第6章带传动(xiao)..ppt

天津大学专用作者：潘存云教授,第6章带传动和链传动,6-1带传动的概述,6-2普通V带传动的结构和尺寸参数,6-4V带传动的设计计算,6-2V带轮的结构设计,6-5带传动的张紧装置,带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。,带传动的设计实例,天津大学专用作者：潘存云教授,6-1带传动概述,一、带传动的组成及类型,主动轮1,运行平稳噪声低，,过载打滑作保护，,1.带传动的组成,从动轮2,环形带3,2.带传动的特点,工作适宜高速级；,带长变化适应广，,结构简单成本低。,功率受限尺寸大，,带的寿命比较短，,不保正确传动比；,张紧带来压轴力；,缓冲吸振悄无息；,平稳,适宜高速,不保传动比。,滑动摩擦起静电，,易燃易爆不相宜。,天津大学专用作者：潘存云教授,带传动,平带,V型带,多楔带,摩擦型,啮合型（同步带）,圆形带,3、带传动的类型,潘存云教授研制,天津大学专用作者：潘存云教授,6-1带传动概述,3、带传动的类型（1）平带传动:开口、交叉、半交叉传动。,天津大学专用作者：潘存云教授,6-1带传动概述,3、带传动的类型（2）窄V带传动：窄V带传动是近年来国际上普遍应用的一种V带传动。带的承载层采用合成纤维绳或钢丝绳。普通V带高与节宽比为0.7，窄V带高与节宽比为0.9窄V带有SPZ、SPA、SPB和SPC四种型号，其结构和有关尺寸已标准化。窄V带承载能力高，滞后损失少。窄V带传动的最高允许速度可达4050m/s，适用于大功率且结构要求紧凑的传动。,天津大学专用作者：潘存云教授,6-1带传动概述,3、带传动的类型（3）联组V带传动（几条相同的V带在顶面联成一体的V带。）（4）多楔带传动其特点是在平带的基体下做出很多纵向楔。由于多楔带轻而薄，工作时弯曲应力和离心应力都小，可使用较小的带轮，减小了传动的尺寸。由于多楔带有较大的横向刚度，可用于有冲击载荷的传动。,天津大学专用作者：潘存云教授,平带的摩擦力:,N=Q,V带的摩擦力：为带轮的槽楔角，普通V带为32、34、36或38。,F=N=Q,4、V带的楔形增压作用,天津大学专用作者：潘存云教授,4、V带的楔形增压作用,结论：,在相同条件下，V带比平带能传递更大的功率。,或者说，在传递相同的功率时，V带比平带传动的结构更为紧凑。,天津大学专用作者：潘存云教授,应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。,V带传动应用最广，带速v=525m/s传动比i=7效率0.90.95,5.带传动的应用实例,潘存云教授研制,试验仪器,潘存云教授研制,滑动轴承试验台,实例:,天津大学专用作者：潘存云教授,天津大学专用作者：潘存云教授,组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。,节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。,节面：全部节线构成的面。,在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径dd。,6-2普通V带传动的结构和尺寸参数,一、普通V带的结构和规格,天津大学专用作者：潘存云教授,V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld。标准长度系列详见下页表6-2，,普通V带有：Y、Z、A、B、C、D、E等型号,已标准化,普通V带的尺寸（=40，h/bp=0.7）,天津大学专用作者：潘存云教授,潘存云教授研制,天津大学专用作者：潘存云教授,1V带轮设计的要求,结构工艺性好、无过大的铸造内应力、质量分布均匀。,轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损。,各轮槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使带的载荷分布较为均匀。,2带轮的材料,通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。,转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。,小功率时可用铸铝或塑料。,二、V带轮的材料和结构,3带轮的结构与尺寸,四种典型结构：实心式、腹板式、孔板式、轮辐式,带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。根据带的截型确定轮槽尺寸。带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。