lxx机械设计第8章_带传动

1、第三篇第三篇机机 械械 传传 动动第八章第八章 带传动带传动第九章第九章 链传动链传动第十章第十章 齿轮传动齿轮传动第十一章第十一章 蜗杆传动蜗杆传动螺纹的类型与特点1 第八章 带传动8-1 概述概述8-2 带传动工作情况的分析带传动工作情况的分析8-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算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8-4 V带轮的设计带轮的设计一、带传动的组成一、带传动的组成8 81概述概述主动轮主动轮1、从动轮、从动轮2、环形带、环形带3.设计：潘存云31n2n12F0F0F0F0二、传动原理二、传动原理 啮合传动啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮

2、间的啮合，当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合， 便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传 动）。动）。 摩擦传动摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力， 便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和 带传动）带传动） 。三、带传动的特点三、带传动的特点结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲减振；结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲减振；摩擦式带传动有摩擦式带传动有弹性滑动弹性滑动和和打滑打滑的现象，传动比不稳定；寿命短。的现象，传动比不稳定；寿命短。四、带传动的类型

3、四、带传动的类型带传动带传动（工作原理）（工作原理）摩擦型带传动摩擦型带传动啮合型带传动啮合型带传动（横截面形状）（横截面形状）平带传动平带传动圆带传动圆带传动V带传动带传动多楔带传动多楔带传动同步带传动同步带传动平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。较大的场合应用较多。在一般机械传动中，应用最广的带传动是带传动，在在一般机械传动中，应用最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。多楔带传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、多楔带

4、传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。圆带传动中传动带的横截面为圆形，结构简单，便于快圆带传动中传动带的横截面为圆形，结构简单，便于快速装拆，但传递的功率较小，常用于低速轻载机械，如仪器、速装拆，但传递的功率较小，常用于低速轻载机械，如仪器、缝纫机等。缝纫机等。五、五、V带的类型与结构带的类

5、型与结构五、五、V带的类型与结构带的类型与结构五、五、V带的类型与结构带的类型与结构五、五、V带的类型与结构带的类型与结构弯曲时保持原长不变的一条周线。弯曲时保持原长不变的一条周线。全部节线构成的面。全部节线构成的面。在在V带轮上，与所配用带轮上，与所配用V带的节面宽带的节面宽度相对应的带轮直径。度相对应的带轮直径。d六、带传动的主要几何参数六、带传动的主要几何参数中心距中心距a: 当传动带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离。当传动带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离。包角包角 : 传动带与带轮接触弧所对应的中心角。传动带与带轮接触弧所对应的中心角。小带轮直径小带轮直径dd1 mm大带

6、轮直径大带轮直径dd2 mm传动带的长度传动带的长度设计：潘存云8-2 带传动工作情况的分析带传动工作情况的分析F0F0F0F0静止时，带两边的初拉力相等：静止时，带两边的初拉力相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等： 为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1 F2 F1 ，紧边F2 松边F1F2F1F2紧边紧边松边松边设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等： F1 F0 = F0 F2 从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2n1n2F0 = (F1 + F2 )

7、/2设计：潘存云一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析取与带轮接触的传动带为分离体，根据力矩平衡条件：取与带轮接触的传动带为分离体，根据力矩平衡条件：Ff = F1 F2 Ff 为传动带工作面上的总摩擦力的大小。为传动带工作面上的总摩擦力的大小。带传动的有效拉力带传动的有效拉力Fe等于传动带工作表面上的总摩擦力等于传动带工作表面上的总摩擦力Ff ：Fe= Ff = F1 F2 F0 = (F1 + F2 )/2联立联立 解得解得两边拉力大小取决于预紧力两边拉力大小取决于预紧力F0和有效拉力和有效拉力Fe。有效拉力有效拉力Fe与带传动所传递的功率与带传动所传递的功率P的关系为的关系为 ：100

8、0vFPe在带速一定的条件下，带传动所传递的功率在带速一定的条件下，带传动所传递的功率P决定了带传动应有的有效拉力决定了带传动应有的有效拉力Fe，也决定了传动带和带轮间应该至少具有的总摩擦力，也决定了传动带和带轮间应该至少具有的总摩擦力Ff ，以及为了获得，以及为了获得这个总摩擦力，传动带应具有的最小的初拉力这个总摩擦力，传动带应具有的最小的初拉力 (F0)min：F0 (F0)minF0 (F0)min 将使传动带因过度磨损而很快松弛；将使传动带因过度磨损而很快松弛；可见，为了保证带传动的正常工作，需要确定满足传递功率要求可见，为了保证带传动的正常工作，需要确定满足传递功率要求的至少具有的总

9、摩擦力和与之对应的最小初拉力。的至少具有的总摩擦力和与之对应的最小初拉力。二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力在最小初拉力在最小初拉力 (F0)min的作用下，带和带轮间能够产生的最大总的作用下，带和带轮间能够产生的最大总摩擦力是带传动即将打滑时的摩擦力，称为临界摩擦力摩擦力是带传动即将打滑时的摩擦力，称为临界摩擦力Ffc或临或临界有效拉力界有效拉力Fec 。fffceceeFFF1111)(2min0),min(21addddoo5 .57)(180121addddoo5 .57)(180122三、带的应力分析三、带的应力分析1.1.拉应力拉应力紧边拉应力：紧

