机械设计 第8章-带传动 (1).ppt

1,第八章带传动,81、概述,82、带传动的工作情况分析,83、销联接普通V带传动的设计计算,通过本章学习：掌握带传动的基本知识掌握带传动的设计,84、V带轮设计,85、V带传动的张紧、安装与维护,2,第八章带传动,8-1概述,一、传动概述,机器：,二、带传动概述,组成,：两个或多个带轮间用带作为挠性拉曳零件的传动。,工作原理,：靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力,3,第八章带传动,类型,（一）带传动的类型,4,第八章带传动,（二）V带的类型与结构,普通带,窄带,齿形带,宽带,联组带,大楔角带,5,第八章带传动,普通V带已标准化（GB/T1313575.1-92），共有七种型号：,型号,节宽bp,基准长度Ld与基准直径dd,在测量带轮上，在规定的张力下，节宽的周长称为基准长度,对应直径为基准直径。,6,第八章带传动,8-2带传动工作情况的分析,静止时，带以一定的初拉力张紧在带轮上；,（一）带传动中的受力分析,转动时，由于摩擦力，带两边的拉力不相等，出现松紧边。,设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：,7,应有的有效拉力Fe就是应有的总摩擦力Ff确定应有的初始拉力F0（最小初始拉力）,第八章带传动,取主动轮一端带为分离体：,Mo1=0,带传动的有效拉力等于摩擦力总和：,有效拉力与传递功率关系：,联立,各公式的用途：,在v一定时，由需传递的功率P可求出应有的有效拉力Fe,过大初始拉力的危害,P一定时，Fe一定。故增加F0导致F1及F2增加带张得过紧，将因过度磨损而很快松弛,8,第八章带传动,（二）带传动的初拉力和临界摩擦力,在一定的初拉力作用下，带与带轮之间最多能传递多大摩擦力呢？,当带与带轮之间出现打滑趋势时，摩擦力达到最大（临界状态Ffc），从而有效拉力也达到最大（临界状态Fec）。,临界状态下，紧松边拉力的关系（欧拉公式）：,包角,fV当量摩擦系数,9,第八章带传动,得：,联解：,增大初拉力、当量摩擦系数、包角，能提高临界有效拉力Fec在临界有效拉力Fec一定的前提下，增大摩擦系数、包角，能降低初拉力F0,（p148公式8-6）,10,第八章带传动,平带传递的摩擦力：,V带传递的摩擦力:,当量摩擦系数,11,第八章带传动,（三）带的应力分析,1.紧边和松边拉应力,紧边拉应力：,松边拉应力：,（A为带的横截面积）,2.离心拉应力,带作圆弧运动时受到离心力作用，由此产生离心拉应力：,（q为带单位长度上的质量）,3.弯曲应力,（h为带的厚度，E为带的弹性模量）,带绕在带轮上会产生弯曲应力：,弯曲应力与带轮直径成反比，为了避免弯曲应力过大，带轮直径不得小于最小值（表8-6）。,12,第八章带传动,离心拉应力,带的应力分布及最大应力值,拉应力,弯曲应力,最大应力max,出现在紧边与小轮的接触处。,13,第八章带传动,（四）带的弹性滑动与打滑,F1F0F2,带是弹性体,102,由于带伸长量在松紧边发生变化，带与带轮表面发生微量滑动。,由带的弹性变形引起的微量滑动叫弹性滑动。弹性滑动是无法避免的。,由于弹性滑动：v2v1,定义滑动率：,其中：,于是传动比：,V带传动的滑动率=0.010.02，一般可忽略不计。,14,第八章带传动,弹性滑动并非发生过在整个接触区域，只发生在离开主从动轮的一段接触弧上。,静止弧静止角,滑动弧滑动角,若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值Fec后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动（滑动角等于包角），即产生打滑。,打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。但也可以起到过载保护作用。,15,第八章带传动,8-3、V带传动的设计计算,（一）设计准则和单根V带的基本额定功率,带传动的主要失效形式：打滑、传动带的疲劳破坏。,设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。,单根带的基本额定功率P0：,表8-4a给出了P0值在=，Ld为特定长度、载荷平稳的条件下计算出。,16,第八章带传动,表8-4a单根普通V带的基本额定功率,（包角=180、特定基准长度、载荷平稳）,17,第八章带传动,（二）单根带的额定功率Pr,实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正,得Pr。,K包角系数考虑180时对传动能力的影响，表85,KL长度系数考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，表82,P0功率增量考虑在i1，单根V带的功率增量，表8-4b,18,第八章带传动,1.中心距,推荐范围：0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2),（三）带传动的参数选择,2.传动比,一般：i7,推荐：idmin,3.带轮直径,4.带速,一般：v=525m/s,vmax30m/s,a大包角大、单位时间循环次数少（提高寿命）；但带易波动、整体尺寸大,i大包角小，易打滑,dd小传递同样扭矩时有效拉力大（增加带根数）；弯曲应力大,v大传递同样功率时，有效拉力小（减少带根数）；但离心力大,19,第八章带传动,已知条件：工作条件、传动位置及外廓尺寸限制、载荷性质、传递功率、带轮转速等。,设计内容：,（四）带传动的设计计算,1.已知条件和设计内容,确定V带型号、基准长度、根数；,确定初拉力、压轴力、张紧装置,确定带轮基准直径、材料、结构和尺寸；,20,第八章带传动,2.设计步骤及方法,确定计算功率：,KA工作情况系数（表8-7）,根据Pca和n1，由选型图确定（图8-11）,（1)确定型号:,若处于两种型号交界处：分别计算，然后优选。,21,第八章带传动,（2）确定带轮基准直径,1）确定小带轮基准直径,由选定型号的最小直径（表8-6）及直径系列（表8-8）选取,2）验算带速,v=525m/s,vmax300mm,dd300mm,dd2.5d,dd300mm,D1-d1100mm,腹板式,孔板式,轮辐式,26,第八章带传动,（四）V带轮的槽轮,槽轮尺寸见表8-10,为确保带弯曲后与槽侧面紧贴，40,为确保带上表面不超过外圆，下表面不接触槽底，规定了ha及hf的最小值及,（五）V带轮的技术要求,对铸造、焊接、烧结带轮：不允许有砂眼、裂缝、缩孔、气泡；,对铸造带轮：在不提高内部应力前提下，允许对表面缺陷进行修补；,27,第八章带传动,方法：,8-5、V带传动的张紧、安装与维护,目的：,（一）V带传动的张紧,带运转一定时间后会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,1.定期张紧装置,滑道式,摆架式,28,第八章带传动,3.张紧轮张紧装置,2.自动张紧装置,29,例：设计一带式运输机用V带传动。已知：P=4kW，n1=1440r/min,i=3.4,每日工作8h。,解:,1、确定计算功率,根据表8-7：KA=1.1Pca=KAP=4.4KW,2、选普通V带型号,根据Pca及n1,由图8-10选用A型,30,3、求带轮基准直径dd1、dd2,1)由表8-6及表8-8，A型带：ddmin=75，取dd1=90mm,3)大带轮直径：,由表8-9，取dd2=315mm,4)验算大带轮转速误差：,2)校核带速v,31,4、确定中心距a及V带基准长度Ld,1)初定中心距a0：,取a0=500mm。,由表8-2：Ld=1600mm,3)实际中心距a：,2)所需基准长度Ld0：,中心距变化范围：,(a-0.015Ld)(a+0.015Ld),443mm515mm,32,5、验算小带轮包角,6、计