机械设计第2章带传动课件

1、教学基本要求教学基本要求 1了解带传动的类型、特点及应用2了解V带与带轮的材料、结构及标准3掌握带传动受力分析及应力分析，掌握弹性滑动与打滑的理论4掌握带传动的失效形式及设计准则，并掌握V带传动的设计方法5了解带传动的张紧与维护 重点与难点重点与难点 1带传动的受力及应力分析、弹性滑动与打滑 2带传动的失效形式、设计准则及V带传动的设计方法第2章 带传动2.1 概述概述带传动一般是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动带的传动过程：主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮的摩擦211 带传动的类型带传动的类型V带传动同步带传动多楔带传动平型带传动圆型带传动一、带传动的分类一、

2、带传动的分类F FN N = F= FQ QV V带传力大带传力大 F F = fF= fFN N = fF= fFQ Qf ff fv v平带：平带：V V带：带：F FQ QF FN NF FN N2 2 2 2 Q QN NF FF F=2 22 2 sin2sin2 QNFF QvQQNFfFffFfFF22sinsin2 fFfFQ Qf fv vF FQ Q结论：结论：1.1.开口传动开口传动二、带传动的形式二、带传动的形式2.2.交叉传动交叉传动3.3.半交叉传动半交叉传动平带平带两轮两轮同向同向转动转动两轴空间交错两轴空间交错带磨损快带磨损快两轮两轮反向反向转动转动 传动平稳,

3、噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压力大。特点：应用： 常应用于传动比不要求准确、功率P100kW、v=525m/s、传动比i7以及有过载保护的场合。212 带传动的特点及应用带传动的特点及应用2.2 V带和带轮的结构22 1 V带类型与标准带类型与标准V带型号：带型号：Y、Z、A、B、C、D、E小大节线节线带弯曲时长度不变的周线，带弯曲时长度不变的周线，节面节面全部节线组成的面全部节线组成的面节宽节宽bp 节面的宽度节面的宽度普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：A1400 GB

4、1154489国标代号基准长度v带型号1.V带轮槽尺寸标准当v25m/s时，用HT150；当v=2530m/s时用HT200；当2545m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可用铸铝或塑料.2. 带轮的材料222 V带轮带轮S型-实心带轮P型-腹板带轮H型-孔板带轮E型-椭圆轮辐带3.带轮的结构1、带长3 .57180121addddacosadd1dd2223带传动的几何计算 cos2)(2)(1221addddLddddaddddadddd4)()(22212212、小带轮包角F FO O由预紧产生的拉力由预紧产生的拉力1.1.受力特点受力特点单位：单位：F(N)F(N)； v (m/s

5、)v (m/s)； P(KW)P(KW)F F1 1F FO O = F= FO OF F2 2正常工作时：正常工作时：F = F = 带与带轮间摩擦力的总和带与带轮间摩擦力的总和FfFfF = FF = F1 1F F2 2 有效拉力（圆周力）有效拉力（圆周力）上边：上边：F FO O F F2 2下边：下边：F FO O F F1 1拉力差拉力差2 20 01 1F FF FF F+=2 20 02 2F FF FF F=10001000v vF FP P =2.3.1 受力分析23带传动的理论基础带传动的理论基础带与带轮带与带轮即将打滑即将打滑时：时：2.2.欧拉公式欧拉公式对于对于V

6、V带以带以f fv v代替代替f f1 1小带轮的包角小带轮的包角1 1，单位：，单位：radrad欧拉公式欧拉公式121feFF112110maxffeeFF232带传动的最大有效拉力及其影响因素带传动的最大有效拉力及其影响因素1 F0， F0 Fmax 但但F F0 0过大过大对轴及轴承的压力对轴及轴承的压力；磨损寿命 F0 FfFf 带不易运转带不易运转, ,跳动打滑跳动打滑2 ， Fmax 一般min120 3 f f，f f Fmax f(fv)f(fv)随结构、材料而定随结构、材料而定结论：结论：233 带的应力分析带的应力分析1.1.由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力2 21

7、1 A AF F1 11 1= A AF F2 22 2= 从从主主带绕过带绕过2 21 1 1 12 2 当当v v 一定时，一定时，F Fc c、c c一定，并作用于带的全长一定，并作用于带的全长q q 单位长度上的质量单位长度上的质量 kN/mkN/m2.2.由离心力产生的拉应力由离心力产生的拉应力结论：结论：F Fc c= = q v q v 2 2A Av vq qA AF Fc cc c2 2 = 为避免为避免c c过大，则过大，则 v 25v 2530m/s30m/s弯曲应力之发生在带与带轮的弯曲应力之发生在带与带轮的圆弧接触部分，且圆弧接触部分，且b1b1b2b23.3.弯曲应

