大三下-精密机械带传动设计

内容概主要内容带传动的类型、特点和应带传动的工作原带传动的应力计算与主要失效形带传动的类型选择和设计带轮的结构和带传动的张紧 重点内容V带传动的特点和应V带传动的主要失效形式和设计计同步带传动的特点和应用同步带传动的主要失效形式和设计计——精密机械零件常规设计·带传动设计案例导用于输送散装物体的带 机：由电动机驱动，经带传动、圆柱齿 器联轴器到传送带带式机的能力是由传送带的速度和单位长度上所传送物体的质量所决定的。其中传送带的速度取决于电机的转速、带传动的传动比、器的传动比和传送带滚桶的直径；传送带单位长度上所传送物体的质量取决于电机的额定转矩、带传动的工作能力和器的工作能力。——精密机械零件常规设计·带传动设计——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的组成、工作原组成：由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形传动带成工作原理：带在静止时受预拉力的作用，在带与带轮接触力。——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按传动原理摩擦带传靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动V带传动、平带传动、多楔带、圆带啮合带传——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按空间位置带传动的形——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按空间位置分开口传动开口传动是使用的最多的 式，其特点线相互平同可以双向转动。交叉传动与开口传动一样，交叉传动特点是两带轮的反。半交叉传动半交叉传动的两带轮的轴线在空间交错，带张紧轮的传动带张紧轮的传动可以通过张紧轮，增——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状

(6)、同步 (7)、高速——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状分比也较大，轴间距较小，结构紧凑。 ——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状分圆形带圆形带的横截面为圆形，带轮的直径可以作得较——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状分多楔带多楔带材料有橡胶和聚胺脂两种，其形状是，在——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状分同步带证了传动比准确。——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的分按带的形状高带高速带传动属于平带传动的一大，高速带是指带＞／有时～0／或高速轴转1=／i的传00／s高速带传其主要用于离心、 机和磨 的砂轮轴等的增速传，增速为～，有时可达到8。——精密机械零件常规设计·带传动设计带传动的特点及应过载保护功

缺点传动的轮廓尺寸——精密机械零件常规设计·带传动设计第一节动部分的几何关小带轮包大带轮包

1212

2a

aa——精密机械零件常规设计·带传动设计第一节动部分的几何关一般而言，平带传动，1大于150º，V带传动，1大于2L

) 2L a

8

——精密机械零件常规设计·带传动设计其它参数设传动比i不能过大中心距a不能过

Dw2差值不能过大0.7(Dw1Dw2)a2(Dw1Dw2150° 带速v=5~25m/s，传动功率P≤50KW，传动比i≤10， 传动效率=0.90~0.97——精密机械零件常规设计·带传动设计第二节力的分 ——精密机械零件常规设计·带传动设计第二传动过程中力的分从动轮对带的摩擦力Pf的方向与带的运动方向相反。工作前:两边初拉力 工作时:①紧边Po→P1；②松边——精密机械零件常规设计·带传动设计一、预张紧力和,<P1P2=摩擦力总和Pf有效圆周力动带在工动带在工作时的总长度不变紧 拉边有效

增加量——精密机械零件常规设计·带传动设计二、作用力的关根据负载力矩计算出P后，求P1，P2与P的函数关当传动带匀速运转时，作用在轮上的各力平——精密机械零件常规设计·带传动设计二、作用力的关PxPy

dN(PdP)sindPsind (PdP)cosdPcosdfdN ——精密机械零件常规设计·带传动设计二、作用力的关解作用力方程并对d作一阶近似，得dPfd等式两边分P2P10P1

ePPe

柔靭体摩擦 公——精密机械零件常规设计·带传动设计二、作用力的关将

PPe

代入PP1-P2，紧边拉松边拉

P ef界状态 ——精密机械零件常规设计·带传动设计 三、最大有效圆周PPe P=P1-

联立求Pmax=P1(1-1/ePmax=2P0[(ef-1）/(ef最大有效拉力Pmax与下列因素有1、预紧力 Pmax与P0成正2、包角 Pmax随包角的增大而增3、摩擦系数 ——精密机械零件常规设计·带传动设计三、最大有效圆周预紧力带传动的最大有效拉力与预紧力P0、小轮包角1和摩擦系f有关。0a0越带传动的承载能力也越高。P0过大时，会使带的磨损加剧，使 降低，轴和轴承受的径向载荷也增大P0过小，则达不到带传动所需的摩擦力，从而致使带的传——精密机械零件常规设计·带传动设计三、最大有效圆周(2)小轮包角1最大摩擦力Pmax随1的增大而增大。这是因为1越大，带与带轮的接触圆弧越长，接触面上所产生 ——精密机械零件常规设计·带传动设计四、带传动的应力分带是工作在变应力状态下，所以带易发生疲劳破坏。带传动中带的应力分——精密机械零件常规设计·带传动设计四、带传动的应力分传动带在工作时，横截面内产生三种不同的1.拉应松边拉应2.弯曲应力b

1 b为 d——精密机械零件常规设计·带传动设计四、带传动的应力分3.

