第6讲 带传动 - 副本 - 副本 (2).ppt

带传动属于挠性传动。是靠摩擦力传递动力的.挠性传动就是由两个或多个传动轮和中间环形挠性件组成，通过挠性件在传动轮之间传递运动和动力的一种传动。如带传动、链传动等。,带传动,1概述,一.工作原理,带呈环形，并以一定的拉力(称为张紧力)F0套在一对带轮上，使带和带轮相互压紧。带传动不工作时，带两边的拉力相等，均为F0；,工作时，由于带与轮面间的摩擦力使其一边拉力加大到F1(称为紧边拉力)，另一边拉力减小到F2(称为松边拉力)。两者之差F=F1F2即为带的有效拉力，它等于沿带轮的接触弧上摩擦力的总和。,注意：在一定条件下，摩擦力有一极限值，如果工作阻力超过极限值，带就在轮面上打滑,传动不能正常工作.,1概述,一.工作原理,平带的横截面为扁平矩形，其工作面是与带轮面相接触的内表面。V带的横截面为等腰梯形，其工作面是与轮槽相接触的两侧面，不与轮槽槽底接触。由于轮槽的楔形效应，预拉力相同时，V带较平带能产生更大的摩擦力，故具有较大的牵引能力。,多楔带是平带和V带的组合结构，兼有平带和V带的优点，常用于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合。,演示带传动,点击小图看运动图,分类：,按工作原理分,摩擦式带传动,啮合式带传动,按带的截面形状分,平带,按传动的布置形式分,V带,多楔带,同步齿形带,圆带,1概述,一.工作原理,按轴的位置关系有,三.优缺点优点:中心距大，能缓冲减振，运转平稳无噪音,具有过载保护作用，价格低廉；缺点：瞬时传动比不恒定，效率较低，寿命较短，对轴和轴承的压力大，不宜用于高速、易燃等场合。,四.应用范围对传动比无精确要求的中小功率传动。一般：,2带和带轮,一.平带和平带带轮平带截面为矩形，有胶帆布平带、编织带、高速胶带、强力锦纶带等。胶帆布平带强度高、价格低，最为常用。平带带轮轮芯部分的结构尺寸与V带带轮相同。,二.V带种类：V带有普通V带、窄V带和宽V带等之分，普通V带最为常用。构造：普通V带由顶胶、抗拉体(承载层)、底胶和包布组成。普通V带均为无接头的环状带。普通V带的节线、节面及节宽(bp)普通V带是标准件(GB/T13575.1-92),按截面尺寸由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，各型号的截面尺寸和单位长度质量见教材表5.1。,带轮基准直径D:在V带轮上，与所配V带的节面宽度bp相对应的带轮直径。基准长度Ld:V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。是V带的公称长度。普通V带的基准长度Ld长度系列见教材表5.2。,三.V带带轮设计,设计要求：质量小且分布均匀，工艺性好，转速高时要求动平衡，轮槽工作面粗糙度要合适，轮槽尺寸和槽面角应有一定的精度。,带轮材料：常用材料牌号为HT150、HT200。,轮缘尺寸:见教材表5.8。,典型结构:有四种见教材图5.17。,带轮的结构设计：根据带轮的基准直径选择结构形式；根据带的截面确定轮槽尺寸；它结构尺寸按经验公式计算。,注意：带轮无需进行强度计算,3带传动理论基础,几何计算1根据D1,D2和a计算L,2根据D1,D2和L计算a,二.传递的有效圆周力,设带在工作前后长度不变，则又有：,带在即将打滑的临界条件下，松紧边拉力满足著名的欧拉公式：,临界条件下带的一微段受力如图所示，有：,式和联解得式；,式和联解即得式。,工作过程中，带中存在三种应力。分别是：,离心拉应力,如图所示，由微段弧长的力平衡式有：,三.应力分析,带的应力分布如图。由此可得如下结论：1）带在变应力作用下工作，疲劳必然是其失效形式之一。2）应力以紧边与小带轮相切处最大，其值为：,式中：y为带截面中性层到边缘的距离（表5-1）。,蓝色:离心拉应力，绿色:松紧边拉应力灰色:弯曲应力,四.弹性滑动和滑差率,带传动存在弹性滑动。如图所示，带自a点绕上主动带轮时，带与带轮相切点的速度是相等的，此时带所受拉力最大，带的应变最大。但当带沿弧ab继续前进时，带的拉力逐渐减小直至F2，带的应变也相应减小到最小，因此，带在跟随带轮前进的同时还逐渐向后缩，从而导致带的速度落后于带轮的线速度。同样的情况也发生在从动轮上，但这时由于拉力渐增，应变也渐增，因此带的实际速度领先于带轮的线速度。,从动轮对主动轮速度的相对降低率称为滑动率。,五.设计准则和许用功率,失效形式打滑，疲劳断裂。,设计准则在不打滑的条件下，使带具有一定的寿命.,因此，满足设计准则情况下，单根带能传递的功率即许用功率为：,而在不打滑情况下，单根带能传递的最大功率为：,对于各种型号的V带，在实验室条件下，单根带的许用功率见表5-3。,带传动讨论题,V带传动和平带传动的比较,V带,平带,(11.18),4V带传动的设计计算,一.传动参数确定,根据计算功率Pc和小带轮转速n1由图5.14选取。