机械学基础第11章

1,第11章带传动,利用张紧在带轮上的传动带，借助带和带轮间的摩擦（或啮合）来传递运动和动力的。,概述,摩擦传动型啮合传动型,分类,2,优点：1）传递较远的中心距。2）皮带是弹性件（皮、纤维、橡胶等），具有缓冲、减震性能。3）过载时打滑，可保护重要零件不受损坏。(摩擦型）4）成本低。,缺点：1）占地大。2）传动比不稳定，在许多传动比要求严格场合不能适用。（摩擦型）3）传动效率低。(0.900.95)4)带的寿命较短。,带传动的特点,综合：带传动适于传动平稳，i要求不准确、中小功率的远距离传动。（传递P50kw,带速v=525m/s，i7）,3,带传动概述2,平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。工作面是与轮相接触的表面。,应用最广的V带，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。其工作面是与轮槽相接触的两侧面，它与轮槽槽底不接触。,多楔带传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。,11.1摩擦型传动带的类型和应用,4,同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。但对中心距和尺寸稳定性要求较高。,圆带结构简单，其材料常为皮革、棉、麻、锦纶、聚氨酯等，其牵引力小，常用于仪器和家用器械中。,带传动的应用,5,啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。,一传动原理,摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和带传动）。也可反向转动。,11.2摩擦型带传动的基本知识,6,工作情况分析,设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2；,带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。,带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。,尚未工作状态,工作状态,记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff，其值由带传动的功率P和带速v决定。,二.带传动的有效拉力及打滑现象,7,定义由负载所决定的传动带的有效拉力为FP/v，则显然有FFf。那么：F1F0F2；F2F0F2；,若带所需传递的园周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。经常出现打滑将使带的磨损加剧、传动效率降低，致使传动失效。所以应严加防范。,8,三.带传动的中心距和包角,包角1:,为了保证传动时有较大的工作能力120,中心距a:处于规定张紧力时，两带轮轴线间的距离。,9,四、带传动的应力分析,边紧：松边：,2离心力产生的拉应力象用棍棒跳一绳旋转，使绳各个断面产生应力一样，当带绕过带轮时，在微弧段产生离心力，离心力只发生在带作圆周运动部分，但由此引起的拉力却作用于带的全长。其大小,1拉应力,10,3.弯曲应力,如图是带的应力分布图，由图可见带在整个传动过程中受的是变应力（循环）。max发生在紧边与小轮接触处,此时max=1+b1+c。应力分析.,由于带绕带轮，因弯曲而产生弯曲应力，因此小轮弯曲应力大于大轮的。,11,由带的受力分析可知，带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏，因此带传动的设计准则为：在保证带传动不打滑的前提下，带具有一定的疲劳强度和使用寿命,4.带传动的失效形式和设计准则,12,五、带传动的传动比和弹性滑动带是弹性材料，设符合应力应变规律，则紧边、松边的应变分别为：,由于F1F2，所以12，也就是说当带绕过主动轮时，带的伸长不一样，而是从紧边到松边带有缩短，即带相对于轮有向后滑动的局势，即主动轮速度超前于带；相反从动轮速度落后于带（带从松边到紧边带有伸长），这种现象叫弹性滑动。且不是定滑动（一周内有变化）因此其传动比i不是定值。滑动演示.,13,由于有弹性滑动，使得带轮的瞬时速度v2总是低于v1，于是引出滑动率,一般为0.010.02，很小可忽略。,注意：带的弹性滑动与带的打滑不是一回事。打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，由肉眼可观察到，是传动不允许的，可以避免，否则带传动失效。而弹性滑动是由紧松边拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就会发生弹性滑动，它是不可避免的。,两轮的圆周速度分别为：,那么：,14,6.带传动常用的张紧方法1.2,15,11.3同步带传动,一、同步带传动的特点,传动比恒定结构紧凑带薄而轻、抗拉体强度高，v可达40m/s，i可达10效率高0.98。,16,同步带分类,梯形齿圆弧型齿,节距,带宽,单面双面,按节距,最轻型、超轻型、特轻型、轻型、重型、特重型、超重型,17,具体参数见表11-1和11-2，标记如下：,120XXL019,宽度代号，带宽4.8,带型，节距3.175,带长代号，节线长304.80mm,18,二、梯形齿同步带轮的设计,其参数见表13-3、4、5,d=zpb/da=d-2,19,三、梯形齿同步带传动的设计计算选择同步带的型号计算功率Pd=KAP，KA工况系数参考表13-6然后查选型图,20,2.选带轮齿数和节圆直径由表13-7确定小带轮齿数Z1，z1zmin，在带速和安装尺寸允许时，Z1尽可能选用较大值，Z2=iz1,3.确定带长和齿数0.7(d1+d2)a02(d1+d2),根据L0选节线长度Lp（表132），并依据带型号查得相应的齿数z,21,4确定实际的中心距,a尽量采用可调的，实际的a=a0+（Lp-L0）/2，其调整范围见表13-8.,对于不可调整的通过2种计算方法,a的极限差见表13-9,22,5.计算小带轮啮合齿数,6.选择带宽,其中,P0为同步带基准宽度所