上海工程技术大学机械设计A复习题第八章带传动

1、第三篇第三篇 机械传动机械传动传动传动摩擦传动摩擦传动啮合传动啮合传动液力传动液力传动气力传动气力传动机械传动机械传动电传动电传动1. 传动的分类传动的分类1带传动的特点和类型2. 传动类型的选择传动类型的选择1）功率和效率）功率和效率2）速度）速度n速度：速度：齿轮传动齿轮传动链传动链传动带传动带传动蜗杆传动蜗杆传动n功率：功率：齿轮传动齿轮传动链传动链传动带传动带传动蜗杆传动蜗杆传动n效率：效率：齿轮传动齿轮传动带传动带传动链传动链传动蜗杆传动蜗杆传动2带传动的特点和类型3）外廓尺寸、质量和成本）外廓尺寸、质量和成本n外廓尺寸：外廓尺寸：带传动带传动链传动链传动齿轮传动齿轮传动蜗杆传动蜗杆

2、传动n质量：链传动质量：链传动带传动带传动齿轮传动齿轮传动蜗杆传动蜗杆传动n成本：成本：带传动带传动蜗杆传动蜗杆传动链传动链传动 F0 松松边边 F0 F2 F2 F0假定带的长度不变：假定带的长度不变：F1+F2=2F0松边松边紧边紧边8-2 带带传传动工动工作状作状况的分况的分析析27有有效拉效拉力力Fe fe21021-2FFFFFFF22e02e01FFFFFF21fe-FFFF1000evFP 带传带传动传动传递的功率递的功率282. 最最大有效拉力大有效拉力Fec及其影响因素及其影响因素柔柔韧体摩韧体摩擦的欧擦的欧拉公拉公式式fFFe21fffffffFFFFFFFe/11e/11

3、21e1e21e11ee00ecec2ec1fFFFFFFFFe-221ec210212930影响最大有效拉力影响最大有效拉力Fec的因素的因素预紧力预紧力F0：Fec与预紧力与预紧力F0成正比；成正比；包角包角 ： Fec随包角随包角 的增大而增大；的增大而增大；摩擦系数摩擦系数f： Fec随摩擦系数随摩擦系数f 增大而增大。增大而增大。ffffFFFe/11e/1121e1e200ec31例：例：单根单根V带传递的最大功带传递的最大功率率Pmax=4.82 kW，小带轮直径，小带轮直径dd1=400 mm，转速，转速n1=1450 r/min，小带轮包角，小带轮包角1=152，带和带轮间的

4、当量摩擦系数带和带轮间的当量摩擦系数fv=0.25。试确定带传动的最大。试确定带传动的最大有效拉力有效拉力Fec，紧边拉力，紧边拉力F1，松边拉力，松边拉力F2，初拉力，初拉力F0。32解解：940. 1ee18015214. 325. 0fN 3 .248N 2168.9327.72210FFFm/s 353.30m/s 10006005144003.141000601d11ndv N 8 .158N 353. 382. 410001000maxecvPFN 7 .327N 1940. 1940. 18 .1581eeec1ffFFN 9 .168N 940. 17 .327e12fFF33

5、3. 带的带的应应力分力分析析1）拉）拉应应力力AF11紧边拉紧边拉应应力力松边拉松边拉应应力力AF22n1n2松边拉应力紧边拉应力342）离心拉应力）离心拉应力从微段从微段dl力平衡有：力平衡有：Aqv2cd)d(d22cqvrvqrFd2d22dsin2dccccFFFF2cqvF r dFcddlF1F2Fc Fc d2d235n1n2离心应力36n1n2弯曲应力bpbh h3）弯）弯曲应曲应力力小带轮上弯曲应力小带轮上弯曲应力大带轮上弯曲应力大带轮上弯曲应力1d1bdhE2d2bdhEdp37c1b1max38394. 带的弹带的弹性滑性滑动和打滑动和打滑弹性滑动：弹性滑动：由于带由于