8、力弯曲应力d dd d 中性层中性层d dd d 基准直径（计算直径）基准直径（计算直径） （槽轮基准宽度（槽轮基准宽度b bd d处处带轮带轮的直径）的直径）dbdEyE2结论：结论：受 拉 力中 性 轴受 压 力bMhMMoyMyoh(b)(a)z4.4.总应力总应力带受交变应力的作用带受交变应力的作用max= =1 1+ +c c+ +b1b1maxmax发生在紧边绕入小带轮处发生在紧边绕入小带轮处总结论：总结论：1.1.弹性滑动弹性滑动（v 相等）相等） 拉力降拉力降A A重合重合带带轮轮A A1 1B BB B1 1带回缩带回缩 ABABA A1 1B B1 1即即：v v1同理在从

9、动轮一边有：同理在从动轮一边有： v2 2v微量相对滑动微量相对滑动 （弹性滑动弹性滑动）234 带传动的弹性滑动、打滑和滑动率带传动的弹性滑动、打滑和滑动率21121122112211121)1 (1dddddddddnnndndndndndvvv3.3.打滑（带与轮间的显著相对滑动）打滑（带与轮间的显著相对滑动）原因：过载原因：过载后果：带严重磨损，不能正常工作后果：带严重磨损，不能正常工作2.2.弹性滑动对传动比的影响弹性滑动对传动比的影响滑动率滑动率= 0.01= 0.010.020.02）1(1221ddddnni24 V带传动设计一、失效形式：打滑、疲劳破坏一、失效形式：打滑、疲劳

10、破坏二、设计准则：不打滑、有足够二、设计准则：不打滑、有足够的疲劳强度和使用寿命的疲劳强度和使用寿命241带传动的失效形式和设计准则三、 单根V带能传递的功率12FeF+=11maxcbmax0111( ) 110001000cbFvPAve 疲劳强度条件不打滑条件max1111(1)(1)vFFAee 单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。实验条件：传动比i=1、包角180、特定长度、平稳的工作载荷。在在使用条件不同时，条件不同时，i1i1、 180 180 或实际带长不或实际带长不等于特定带长，需修正。等于特定带长，需修正。242 V带传动的设计计算带传动的设计计算设计的

11、已知条件已知条件为：传动的工作情况，功率P，转速n1、n2（或传动比i），以及空间尺寸要求。设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准直径，画出带轮零件图等。1.确定计算功率确定计算功率PKPAC式中：P传递的名义功率（如电动机的额定功率，KW）；AK工作情况系数工作情况系数KA工作情况KA软启动硬启动每天工作小时数/h1010161610101616载荷变动微小离心式水泵和压缩机、轻型输送机等1.01.11.21.11.21.3载荷变动小压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、木工机械等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、起重机、冲剪机床、

12、纺织机械、橡胶机械、重载输送机、磨粉机等1.21.31.41.41.51.6载荷变动大破碎机、摩碎机等1.31.41.51.51.61.82 .选择选择V带的型号带的型号 根据计算功率Pc和主动轮（通常是小带轮）转速n1 由右图选择V带型号。 当所选取得结果在两种型号的分界线附近，可以两种型号同时计算，最后从中选择较好的方案。点击小图看大图3.确定带轮基准直径及验算带速确定带轮基准直径及验算带速 带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径dd1ddmin，ddmin 的值查表2-4。忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1n1/n2, dd1、dd

13、2宜取标准值。离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑。 带速不宜过高，否则单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命。 带速不宜过低，否则当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多。smvsmndvd/255/10006011验算带速()()021212004-+2+2=addddaLdddd初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L04.初定中心距初定中心距a和基准带长和基准带长Ld ()21021+2)+(7 . 0ddddddadd按下式初步确定中心距a0 根据初选长度L0，由表选取与其相近的基准长表选取与其相近的基准长度度Ld作为所选带的长度，然后就可以计算出a，即 2

14、00LLaad5.确定中心距确定中心距a和基准带长和基准带长Ld并验算小带轮包角并验算小带轮包角 验算小带轮包角: 3 .57180121adddd 一般要求 ，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。 011206.确定确定V带根数带根数ZLCCkkPPPPPz)(000 带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。7.单根单根V带的初拉力带的初拉力F0 由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5倍 20) 15 . 2(500qvkvzPFC8. 带传动作用在带轮轴上的压力带传动作用在带轮轴上的压力FQ 2sin210zFFQ25带传动的张紧与维护带传动的张紧与维护根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；1、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、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。1、定期张紧装置一、带传动的张紧2、张紧的方式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