第八章带传动ppt课件

1、第三篇 机械传动一一. .传动的重要性：传动的重要性：二二. .机械传动分类：机械传动分类：机械传动机械传动按传动比按传动比是否变化分是否变化分摩擦传动摩擦传动摩擦轮传动摩擦轮传动带传动带传动啮合传动啮合传动直接接触直接接触靠中间件靠中间件齿轮、蜗杆及螺齿轮、蜗杆及螺旋传动旋传动链、同步带传动链、同步带传动定传动比传动定传动比传动变传动比传动变传动比传动有级变速传动有级变速传动无级变速传动无级变速传动按传动按传动方式分方式分直接接触直接接触靠中间件靠中间件1.1.调整速度：减速箱，变速器调整速度：减速箱，变速器2.2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动改变运动形式：回转，摆动，直线运动3.3.

2、传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构4.4.平安，维护，尺寸等需要平安，维护，尺寸等需要( (分别、制动分别、制动) )。 本篇内容：本篇内容： 带传动带传动 链传动链传动 齿轮传动齿轮传动 蜗杆传动蜗杆传动第八章第八章 带传动带传动基本要求：基本要求：1 1熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；2 2了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以比比 较。较。3 3掌握带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑掌握带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑

3、景象；景象；4 4掌握带传动的失效形式、设计准则、普通掌握带传动的失效形式、设计准则、普通V V带传动的设计带传动的设计 方法以及参数选择准则提高带传动承载能力措施；方法以及参数选择准则提高带传动承载能力措施；5 5了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。重重 点：点：1 1带传动的工作原理、特点及其应用带传动的工作原理、特点及其应用 2 2传动的工作情况分析受力分析）、弹性滑动与传动的工作情况分析受力分析）、弹性滑动与打滑现打滑现 象和提高带传动承载能力的措施；象和提高带传动承载能力的措施；3 3带传动的失效形式、设计准则及普通带传动的失效形式、设计准则及

4、普通V V带传动的带传动的设计方设计方 法；法；8-1 8-1 概概 述述一一. .带传动的组成、工作原理及特点：带传动的组成、工作原理及特点：2.2.工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 工作前：带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产工作前：带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产生压力，生压力， 工作时：主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从工作时：主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。动轮转动。1.组成：主动轮组成：主动轮1、从动轮、从动轮2、传动带、传动带33. 3. 带传动的特点：带传动的特点：

5、中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；能缓冲减振，运转平稳无噪音能缓冲减振，运转平稳无噪音适用于高速传动；适用于高速传动；摩擦式传动具有过载保护作用；摩擦式传动具有过载保护作用；不需要润滑，环境易清洁；不需要润滑，环境易清洁；结构简单，维修方便，价格低廉；结构简单，维修方便，价格低廉；结构尺寸大；结构尺寸大；有滑动，传动比不准确；有滑动，传动比不准确；效率较低，寿命较短；效率较低，寿命较短；需张紧，对轴和轴承的压力大；需张紧，对轴和轴承的压力大；4.4.应用范围：应用范围： 主要用于中心距大，对传动比无精确要求的中小功率主要用于中心距大，对传动比无

6、精确要求的中小功率的高速级传动。的高速级传动。7ima10smv/255kwP50按带的截面形状：按带的截面形状：平带平带V带带 承载能力高承载能力高圆带圆带同步带同步带二二. . 带传动的类型：带传动的类型：多楔带多楔带F0F0FNFNFN/2/20fFfFFNf平带：2/sin22sin2:00FFFFVNN带2sinffv002sin2FfFffFFvNffv当量摩擦系数当量摩擦系数类型 平带 V 带 多楔带 同步带 结构 特点 结构最简单、易于制造 传 递 摩 擦力大、传动比大、结构较紧凑 传递功率大、 摩擦力大、 柔性好 传 动 比 准确、轴向压力小；但安装 和 制 造要求高 标准化