,天津大学专用作者：潘存云教授,实心式直径小,实心式,潘存云教授研制,带轮的结构,天津大学专用作者：潘存云教授,dh=(1.82)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+)H见图13-8s=(0.20.3)Bs20.5s,腹板式,潘存云教授研制,腹板式中等直径,实心式直径小,带轮的结构,天津大学专用作者：潘存云教授,腹板式中等直径,dh=(1.82)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+)H见图13-8s=(0.20.3)Bs11.5ss20.5s,孔板式,潘存云教授研制,实心式直径小,孔板式中等直径,带轮的结构,天津大学专用作者：潘存云教授,潘存云教授研制,轮辐式d350mm,腹板式中等直径,带轮的结构,实心式直径小,孔板式中等直径,天津大学专用作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,天津大学专用作者：潘存云教授,一、带传动中的力分析,安装时，初拉力F0,工作中，,3、松边拉力F2,1.初拉力F0,2、紧边拉力F1,6-3带传动的工作原理,天津大学专用作者：潘存云教授,由紧边拉力增量和松边的拉力减量相等，得：,6-3带传动的工作原理,一、带传动中的力分析,安装时，初拉力F0,工作中，,松边拉力F2,4、有效拉力力,紧边拉力F1,有效拉力F,PFv,天津大学专用作者：潘存云教授,6-3带传动的工作原理,一、带传动中的力分析,4、有效拉力力,带传递功率P与有效拉力F和带速v之间有如下关系：,F一定时，,带速v,功率P,5、离心拉力Fc,天津大学专用作者：潘存云教授,6、欧拉公式,欧拉公式,F1和F2的关系可表示为包角；,若带速v2,1.弹性滑动,天津大学专用作者：潘存云教授,带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后于轮速。,带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超前于轮速。,这种因材料弹性变形而产生的滑动称弹性滑动。,天津大学专用作者：潘存云教授,总有v2v1,滑动率,通常,（1）.滑动率,（2）.传动比i,天津大学专用作者：潘存云教授,6-3带传动的工作原理三、带的弹性滑动和打滑2、打滑由于过载使带传动的有效拉力F达到最大值，带将开始打滑。由于带在小轮上的包角较小，所以打滑总是在小轮上发生。打滑是由于载荷过大引起的，它会造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态，故正常使用中带传动不应出现打滑现象。,天津大学专用作者：潘存云教授,6-3带传动的工作原理,四、带传动的设计准则,失效形式：打滑和带的疲劳破坏。,设计准则：在保证不打滑的前提下，带具有足够的疲劳强度。,因为,则得：,将代入,天津大学专用作者：潘存云教授,6-3带传动的工作原理,四、带传动的设计准则可得带传动在既不打滑又有足够疲劳强度时单根带所能传递的功率：,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,普通V带传动设计，是在给定的条件下确定带传动的参数。,给定的条件包括：1）传动的用途、工作情况及原动机的类型、启动方式；2）传动功率；3）大、小带轮的转速等。,设计内容：1）选取V带的截型、计算基准长度和根数；2）确定传动的中心距；3）确定带轮的结构尺寸；4）计算作用在轴上的载荷。,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,一、确定V带的截型和带轮的基准直径,工况系数,见表6-4,1、计算设计功率Pd,天津大学专用作者：潘存云教授,天津大学专用作者：潘存云教授,2、选择V带截型,由Pd和小带轮转速n1查图6-13，选择带的型号。,3、确定带轮的基准直径dd1、dd2,小带轮的基准直径可参照图6-13和表6-3选取。,大带轮的基准径,6-4V带传动的设计计算,天津大学专用作者：潘存云教授,-点击按钮,天津大学专用作者：潘存云教授,带轮直径过小，则带的弯曲应力很大，其寿命必然会降低。建议设计时带轮直径dd1dmin，dmin见下表。,V带轮的基准直径dd1、dd2系列见表6-3。,天津大学专用作者：潘存云教授,4、验算带速,6-4V带传动的设计计算,若带速过高，离心力较大，则会降低传动的工作能力。,带速过低，由下式可见，传动功率一定时，F过大，则所需带的根数较多，各根带受载不均现象严重。,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,二、确定中心距和V带基准长度,1、初选中心距a0,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,2、确定V带基准长度Ld,带长,由带长Ld0查表6-2，确定基准长度Ld。