6、带的紧边和松边弹的紧边和松边弹性变性变形不同，而形不同，而引起引起的带与带轮间的微量的相对运动的带与带轮间的微量的相对运动。后果：后果：v2 300 mm895. V带带轮的轮槽设计轮的轮槽设计表表8-11 轮槽截面尺寸轮槽截面尺寸（P161）daddbbdBfehahf901. 带带传动的布传动的布置形式置形式8-5 V带传动的张紧、安装与防护带传动的张紧、安装与防护1 1）开口传动）开口传动2 2）交叉传动）交叉传动3 3）交错传动）交错传动911 1）定）定期张紧期张紧适合水平安装的带传动适合水平安装的带传动2. 带带轮的张紧轮的张紧92适合垂直或接近垂直安装的带传动适合垂直或接近垂直安

7、装的带传动932 2）自）自动张紧动张紧94张紧轮安装位置：张紧轮安装位置：松边内侧，靠近大带轮。松边内侧，靠近大带轮。3） 采用张采用张紧紧轮轮95张张紧轮安装位置：紧轮安装位置：松边外侧，靠近小带轮松边外侧，靠近小带轮96合合理安排松边、紧边的位置理安排松边、紧边的位置97合理布置张合理布置张紧紧轮轮98图示带传动张紧方案的错误图示带传动张紧方案的错误o2o199张紧轮不宜装在紧边张紧轮不宜装在紧边, ,应装于松边内侧应装于松边内侧, ,使带只受单向弯使带只受单向弯曲曲, ,且靠近大轮且靠近大轮, ,防止小带轮包角减小。防止小带轮包角减小。图示带传动张紧方案的错误图示带传动张紧方案的错误o

8、2o11003. V带传动的安装和防护带传动的安装和防护1 1）带轮轴线平行，轮槽对称面重合）带轮轴线平行，轮槽对称面重合2 2）带和带轮的型号匹配）带和带轮的型号匹配3 3）多根带同时更换）多根带同时更换4 4） 加防护罩加防护罩5 5）工）工作温度不超过作温度不超过60606 6） 不要与酸、碱、油接触不要与酸、碱、油接触101102由双速电机与由双速电机与V带传动组成传动装置，靠改变电动机输出转带传动组成传动装置，靠改变电动机输出转速可以得到两种转速速可以得到两种转速300r/min和和600r/min，若电机输出轴功，若电机输出轴功率不变，带传动应按哪种转速设计？为什么？率不变，带传动

9、应按哪种转速设计？为什么？103某带传动装置主动轴扭矩某带传动装置主动轴扭矩T一定，一定，两轮基准直径两轮基准直径d1=100mm，d2=150mm，运转中发生严重打滑，后将带，运转中发生严重打滑，后将带轮直径改为轮直径改为d1=150mm，d2=225mm，带长相应增加，传，带长相应增加，传动正动正常。试常。试分析原因。分析原因。104为了提为了提高生产率高生产率，需要提，需要提高运输带速度，采用把右侧大带高运输带速度，采用把右侧大带轮直径变小而轮直径变小而其它条其它条件不变的办法是否可行？为什么？件不变的办法是否可行？为什么？105已知带轮基准直径已知带轮基准直径d1=d4，d2=d3，两

10、装置中材料、中心距，两装置中材料、中心距、张紧力张紧力、转速等均相同，不考虑离心力的影响，、转速等均相同，不考虑离心力的影响，试分试分析析1）哪哪个装置传递的个装置传递的 最最大有效拉力大？大有效拉力大？2）哪个装置传）哪个装置传递的最大递的最大功率大功率大?n1O2O3O4On1068-1 V带传动的带传动的n1=1450 r/min，带与带轮的当量摩擦系数，带与带轮的当量摩擦系数fv=0.51，包角，包角1=180，预，预紧力紧力F0=360 N。试问。试问（1）该带该带传动所传动所能传递的能传递的最大最大有效拉有效拉力为多少？（力为多少？（2）若）若dd1=100mm，其其传递的传递的最

11、大最大转矩为多少？（转矩为多少？（3）若传递效率为）若传递效率为0.95，弹性，弹性滑动忽略不计，从滑动忽略不计，从动轮动轮最大最大输输出功率为多少出功率为多少？107（2）该带传动能传递的最大转矩）该带传动能传递的最大转矩Tmax为为解：解：mmN 23930mmN21006 .47821decmaxdFT964. 4ee14. 351. 0fN 6 .478N 1964. 41964. 436021e1e20ecffFF（1）该带传动能传递的最大有效力）该带传动能传递的最大有效力Fec为为108（3）该从动轮输出的最大功率）该从动轮输出的最大功率Pmax为为3.45kWkW100095.