7、 已标准化 已标准化 已标准化 应用 场合 传 动 中 心距较大 应用广泛 传递功率较大、结构要求紧凑、变载荷或冲击 较高线速度，可达 50m/s。 带传动的主要类型及应用带传动的主要类型及应用。 交叉传动开口传动 2普通普通V带的标准：带的标准： （1普通普通V带截面尺寸：由小到大的顺序分为带截面尺寸：由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种七种 型号各型号的截面尺寸见型号各型号的截面尺寸见P145表表8-1）。）。1.1.普通普通V V带：带：1 1组成：顶胶、底胶、抗拉体、包布组成：顶胶、底胶、抗拉体、包布 （2V带的基准长度：用带的基准长度：用Ld表示，见表示，见 P146表表

8、8-2。四四. V. V带的类型与结构带的类型与结构 普通普通V带、窄带、窄V带、带、宽宽 V带、大楔角带、大楔角V 带、带、联组联组V带等。带等。% V带的类型：带的类型：普通普通V带的型号和基本尺寸带的型号和基本尺寸普通普通V带分为带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号七种型号比普通比普通V带传递的功率大。带传递的功率大。2.窄窄V带带 窄窄V带按截面尺寸分为带按截面尺寸分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。四种型号。名词解释：名词解释：节宽节宽bp ：带受到弯曲时，顶胶伸长变窄，带受到弯曲时，顶胶伸长变窄，底胶缩短变宽，保持自由状态不变的那个面底胶缩短变宽，保持自由状态不变的那个

9、面称为带的节面，节面的宽度叫节宽，用称为带的节面，节面的宽度叫节宽，用bp表表示。示。轮槽节宽轮槽节宽bp：V带轮的轮槽与配用带轮的轮槽与配用V带节宽相带节宽相 等处的槽宽称为轮槽节宽。等处的槽宽称为轮槽节宽。轮槽基准宽度轮槽基准宽度bd：V带轮轮槽的基准宽度带轮轮槽的基准宽度 等于等于V带轮的轮槽节宽带轮的轮槽节宽V带轮的基准直径带轮的基准直径dd：带轮槽宽尺寸等于带的：带轮槽宽尺寸等于带的 节宽节宽bp处的直径处的直径 8 82 2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析一一. . 带传动中的力分析：带传动中的力分析：F0F0F0F0工作前：带以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力工作前：带

10、以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力F0工作时：由于带与轮的摩擦力工作时：由于带与轮的摩擦力Ff ，形成紧边和松边。，形成紧边和松边。2001FFFF紧边：紧边：F0 F1 松边：松边：F0 F2假设带的总长不变，那么：紧边的伸长量假设带的总长不变，那么：紧边的伸长量=松边的收缩量松边的收缩量又设带的变形量与力的增量成正比，那么：又设带的变形量与力的增量成正比，那么：0212FFF或或1d1d1d1210 :0222OfdddTFFFefFFFF21有效拉力vPFe1000其中：220201eeFFFFFF0212FFFeFFF21NFf取主动轮一端的带为分离体，取主动轮一端的带为分离体，

11、其受力：其受力：F1、F2、N、FfO1Fe是由功率是由功率P外载）外载） 决定的，决定的， P FeFf 是有限的，当是有限的，当F0和和f 一定时，一定时， Ffmax= f N讨论：讨论： 1若若Fe Ffmax ： Fe= Ff ，正常工，正常工作；作； 2若若Fe= Ffmax ： 打滑临界状态；打滑临界状态； 3若若Fe Ffmax ： 打滑。打滑。二二. 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：F1F2FF+dFdNfdNr现以平带为例：研究带在打滑临界条件下的受力情况现以平带为例：研究带在打滑临界条件下的受力情况02sin)(2sindNddFFdF

12、02cos2cosddFFfdNdF 略去高阶微量 ，考虑到d很小，取 、 ，并将两式整理得：2sinddF22sindd12cosdfdFdF0121fddFFFFfeFF21取带的一微段取带的一微段dL，对应的圆心角，对应的圆心角d，其上，其上受力有：受力有：F+dF、F、dN、dFf=f dN柔韧体摩擦的欧拉公式柔韧体摩擦的欧拉公式平衡条件：平衡条件：切向：切向：法向：法向：12120011111122111fecfecfffecffeFFeFFeeeFFFFFee影响带有效拉力承载能力的因素有：影响带有效拉力承载能力的因素有：3 3f f F ec F ec 承载能力承载能力 2 2包