,二、确定中心距和V带基准长度,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,二、确定中心距和V带基准长度,3、计算实际中心距a,考虑安装调整和补偿张紧力的需要，通常将带传动设计成中心距可调的结构，其调整范围为：,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,二、确定中心距和V带基准长度,4、验算小带轮包角1,可通过适当增大中心距或减小传动比来增大小带轮包角。,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,三、确定V带根数,1、单根V带的基本额定功率P1,见表6-5,2、计算V带根数z,P1为单根V带i1时的额定功率增量（表6-6）；,K包角修正系数（表6-7）；KL带长修正系数（表6-2）。,天津大学专用作者：潘存云教授,潘存云教授研制,天津大学专用作者：潘存云教授,天津大学专用作者：潘存云教授,K包角修正系数（表6-7）；KL带长修正系数（表6-2）。,6-4V带传动的设计计算,天津大学专用作者：潘存云教授,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,四、计算作用在轴上的载荷,1、计算初拉力,天津大学专用作者：潘存云教授,6-4V带传动的设计计算,四、计算作用在轴上的载荷,2、计算作用在轴上的载荷,天津大学专用作者：潘存云教授,带传动设计的步骤:,1.求计算功率Pd；,2.选择普通V带型号；,3.求带轮的基准直径dd1、dd2；,4.验算带速v；,5.求V带的基准长度Ld和中心距a；,6.验算小带轮的包角1；,7.求V带根数z；,8.求作用在带轮轴上的压力FQ；,9.带轮的结构设计。,设计结果：,带型、V带根数z、带长Ld、中心距a带轮基准直径dd1、dd2,天津大学专用作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,调整螺钉,调整螺钉,滑道式张紧装置,摆架式张紧装置,二、带传动的张紧方法,1.调整中心距,6-5带传动的张紧装置及维护,(1)根据摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,一、张紧的目的,(2)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。,天津大学专用作者：潘存云教授,潘存云教授研制,潘存云教授研制,潘存云教授研制,张紧轮,二、带传动的张紧方法,1.调整中心距,2.采用张紧轮,3.自动张紧,自动张紧装置,天津大学专用作者：潘存云教授,三、带传动的安装与维护,安装时两带轮轴线必须平行，两轮轮槽中线必须对正，以减轻带的磨损。为了保证安全，带传动一般安装防护罩。带不宜与酸碱油类介质接触，工作温度不超过60，以防带的迅速老化。多根带并用时，为避免各根带受载不均，带的配组代号应相同。,天津大学专用作者：潘存云教授,组成：同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。,同步带传动简介,结构特点：横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。,传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。,Pb重要参数,潘存云教授研制,天津大学专用作者：潘存云教授,优点：1.传动比恒定；,2.结构紧凑；,3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40m/s，传动比可达10，传递功率可达200kw；,4.效率高，高达0.98。,缺点：成本高；对制造和安装要求高。,天津大学专用作者：潘存云教授,带传动的设计实例,设计某带式输送机传动系统中第一级用的窄V带传动。已知电动机型号为Y112M-4，额定功率P=4kW，转速n1=1440rpm，传动比i=3.8，一天运转时间10h。,解：1、根据计算功率选择窄V带带型,由工作情况系数表查KA,天津大学专用作者：潘存云教授,1.1,天津大学专用作者：潘存云教授,带传动的设计实例,设计某带式输送机传动系统中第一级用的窄V带传动。已知电动机型号为Y112M-4，额定功率P=4kW，转速n1=1440rpm，传动比i=3.8，一天运转时间10h。,解：1、根据计算功率选择窄V带带型,由工作情况系数表查得,计算载荷,Pca=PKA=1.14=4.4,由Pca和转速n1选择带型,KA=1.1,天津大学专用作者：潘存云教授,SPZ型,天津大学专用作者：潘存云教授,带传动的设计实例,设计某带式输送机传动系统中第一级用的窄V带传动。已知电动机型号为Y112M-4，额定功率P=4kW，转速n1=1440rpm，传动比i=3.8，一天运转时间10h。,解：1、根据计算功率选择窄V带带型,由工作情况系数表查得,计算载荷,KA=1.1,Pca=PKA=1.14=4