这里Pc=KAP，KA与使用工况有关，见表5.5。,小带轮直径不宜太小，否则弯曲应力过大，带的寿命太短。设计中应使其大于表5.6的允许值，较理想的情况是使对应的带速v在1520m/s。,1.带型号,2.小带轮直径Dmin,3.中心距a,4.包角1和传动比i,中心距太小，带的寿命短，同时传递的有效圆周力也小；中心距也不能太大，否则外廓尺寸太大。合适的中心距为：a1.4（D1+D2）。,传动比受到包角1的限制，一般1不小于120度，故传动比i一般不大于7。,5.张紧力Fo,太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴的压力也大。合适的张紧力由式5.20确定。,6.带的根数,7.对轴的压力FQ,因此应设法减小对轴和轴承的压力。右图所示的卸载带轮就是一例。,11.5V带传动设计,11.5.2传动参数的选择,1.型号,工作情况系数，见表11.5,(11.19),n1,选型号：,若落在小型带内，但与大型带交界附近，选大型带,减小带的根数z，可以避免受力不均，z=35.,2.最小带轮直径Dlim,带轮愈小，弯曲应力愈大。弯曲应力是引起带疲劳损坏的重要原因。V带带轮的最小直径见表11.6。,点击小图看大图,11.5V带传动设计,11.5V带传动设计,3.中心距a、带基准长度Ld,对于V带传动，中心距a一般可取,(11.20),对于V带，决定中心距a后，可根据式11.2算得带长L，再有图11.4选定相近的基准长度Ld。实际中心距需根据选定的Ld再由式11.3决定。,分析：,考虑安装调整和补偿张紧力的需要，中心距的变动范围为：,11.5V带传动设计,4.包角、传动比i,(11.4),5.张紧力F0,(11.21),11.5V带传动设计,11.5V带传动设计,6.根数计算z,7.作用在轴上的载荷Q,(11.23),二.设计例题,5带传动的张紧,由于传动带的材料不是完全的弹性体，因而带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松驰，使张紧力降低。因此，带传动需要有重新张紧的装置，以保持正常工作。张紧装置分定期张紧和自动张紧两类。,11.7带传动的张紧装置,根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,张紧的目的,运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置，见表11.15。,1.定期张紧装置,11.7带传动的张紧装置,2.自动张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,一.定期张紧,适用于两轴水平或倾斜不大的传动；中心距可调。,适用于垂直或接近垂直的传动；中心距可调。,张紧轮装于松边内侧，以免反向弯曲降低带寿命；中心距不可调整。,二.自动张紧,主要用于中小功率传动,张紧轮装于松边外侧靠近小轮，以增大包角。,张紧力大小随传动功率成正比变化。当传递功率增大时，Ft2增加，带张紧力加大。,思考题,1.简述带传动的优缺点。2.在动力传动中，为什么V带传动比平带传动用的多？3.V带截面的楔角都是40o，为什么随着带轮计算直径的减小轮槽的楔角要小于40o呢？4.试根据理论公式分析：影响带传动传递功率大小的因素有哪些？他们是怎样影响带传动的传递功率的？5.带传动为何会存在弹性滑动？该现象能避免吗？带传动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首先出现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断？6.带传动的设计准则是什么？7.设计V带传动时，带速太低或太高有什么不好？8.今有一V带传动，要求传递的功率一定，但工作时有两种转速（960rpm、1440rpm）。问：设计该带传动应按哪一个转速设计？为什么？9.能否这样说：“带传动是靠摩擦传力的，因而张紧力越大越好，带轮工作面越粗糙越好”。,带传动讨论题1,带式制动器如图所示。鼓轮与制动带间的摩擦系数为，鼓轮直径直径为D。试分析：1决定该制动器最大制动力矩的因素是什么？2鼓轮顺时针、逆时针转动时所需制动力P和制动力矩T相同吗?3请改变设计使制动力P与鼓轮转动方向无关？,讨论题2起重卷筒如图所示。钢丝绳的一端利用夹板由两个螺栓将其夹紧在卷筒上，钢丝绳与夹板、钢丝绳与卷筒之间的摩擦系数均为f，摩擦可靠性系数为Kf，螺栓材料的许用应力为，起重量为Q，要求当重物处于最低位置时，钢丝绳在卷筒上仍然绕有两圈。试导出螺栓强度条件.,讨论题1解：,1.决定该制动器最大制动力矩的因素：包角和带允许的最大拉力。【带允许的最大拉力就是最大紧边拉力。】,2.(1)鼓轮顺时针、逆时针转动时所需制动力矩相同，是因为带的紧边拉力和包角一定。,(2)而制动力P是不同的。P顺aF2/L,P逆aF1/