13、角包角F ecF ec 承载能力承载能力 ；1 1） F0F0F ecF ec 承载能力承载能力 。F0 和和 f 越大越大越好吗？越好吗？将式将式 和其它公式联立，并整理得：和其它公式联立，并整理得：feFF21临界有效拉力临界有效拉力或临界摩擦力或临界摩擦力三三. . 带的应力分析：带的应力分析：1.1.拉应力：拉应力：AF11AF22带的截带的截面面积面面积松边松边: :紧边紧边: :2121 FF式中：式中：h h为带的高度为带的高度 E E 为带的弹性模量为带的弹性模量 bdd2.2.弯曲应力：弯曲应力：bdhEd21bb12c1b2bcb11max结论：结论： 1 1带是在变应力作

14、用下工作带是在变应力作用下工作疲劳破坏。疲劳破坏。 2 2最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：maxminabdcc3.3.离心拉应力：离心拉应力：AqvAFcc2cv影响带传动疲劳强度的因素有：影响带传动疲劳强度的因素有：3 3） a aLd Ld 单位内应力循环次数单位内应力循环次数 N N 疲劳强度疲劳强度2 2v vc c 疲劳强度疲劳强度 v v vmax vmax v v（P P）Fe Fe 1 1 疲劳强度疲劳强度 v v vmin vmin1 1） dd1dd1b1b1 疲劳强度疲劳强度 dd1 dd1 ddmin d

15、dmindd1和和a越大越大越好吗？越好吗？cb11max四四. 带传动的弹性滑动与打滑：带传动的弹性滑动与打滑：1.1.弹性滑动的产生机理：弹性滑动的产生机理：B1A1(A)C1 带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹性变形量也不同。性变形量也不同。1） 带的紧边在带的紧边在A1点绕上主动轮时：点绕上主动轮时： 带的受力：带的受力：F1 带的速度：带的速度：v = v1 当带由当带由A1B1运动时：运动时： 带拉力：带拉力：F1F2 减小减小 带的弹性变形量减小带收缩），带的弹性变形量减小带收缩）， 即带一边随带轮前进，一边又向后收即带一边随带轮前进，一边又向后

16、收缩，带的速度：缩，带的速度：v v12从动轮上：正好相反，即：从动轮上：正好相反，即： v v221vvv带即有：即有：B弹性滑动产生的原因：弹性滑动产生的原因：1带具有弹性；带具有弹性； 2紧边、松边有拉力差。紧边、松边有拉力差。留意：弹性滑动是带传动不可避免的固有特性留意：弹性滑动是带传动不可避免的固有特性2.2.带传动的传动比：带传动的传动比：滑动率滑动率从动轮对主动轮速度的相对降低率。从动轮对主动轮速度的相对降低率。12121211nnddvvvdd)1 (1221ddddnni传动比传动比21vvv带由于：由于：弹性滑动弹性滑动由于带的弹性变形和紧边、松边的拉力差而引起的带与由于带

17、的弹性变形和紧边、松边的拉力差而引起的带与 带轮之间的滑动带轮之间的滑动smndvd/100060弹性滑动与打滑：弹性滑动与打滑：1区别；区别；2带来的后果带来的后果 外载荷增加，使得外载荷增加，使得 过载过载eceFF 带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。直至传动失效。可以避免的，也必须避免可以避免的，也必须避免产生的原因产生的原因造成的后果造成的后果打滑的特点打滑的特点打打滑滑A1C1）B1 带传动的打滑带传动的打滑B1A1C13.3.带传动的打滑：带传动的打滑： 1正常工作时：正常工作时：Fe Fec 弹性滑动只在带离开带轮前的弹

18、性滑动只在带离开带轮前的一部分接触弧上发生。一部分接触弧上发生。 动弧动弧B1C1、动角、动角 静弧静弧B1C1、静角、静角2当当FeFec：动角：动角、静角、静角3当当Fe= Fec：动角：动角= 、静角、静角= 0 打打滑失效滑失效 8 83 V3 V带传动的设计计算带传动的设计计算一一. . 设计准则和单根设计准则和单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率1.1.主要失效形式：主要失效形式： 1 1打滑打滑2 2带的疲劳破坏带的疲劳破坏2.2.设计准则设计准则 ：在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强：在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度度 和寿命和寿命3.3.单根带的基本额定功率

