带传动机构设计

1、带传动机构设计带传动机构设计 任务一任务一 解释普通解释普通V带楔角和带轮轮槽槽角不同的原因带楔角和带轮轮槽槽角不同的原因 任务二任务二 带传动失效形式和设计准则的确定带传动失效形式和设计准则的确定 任务三任务三 V带传动的设计计算带传动的设计计算 任务四任务四 同步带的设计计算同步带的设计计算 带传动机构设计带传动机构设计任务一任务一 解释普通解释普通V带楔角和带轮轮槽槽角不同的原因带楔角和带轮轮槽槽角不同的原因 【任务描述任务描述】 普通V带的楔角=40，与之相配合的V带轮的槽角却有32、34、36、38等数值，试说明其原因。【相关知识相关知识】 一、带传动的工作原理一、带传动的工作原理2

2、、工作原理：摩擦带传动靠带和带轮之间的摩擦力传递运动 啮合带传动靠带和带轮上的带齿与齿槽之间的啮 合传递运动和动力。1、组成：主动带轮、从动带轮、中间挠性件-带、机架二、带传动的类型二、带传动的类型1、按传动原理分：（1）摩擦带传动 （2）啮合带传动2、按用途分 ： （1）传动带 （2）输送带3、按带的截面形状分 ： （1）平带 （2）V带 （3）圆带 （4）多楔带 （5）同步齿形带三、带传动的特点和应用三、带传动的特点和应用1、带传动的特点（1）带是挠性体，具有弹性，能缓冲吸振，传动平稳，噪声小。（2）适用于中心距较大的传动。（3）过载时将引起带和带轮间的打滑，可防止其他零件的损坏。（4）结

3、构简单，成本低廉，制造、安装和维护比较方便。 （5）传动的外廓尺寸较大（6）工作时存在弹性滑动，不能保证准确的传动比。（7）带的寿命较短，一般为20003000小时。（8）传动效率较低，一般平带传动为0.96，V传动为0.95（9）不宜在高温、油污、灰尘及易燃、易爆场合下工作。缺点2、应用 带传动适用于要求传动平稳，对传动比无严格要求，中小功率的远距离传动。目前V带传动应用最广，一般带速v=525m/s，传动比i7，传动功率P100kW 。三、传动的传动形式三、传动的传动形式 （a）开口传动 （b）交叉传动 （c）半交叉传动 （d）相交轴传动 四、普通四、普通V带的结构和尺寸标准带的结构和尺寸

4、标准V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等几种类型 普通V带结构： （1）包布层 （2）顶胶 （3）底胶 （4）抗拉体 抗拉体的结构形式有帘布结构和线绳结构 普通V带型号：、Z、A、B、C、D、E七种型号。中性层 ：V带绕在带轮上产生弯曲，外层受拉伸变长，内层受压缩 变短，两层之间长度不变的一层称为中性层。 节宽：节面的宽度， 用bp表示。基准直径：V带装在带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径称为基准 直径，用dd表示 。V带轮的最小基准直径和基准直径系列表基准长度：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V带的基准长度，用Ld表示 普通V带的基准长度系列和带长修

5、正系数KL 五、窄五、窄V带的结构带的结构 h/bp=0.9 窄V带截面尺寸分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号 当窄V带带高与普通V带相同时，其带宽较普通V带约小1/3，而承载能力可提高1.5 2.5倍，因此适用于传递大功率且传动装置要求紧凑的场合。 六、六、V带的标记带的标记 带型、基准长度和标准号组成 示例：A1400 GB1154489 表示A型普通V带，基准长度为 1400mm 。 SPA1250 GB1273091 表示SPA型窄V带，基准长 度为1250mm。 七、普通七、普通V带轮的结构带轮的结构1、带轮的材料 v25m/s时：HT150； v=2530m/s时：HT20

6、0 v2545m/s时：球墨铸铁、铸钢或锻钢 小功率传动时带轮也可采用铸铝或塑料等材料。2、带轮的结构 轮缘、轮辐、轮毂三部分组成 实心式、腹板式、孔板式、轮辐式带轮结构 轮槽角八、带传动的几何参数八、带传动的几何参数 1、中心距a：当带处于规定张紧力时，两带轮轴线间的距离。 2、带轮直径d：在V带传动中，指带轮的基准直径，用dd表示带 轮的基准直径。 3、带长L：对V带传动，指带的基准长度。用Ld表示带的基准长 度。 4、包角：带与带轮接触弧所对的中心角。adddda4)()(22212213 .5718012add L【任务实施任务实施】 由于带绕在带轮上以后，顶胶长度要伸长，顶宽b缩短；