10、边拉应力：MPaAF11MPaAF22松边拉应力：松边拉应力：2.2.离心拉应力离心拉应力离心拉力存在于带的全长范围内离心拉力存在于带的全长范围内 。离心拉应力：离心拉应力： MPaAqvc2213.3.弯曲应力弯曲应力11dbdhE11dbdhE21bb设计：潘存云4.4.应力分布及最大应力应力分布及最大应力max1b22n1n21b1cb11max2最大应力最大应力maxmax出现在紧边与小轮的接触处。出现在紧边与小轮的接触处。离心应力拉应力弯曲应力c 带在运动过程中，带上任意一点的应力都要发生变化，带每巡带在运动过程中，带上任意一点的应力都要发生变化，带每巡行一周，相当于应力变化的一个周

11、期。行一周，相当于应力变化的一个周期。四、带的弹性滑动和打滑四、带的弹性滑动和打滑设计：潘存云F2F2F1F1设设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为变形量为：这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动弹性滑动。 紧边：紧边：松边：松边：AEF11AEF22 F F1 1 F F2 2 1 1 2 2带绕过带绕过主动轮主动轮时，将逐渐缩时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使短并沿轮面滑动，使带速落带速落后于轮速。后于轮速。带经过带经过从动轮从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带带

12、速超前于轮速。速超前于轮速。从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1联立上述公式得：联立上述公式得：带传动的平均传动比：带传动的平均传动比：21nni 在一般的带传动中，滑动率不大，可以忽略不计。在一般的带传动中，滑动率不大，可以忽略不计。定义：定义：为滑动率。为滑动率。总有：总有：v2 v1 大带轮的线速度大带轮的线速度v2 和小带轮的线速度和小带轮的线速度 v1 的关系的关系 %100121vvvsmndvd/100060111smndvd/1000602221122)1 (dddnnd)1 (12dddd传动比：传动比：21nni 12ddddsmndvd/100060111smndvd/100

13、060222带的打滑带的打滑 滑动弧滑动弧 静止弧静止弧 弹性滑动弹性滑动和和打滑打滑是两个完全不同的概念：是两个完全不同的概念：从现象上看，从现象上看，弹性滑动弹性滑动是带在带轮的局部接触弧面上发生的是带在带轮的局部接触弧面上发生的微量相对滑动；微量相对滑动；打滑打滑则是带在带轮的全部接触弧上发生的显则是带在带轮的全部接触弧上发生的显著的相对滑动。著的相对滑动。从本质上看，从本质上看，弹性滑动弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边的是由于带本身的弹性和带传动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，故弹性滑动是故弹性滑动是不

14、可以避免的不可以避免的。打滑打滑是当带传递的工作载荷超是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，故在工作中的相对滑动，故在工作中应该避免应该避免。打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑可以起到打滑可以起到过载保护作用过载保护作用，避免其它零件发生损坏。但应，避免其它零件发生损坏。但应尽快采取措施克服，以免带摩损发热使带损坏。尽快采取措施克服，以免带摩损发热使带损坏。 8 83 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算设计准则设计

15、准则主要失效形式：主要失效形式：打滑和疲劳破坏打滑和疲劳破坏设设 计计 准准 则：则：保证不打滑的条件下，具有一定保证不打滑的条件下，具有一定 的疲劳强度和寿命。的疲劳强度和寿命。V V带的疲劳强度条件为：带的疲劳强度条件为： cb11max 11bc( (一）单根一）单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率P0带在临界打滑状态下的有效拉力带在临界打滑状态下的有效拉力F Fecec为：为：1111F(1)(1)ecfvfvFAee单根单根V V带处于临界打滑状态时所能传递的功率：带处于临界打滑状态时所能传递的功率： 1000)11)(10vAePfvcb特定特定试验条件：包角试验条件：包角1

16、80180、特定带长、平稳的工作载荷。、特定带长、平稳的工作载荷。在特定试验条件下，单根在特定试验条件下，单根V带所能传递的最大功率，带所能传递的最大功率，称为单根称为单根V带的带的基本额定功率基本额定功率。( (二）单根二）单根V V带的额定功率带的额定功率Pr单根单根V V带的额定功率带的额定功率Pr为：为：LarKKPPP)(00带额定功率的增量；时，单根当传动比不等于VP10时的修正系数；当包角不等于180aK数。的特定带长时的修正系当带长不等于试验规定LK( (三）带传动的参数选择三）带传动的参数选择1. 1. 中心距中心距 a)(2)(7 . 021021ddddddadd初选中心

17、距：初选中心距：2. 2. 传动比传动比 i带传动的传动比一般为带传动的传动比一般为 i7，推荐值为，推荐值为 i=25。( (三）带传动的参数选择三）带传动的参数选择3. 3. 带轮的基准直径带轮的基准直径一般情况下，应保证一般情况下，应保证4. 4. 带速带速 v一般推荐一般推荐 v=525 m/s，最高带速，最高带速 vmax300 mm；h2d1b1L斜度斜度1：25dddaBh1V V带轮的轮槽：带轮的轮槽： 设计：潘存云设计：潘存云febdBhfhadddae 80.3 120.3 150.3 190.4 25.50.5 槽槽 型型 Y Z A B Cbd 5.3 8.5 11 1

18、4 19 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 fmin 6 7 9 11.5 16hfmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 min 5 5.5 6 7.5 10 60 - - - - - 80 118 190 315 60 - - - - - 80 118 190 315对应的对应的d dd d3232343436363838 ( ) 表表8-10 轮槽截面尺寸轮槽截面尺寸8 85V带传动的张紧、安装与防护带传动的张紧、安装与防护1. 定期张紧装置定期张紧装置a a调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置滑道式张紧装置摆架式张紧装置摆架式张紧装置a a一、一、V带传动的张紧带传动的张紧2. 自动张紧装置自动张紧装置设计：潘存云自动张紧装置自动张紧装置