19、为：单根带的基本额定功率为：对于对于V带用带用 fv 替代替代 f1不打滑：不打滑：vvffeceAeFF1111112带具有一定的疲劳强度：带具有一定的疲劳强度：11maxcbcb11即：单根带能传递的最大功率为：单根带能传递的最大功率为：10000vFPec vfcbeceAF111最大有效拉力：最大有效拉力： vfcbeAv11100011000)11)(10AvePvfcb既不打滑，又使带具有一定的疲劳强度：既不打滑，又使带具有一定的疲劳强度： 1 .113600vjLcLhd实际工作条件与特定条件不符时，对表中的实际工作条件与特定条件不符时，对表中的P0P0要进行修正要进行修正 LK

20、KPPP000长度系数，长度系数，P142P142表表8-28-2包角系数，P154表8-8，1 、F 0P功率增量，计功率增量，计i对对P0的影响。的影响。查查P149表表8-5b。5.5.实际工作条件下单根普通实际工作条件下单根普通V V带传递的许用功率带传递的许用功率 P0 P0 ： 特定条件下，计算求得不同型号单根普通特定条件下，计算求得不同型号单根普通V带传递的基本额定功带传递的基本额定功率率P0见见P148表表8-5a）特定条件：特定条件：1载荷平稳；载荷平稳； 2包角为包角为1800，即，即 i=1； 3特定带长。特定带长。 LAcaKKPPPKPPz)(00减少带的根数减少带的

21、根数的措施的措施: :1 1适当地增大带轮直径适当地增大带轮直径dd1dd1P0 P0 z z ；2 2适当地增加中心距适当地增加中心距a a 带长带长 KL KL z z ； 包角包角 K K z z 。6.6.实际工作条件下所需普通实际工作条件下所需普通V V带的根数带的根数 ：二、二、V V带传动的设计步骤和方法带传动的设计步骤和方法已知的原始数据：已知的原始数据：P P、n1n1、n2n2i12i12）、传动位置要求及工）、传动位置要求及工 作条件作条件设计的内容：设计的内容： 1 1带：型号、长度带：型号、长度L L、根数、根数z z； 2 2传动中心距传动中心距a a； 3 3带轮

22、：直径带轮：直径db1db1、db2 db2 ，带轮结构设计；，带轮结构设计； 4 4张紧装置设计。张紧装置设计。设计步骤：设计步骤：1.1.确定计算功率：确定计算功率：根据计算功率根据计算功率PcaPca和小带轮转速和小带轮转速n1n1由由P152P152图图8-88-8选取。选取。3.3.确定带轮的基准直径：确定带轮的基准直径：1 1小带轮直径小带轮直径db1db1： 按按V V带的型号查带的型号查P145P145表表8-38-3得得dbmindbmin db1db1 dbmin dbmin 取标准系列值取标准系列值 Pca= KAP与使用工况有关，见与使用工况有关，见P151P151表表

23、8-6 8-6 2.2.选择带的型号：选择带的型号：2 2验算带速：验算带速：smndvd/10006011普通普通V V带：带：smv/255窄窄V V带：带：smv/35512ddidd取标准系列值取标准系列值 1初定初定a0 ：4.4.确定中心距确定中心距a a和带的基准长度和带的基准长度LdLd：2102127 . 0ddddddadd3 3大带轮直径大带轮直径db2 db2 ：2确定确定 Ld ：3确定实际中心距确定实际中心距a ：02121204)()(22addddaLddddd标准化标准化P142P142表表8-28-2得：得：Ld Ld mmLLaadd20假设：假设：1v

24、vmax，那么：，那么：c应使应使dd1 2v vmin，那么：，那么：Fe（P一定）一定）应使应使dd1 考虑到安装调整及补偿考虑到安装调整及补偿F0F0的需要，应使：的需要，应使：ddLaaLaa03. 0015. 0maxmin5.5.验算包角验算包角1 1：6.6.带的根数：带的根数：10)(00LAKKPPPKz10z主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。1203 .571802180012001adddd7.7.预紧力预紧力F0F0： 太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴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

