验算主动轮的包角1,N,设计步骤,7、计算带的根数z,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,z7？,N,Y,8、确定初拉力F0,9、计算压轴力FQ,10、带轮结构设计,单根带的许用功率P=(P0+P0)KKLK-包角系数KL-长度系数带的根数：z=Pc/P,1dd2b2承载力传动功率P00,设计步骤,7、计算带的根数z,2、根据n1、Pc选择带的型号,3、确定带轮基准直径dd1、dd2,z7？,N,Y,8、确定初拉力F0,9、计算压轴力FQ,10、带轮结构设计,第八节,概述带传动的分类与特点V型带与带轮的结构带传动的受力分析带传动