7、底胶长度缩短，底宽加大，致使带绕到带轮上后，实际楔角变小。为了保证V带和带轮的紧密接触，与之相配合的带轮的槽角必须小于40。并且带轮的直径越大，带的弯曲变形越小，实际楔角减小越少，带轮的槽角就应该越大。所以随着带轮基准直径的变化，带轮槽角又有32、34、36和38之分。任务二任务二 带传动失效形式和设计准则的确定带传动失效形式和设计准则的确定【任务描述任务描述】 通过对带传动的受力分析和应力分析确定带传动的失效形式和设计准则。【相关知识相关知识】一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析 （a） 不工作时 （b） 工作时 不工作时，带的两边具有相等的初拉力F0。 带工作时：紧边拉力为F1，松边拉

8、力为F2，并且F1-F0= F0-F2 )(21210FFF圆周力F：带紧边和松边的拉力差应等于带与带轮接触面上产生 的摩擦力的总和，称为带传动的有效拉力，也就是带 所传递的圆周力F 12fFFFF传递功率P ：1000FvP 打滑 ：若带所需传递的圆周力超过摩擦力的极限值时，带与带 轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑 柔韧体摩擦的欧拉方程：feFF210121ffeFFe影响带所传递的圆周力F 的因素：（1）初拉力F0 （2）摩擦系数f （3）包角 带传动不打滑条件下所能传递的最大圆周力为 ：max111fFFe二、带传动的运动分析二、带传动的运动分析 弹性滑动：由于材料的弹性变形和带

9、的紧边、松边存在拉力 差而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。 弹性滑动率：从动轮的圆周速度v2总是小于主动轮的圆周速度 v1。其速度的降低率称为弹性滑动率 。12112222111111vvd nd nd nvd nd n 带传动的传动比： 1221(1)ndind从动轮的转速 ：1122(1)n dnd注意：打滑和弹性滑动的区别注意：打滑和弹性滑动的区别三、带的应力分析三、带的应力分析 最大应力位于紧边与小轮的接触处。最大应力的计算公式为 11maxbc【任务实施任务实施】通过对带传动的受力分析和应力分析可知：1、主要失效形式（1）打滑当传递的圆周力F超过了带与带轮接触面之间摩擦力总和的极

10、限时，发生过载打滑，使传动失效。（2）疲劳破坏传动带在变应力的反复作用下，发生裂纹、脱层、松散、直至断裂。2、设计准则保证带传动不发生打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。任务三任务三 V带传动的设计计算带传动的设计计算 【任务描述任务描述】 设计某机床上电动机与主轴箱的V带传动。已知：电动机额定功率P =7.5KW, 转速n1=1440r/min, 传动比i12=2, 中心距a为800mm左右，三班制工作，开式传动。【相关知识相关知识】一、一、V带传动的设计步骤带传动的设计步骤已知条件：传动的用途和工作情况；传递的功率P；主动轮、从动 轮的转速n1、n2（或传动比i）；传动位置要求和外廓

11、尺寸要求；原动机类型等。 设计内容：确定带的型号、长度和根数，带轮的尺寸、结构和材 料，传动的中心距，带的初拉力和压轴力，张紧和防护 设计步骤：1、确定计算功率 PC=KAP KA：工作情况系数，其数值可查表2-6-5 表2-6-5 工作情况系数KA 2、选定V带的型号 根据计算功率PC和小轮转速n1，按图2-6-11选择普通V带的型号，根据图2-6-12选择窄V带型号 普通V带选型图 窄V带选型图3、确定带轮基准直径dd1、dd2 小带轮基准直径：dd1dmin，以减小带内的弯曲应力。大带轮的基准直径： 11212dddiddnnd注意： dd1、dd2 的数值都应符合带轮的基准直径系列。4

12、、验算带速v10006011ndvd 带速v应在525m/s的范围内，其中以1020m/s为宜，若v25m/s，则因带绕过带轮时离心力过大，使带与带轮之间的压紧力减小，摩擦力降低而使传动能力下降，而且离心力过大降低了带的疲劳强度和寿命。而当v5m/s时，在传递相同功率时带所传递的圆周力增大，使带的根数增加。 5、确定中心距a和基准长度Ld 传动中心距小则结构紧凑，但小带轮上的包角较小，传动时容易打滑，另外单位时间内带绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命。中心距增大，将有利于增大包角，但太大则使结构外廓尺寸大，还会因载荷变化引起带的颤动，从而降低其工作能力。 初选中心距a0 )(2)(7