25、张紧力由下式确定：的压力也大。合适的张紧力由下式确定：2015 . 2500qvKzvPFc）（GP155T8-9为后面轴、轴承的计算打基础为后面轴、轴承的计算打基础9.9.带轮的结构设计：带轮的结构设计：10.10.合理的张紧：合理的张紧：2sin210FFp8.8.对轴的压力对轴的压力Fp:Fp:准确：准确：21FFFpFpFp8-4 8-4 带轮的结构设计及带传动的张紧带轮的结构设计及带传动的张紧一一. .带轮的结构设计：带轮的结构设计：1.1.设计要求：设计要求：1质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验；质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验；2工艺性好；工艺性好；3无大的

26、铸造应力；无大的铸造应力；4轮槽的粗糙度不高于轮槽的粗糙度不高于3.2，以减少磨损；，以减少磨损；5多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。2.2.带轮的材料：带轮的材料：HT200HT200、HT250HT250；高速：铸钢；高速：铸钢；小功率：非金属、铸铝小功率：非金属、铸铝3.3.带轮的结构：带轮的结构： 实心、腹板、孔板和轮辐式的，各部分的结构和尺寸见实心、腹板、孔板和轮辐式的，各部分的结构和尺寸见教材或手册。教材或手册。带轮的结构带轮的结构盘式实心式）盘式实心式）腹板式腹板式孔板式孔板式轮辐式轮辐式带轮轮槽尺寸见带轮轮槽尺寸

27、见P157P157表表8-108-10，结构尺寸，结构尺寸P158(P158(图图8-12)8-12)二二. .带轮的涨紧：带轮的涨紧：%自己看自己看%P182P182例例题题设 计 例 题设 计 例 题例：试设计一鼓风机用普通例：试设计一鼓风机用普通V V带传动。知：动力机为带传动。知：动力机为Y Y系系 列三相异步电机，功率列三相异步电机，功率P=7.5kWP=7.5kW，转速，转速n1=1440rpmn1=1440rpm， 鼓风机转速鼓风机转速n2=630rpmn2=630rpm，每天工作，每天工作1616小时，希望中心距小时，希望中心距 不超过不超过700mm700mm。解：解：1.1

28、.计算功率：计算功率： Pc =KAP=1.2Pc =KAP=1.27.5=9kW7.5=9kW2.2.选择带的型号：选择带的型号： 由由P152P152图图8-88-8选择选择A A型型3.3.带轮直径表带轮直径表8-38-3和和8-78-7）取取mmdd)140(1251smndvd/)55.10(42. 910006011取取)320(5 .2871212dddnndmin/)640(86.6422rn mmdd3152802转速误差：转速误差：)16. 0(02. 0222nnn4.4.确定带长：确定带长：)2125(20444)(2)(20212120mmaddddaLddddd由由

29、P142P142表表8-28-2取取 Ld = 2000(2000)mmLd = 2000(2000)mm实际中心距：实际中心距：mmLLaadd)5 .637(678)(2105.5.小带轮包角：小带轮包角：)30.164(9 .1663 .571802180012001adddd6.6.带的根数：带的根数：LcKKPPPz)(00)(2)(7 . 021021ddddddadd由：初定：初定：a0=700 mmP148P148表表8-5a8-5a，Po=1.93(2.27)Po=1.93(2.27)；)955.0(96.0KP154P154表表8-8 8-8 P142P142表表8-28-

30、203. 1LK16. 00P由由P149P149表表8-5b8-5b查出查出)75.3(33.4)(00LcKKPPPz7.7.对轴的压力：对轴的压力：)184(16215 .250020NqvKzvPFc张紧力：张紧力：最终取最终取z =5(4)z =5(4)根根轴上载荷：轴上载荷：)1458(16092sin210NzFFQ8.8.结构设计：结构设计：带传动实验安排：带传动实验安排：时间：时间： 机机031031：本周三上午：本周三上午 单号：单号：8 8：00009 9：0000 双号：双号：9 9：00001010：0000 机机032032：本周三下午：本周三下午 单号：单号：2 2：10103 3：10 10 双号：双号：3 3：10104 4：1010 机机0330