12、0588. 76 .4781000ecmaxvFPs/m 588. 7s/m 100060145010014. 31000601d1ndv1098-2 V带传动传递的功率带传动传递的功率P= 7.5 kW，带速，带速v=10 m/s，紧边拉，紧边拉力为松边拉力力为松边拉力2倍，即倍，即F1=F2。试求紧边拉力。试求紧边拉力F1，有效拉力，有效拉力Fe和初拉力和初拉力F0；110N 1125N 250750012210FFF N 750N 105 . 710001000evPF21e212-FFFFF由由得得N 750e2 FFN 1500221 FF111解：解：8-4 有有一带式输送装置，其

13、异步电动机与齿轮减速器之间用一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通普通V带传动，电动机功率带传动，电动机功率P=7 kW ，转，转速速n1=960 r/min，减减速器输入轴的转速速器输入轴的转速n2=330 r/min，允许误差允许误差 5%，运输装，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工置工作时有轻度冲击，两班制工作。试作。试设计此带传动。设计此带传动。112解：解：1）确）确定计算功率定计算功率PcakW 8.4kW 72 . 1AcaPKP表表8-8 工作情况系数工作情况系数KA （P156）1132）选择）选择V带的带型：选带的带型：选B型型图图8-11 普通普通V带选型带选

14、型图（图（P157）1143）确定带）确定带轮的基准直轮的基准直径，验算带速径，验算带速v小动轮基准直小动轮基准直径径mm 1401dd表表8-7 V带轮的最小基准直带轮的最小基准直径（径（P157）带型带型Y ZABCDEddmin205075125200355500小带轮基准直径小带轮基准直径dd1 满足满足a）dd1 ddminb）表）表8-9 普通普通V带轮的基准直径系列（带轮的基准直径系列（P157）115验算带速验算带速v大动大动轮直径轮直径mm 3 .074mm 1403309601d212ddnndm/s 25m/s 7.03s/m10006096014014. 3100060

15、1d1ndv116表表8-9 普通普通V带轮的基准直径系列（带轮的基准直径系列（P157）大带轮基准直径大带轮基准直径dd2圆整为圆整为mm 0042dd117大动轮转速大动轮转速r/min 363min/ r400960140d21d12dndn%5%8 . 1%100330330336%1002dd22nnn验证大动轮转速误差验证大动轮转速误差857. 233696021nni118)(2)(7 . 02d1d02d1dddaddmm 5500amm 5 .1978mm 5504140)-(400mm )400140(2mm55024)-()(222021dd22d1d00daddddaL

16、4）确定带轮的中心距）确定带轮的中心距a和和V带的基准长度带的基准长度Ld初初选中心距选中心距a0计算计算V带带长长Ld0 119V带的基准长度带的基准长度Ld 圆整为圆整为mm 0020dL表表8-2 普通普通V带轮的基准长度及带长修正系数（带轮的基准长度及带长修正系数（P145）1205）验）验算主动轮包角算主动轮包角mm 605mm25 .19782000mm 55020dd0LLaa1204 .1533 .57560140400-1803 .57-1801d2d1add确确定中心距定中心距a及其变动范围及其变动范围mm 530mm 2000015. 0-mm 560015. 0dmin

17、Laamm 620mm 200003. 0mm 56003. 0dmaxLaa1216）确）确定定V带根数带根数rcaPPz 单根单根V带的额定功率带的额定功率PrLKKPPP)(00r122插值计算插值计算：表表8-4 单单根普通根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率P0（P151）kW 096. 20P123表表8-5 单根普通单根普通V带额定功率的增带额定功率的增量量 P0（P153）插值计算插值计算：kW 294. 00P124表表8-6 包包角修正系数角修正系数K （P155）插值计算插值计算： 927. 0K125表表8-2 普通普通V带轮的基准长度及带长修正系数（带轮的基准长度

18、及带长修正系数（P145）98. 0K1266）确定带）确定带的根的根数数圆整取圆整取4根根87. 398. 0927. 0)294. 0096. 2(4 . 8)(00carcaLKKPPPPPz1277）确定带的）确定带的初初拉力拉力N 622N 03. 7170. 0N 03. 74927. 04 . 8)927. 05 . 2(500)5 . 2(50022ca0qvzvKPKF带型带型YZABCDEq/（kg/m） 0.0230.0600.1050.1700.3000.6300.970表表8-3 V带单位长度的质量（带单位长度的质量（P149）1288）计）计算压轴力算压轴力FpN