13、. 021021ddddddadd初定的V带基准长度 ：22100120()2()24ddddddLadda注意：根据初定的根据初定的L0，由表，由表2-6-3选取相近的基准长度选取相近的基准长度Ld 实际中心距 a:200LLaad中心距的调整范围：amax=a +0.03Ld amin =a0.015Ld6、验算小轮包角13 .57180121adddd 一般要求120，否则可加大中心距或增设张紧轮 。7、确定带的根数zLcKKPPPz)(00 P0为单根V带的基本额定功率（查表2-6-6和2-6-7），KW；P0为i1时的单根普通V带额定功率的增量（查表2-6-8），KW；KL为带长修正

14、系数，考虑带长不等于特定长度时对传动能力的影响（表2-6-3）；K为包角修正系数，考虑1180时，传动能力有所下降（表2-6-9）。特定情况下单根V带的基本额定功率P0特定情况下单根窄V带的基本额定功率P0单根普通V带额定功率的增量P0 包角修正系数K 8、确定单根V带初拉力F020) 15 . 2(500qvKzvPFc219、确定作用在带轮轴上的压力FQ FQ=2zF0sin 10、定带轮结构，画出带轮零件图11、写出普通V带的标记 二、带传动的张紧、安装及维护二、带传动的张紧、安装及维护1、带传动的张紧与调整新装的带 G = (1.5F0+F0)/16 运转后的带 G = (1.3F0+

15、F0)/16最小极限值 G = (F0+F0)/16 张紧方法： （1）调整中心距定期张紧自动张紧（2）使用张紧轮 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。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。 2、带传动的安装与维护（2）套装带时不得强行撬入 （3）多根V带传动时，为避免各根V带载荷分布不均，带的配组公 差（请参阅有关手册）应在规定的范围内。（4）对带传动应定期检查及时调整，发现损坏的V带应及时更 换，新旧带、普通V带和窄V带、不同规格的V带均不能混合 使用。（5）带传动装置必须安装安全防护罩。这样既可防止绞伤人， 又可以防止灰尘、油及其

16、它杂物飞溅到带上影响传动 （1）平行轴传动时各带轮的轴线必须保持规定的平行度 【任务实施任务实施】 （略）任务四任务四 同步带的设计计算同步带的设计计算 【任务描述任务描述】 设计一液体搅拌机的同步带传动。已知该设备由额定功率P=2.2KW、转速n1=1430r/min的鼠笼式电动机驱动，液体搅拌机转速n2=430r/min，中心距a为500mm左右，每日三班制工作，中心距可调。 【相关知识相关知识】 一、同步带传动的特点和应用一、同步带传动的特点和应用1、特点：传动比恒定、不打滑、效率高、初张力小、对轴及轴承的压力小、速度及功率范围广、不需润滑、耐油、耐磨损以及允许采用较小的带轮直径、较短的

17、轴间距、较大的速比，传动系统结构紧凑的特点 。2、应用：带速 v50 m/s；功率P100KW；速比i10；效率= 0.92 0.98；工作温度20 80。二、同步带的参数、类型和规格二、同步带的参数、类型和规格1、同步带的参数（1）节距Pb与基本长度Lp节距：在规定张紧力下，同步带相邻两齿对称中心线的距离，称 为节距。 基本长度：同步带工作时保持原长度不变的周线称为节线，节线长 度Lp为基本长度（公称长度） 二者之间的关系：Lp =Pb z （2）模数m m=Pb/ 2、同步带的类型和规格 梯形齿 圆弧齿 梯形齿同步带 圆弧齿同步带 单面齿同步带 双面 齿同步带对称齿双面交错齿双面标记：标准

18、同步带-型号、节线长度代号、宽度代号和国标号 模数制梯形齿同步带-模数齿数宽度 三、同步带轮三、同步带轮1、同步带轮的材料及轮辐、轮毂结构和V带轮相同。2、同步带轮轮齿形状有渐开线齿廓和直边齿廓两种。 3、周节制同步齿形带轮的宽度如表2-6-11所示，直径如表2-6-13所 示。4、周节制同步带轮标记由带轮齿数、带型号、轮宽代号和标准代 号组成。 周节制梯形齿同步齿形带的齿形与带宽 周节制梯形齿同步齿形带带轮的宽度 四、同步带传动设计四、同步带传动设计已知条件：传动功率；小带轮和大带轮转速；传动用途、载荷性质、外廓尺寸、原动机种类以及工作制度等 1、确定计算功率Pc Pc=KAP 工作情况系数KA2、选择带型：根据计算功率Pc和n1由图2-6-23选