19、0402N24 .153sin262422sin210pzFF129例：一例：一普通普通V带传动带传动n1=1450 r/min，n2= 400 r/min，dd1=120mm ，中，中心距心距a=600 mm，V带为带为A型，带型，带的根的根数数z=3，工作时有振动，一天运转工作时有振动，一天运转16 h。试求。试求V带能带能传递的传递的功率功率。130解：解：mm 386mm 12022. 31d2d dd6 .1543 .57600120386-1803 .57-1801d2d1addmm 20246004)120386()386120(214. 360024)-()(22221dd22

20、d1ddaddddaL22. 3450145021nnimm 2050dL131AL00)(KKKPPzPL00Arca)(KKPPPKPPz由由得得132带的弹性滑动与打滑的区别带的弹性滑动与打滑的区别 弹性滑动是由于带传动在工作时，两边拉力不弹性滑动是由于带传动在工作时，两边拉力不同，而两边的伸长变形不同，造成带与带轮不能同同，而两边的伸长变形不同，造成带与带轮不能同步转动步转动，带，带与带轮轮缘之间发生相对滑动与带轮轮缘之间发生相对滑动； 打打滑是由于工作载荷过大滑是由于工作载荷过大，带，带传传动所需的动所需的有有效效拉力力拉力力超过了最大超过了最大值而值而引起的。引起的。133保证带传

21、动不打滑的条件和影响因素保证带传动不打滑的条件和影响因素条件是：带所传递的圆周力（即带的实际有效拉力）小条件是：带所传递的圆周力（即带的实际有效拉力）小于带与带轮之间的最大摩擦力（即最大有效拉力）。于带与带轮之间的最大摩擦力（即最大有效拉力）。带的实际有效拉力是带传递的功率和带的线速度的函数；带的实际有效拉力是带传递的功率和带的线速度的函数；最大摩擦力主要取决于摩擦系数、小轮包角和带的初拉最大摩擦力主要取决于摩擦系数、小轮包角和带的初拉力（即张紧力）。力（即张紧力）。134保证带具有一定疲劳寿命的条件和影响因素保证带具有一定疲劳寿命的条件和影响因素条件是：带的最大应力应小于或等于根据带疲劳寿命

22、决条件是：带的最大应力应小于或等于根据带疲劳寿命决定的带的许用拉应力。定的带的许用拉应力。影响因素主要包括：小带轮直径，带的速度，带的长度，影响因素主要包括：小带轮直径，带的速度，带的长度，传动比，包角，带的型号，带的材质和带传递的功率等。传动比，包角，带的型号，带的材质和带传递的功率等。135带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？ 中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏； 当两轮直径一定时，中心距减小，带在小

23、带轮上当两轮直径一定时，中心距减小，带在小带轮上的包角就越小。张紧力一定时，由于包角减小而造成的包角就越小。张紧力一定时，由于包角减小而造成带传动的极限有效拉力减小，传动工作能力下降。带传动的极限有效拉力减小，传动工作能力下降。 传动比较大时，中心距小时将导致小带轮包角过传动比较大时，中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降。小，传动能力下降。136 在带传动中影响能传递的最大有效圆周力的因素有哪在带传动中影响能传递的最大有效圆周力的因素有哪些？其关系如何？些？其关系如何？初拉力，最大圆周力与初拉力成正比；初拉力，最大圆周力与初拉力成正比；包角，最大圆周力随包角增大而增大；包角，最大圆周力随包角增大而增大；摩擦系数，最大圆周力随摩擦系数增大而增大；摩擦系数，最大圆周力随摩擦系数增大而增大；带的材质与结构，圆带小，平带大，带的材质与结构，圆带小，平带大，V带更大；棉帘布与带更大；棉帘布与棉线绳结构的胶带能传递的最大有效圆周力小于同型号化棉线绳结构的胶带能传递的最大有效圆周力小于同型号化学纤维绳结构；学纤维绳结构；带的根数，根数越多，能传递的最大有效圆周力越大。带的根数，根数越多，能传递