生离心 由此而生了带将以上三种应力加在一起，可得出带中最大的拉

1b1c——精密机械零件常规设计·带传动设计五、带传动的弹性滑动和打1.带的弹性紧边拉力和带传动的弹性滑动是不可避免——精密机械零件常规设计·带传动设计五、带传动的弹性滑动和打2.弹性滑v1v2d1n1

1d2i

d11n1d1 1n1dn dn ——精密机械零件常规设计·带传动设计五、带传动的弹性滑动和打3.带传动的段段化——带与带轮之间的打滑。这种打滑称之为带传动的失打滑是可以避免的——精密机械零件常规设计·带传动设计五、带传动的弹性滑动和打弹性滑打——精密机械零件常规设计·带传动设计思考 2、打滑

带与带轮间发生的显著的相对

，多发在 带轮上。刚开始打滑时紧边拉力P1与松边拉力P2关系

e 拉力不足， 带运转时易跳动和打 ；初拉

带的磨损加剧、轴受力 ——精密机械零件常规设计·带传动设计第三步带传动一、同步带传动的特点及应综合了带传动和齿轮传动的优无相对滑动，能保证准确的传动比中心距要求严格，安装精度要求 带速v=5 50m/s，传动功率P≤100KW，传动比i≤20，传动效率0.98——精密机械零件常规设计·带传动设计二、基本结构和尺主要参数周节t—相邻两齿对应点沿节线量度的其它参数：齿形角=40，模数m、带长Lp、带宽b，带轮的几何尺寸计算，见表格2.4-4(P112页的齿形角与带轮的齿槽角均为40。——精密机械零件常规设计·带传动设计三、设计计算根周节误差是影响传动性能的主要因齿形误差影响带 为避免传动失效，应，考虑。设计计算的主要内容齿形带的模数、齿数和宽带轮的结构和尺作用在轴上的载——精密机械零件常规设计·带传动设计功率转换要计算功率与传递功率Pj=KsKs为工况系数，按下表选负荷性一天运转时间h负荷平负荷变负荷变动较——精密机械零件常规设计·带传动设计选取模模数m，依照计算功率Pj、小带轮转速n1，按图2.4-11(P113页)选取。如所选值——精密机械零件常规设计·带传动设计选定带轮齿数z1、z2和节圆直径D1、小带轮齿数z1尽可能选多一些，以减小弯曲应力，提高带 z1应满足以下z1zmin•最少齿数zmin，依照小带轮转速n1及模7P114页)选取m，按表大带轮齿数带轮节圆直z2=iz1D1=mz1D2=——精密机械零件常规设计·带传动设计验算带为使齿形带在运转过程中v

当m=1.5~3时，vmax40~50米/秒当m4~5时，vmax35~40米/秒——精密机械零件常规设计·带传动设计检验小带轮的啮合齿数

D2D1代

zn

可得小带轮的啮合齿

1D2D1z 或齿侧表面过快磨损。一般当m2时zn4；m2zn6。——精密机械零件常规设计·带传动设计确定带长Lp和中心距初定中心距初定带长

0.7(D1+D2)<a0L02a0

(DD(D1D2) 按表2.4-2(P111页)查得与L0接近的标准值Lp和带的齿数实际中a

Lp2——精密机械零件常规设计·带传动设计计算转动带带宽为避免传动失效，带宽b按下式计算

qvbKz

Fc

齿形带切应力和压强的验 bsf p

F

0.6mbz t——精密机械零件常规设计·带传动设计t第四节V带传动准。1.V带的结带和大楔角带，目前，窄带用的也较多。普通带——精密机械零件常规设计·带传动设计一、V带的结构和型2.V带的型普通带已经标准化，普通带按其截面尺寸不同，、寸不同，分为、、和S四种，其基本尺寸见下页表格。层的宽度bp，称为节宽，沿中性层量得的环形长度称为基准窄带的基准长度系列见表和表。——精密机械零件常规设计·带传动设计一、V带的结构和型一、V带的结构和型一、V带的结构和型一、V带的结构和型3.V带的标普通带和窄例——精密机械零件常规设计·带传动设计V带传动的失效形式和设计准1.V带传动的主要失效打滑——精密机械零件常规设计·带传动设计V带传动的失效形式和设计准2.V带传动承载能力的设计由于 ——精密机械零件常规设计·带传动设计三、普通V带传动的设计计选择、计算带的根数z；确定结构等。i；以及其他特殊要求等。——精密机械零件常规设计·带传动设计2、设计计算步骤和传动参数的选7921.确定设计功率Pd=KA——精密机械零件常规设计·带传动设计2、设计计算步骤和传动参数的选3确定传不考虑带的弹性滑动时的传动比计算公i 考虑带的弹性滑动时的传动比计算公i d2 1——精密机械零件常规设计·带传动设计2、设计计算步骤和传动参数的选V带的型号选2、设计计算步骤和传动参数的选4.确定带轮的基准直径d1和d2 时，带轮的基准直径d越小，则带的弯曲应力b就越大，大带轮直径d，则带所传递的有效拉力F随之减小，从而可以减少胶带根数z，但带传动外廓尺寸及重量却因之（1）小带轮基准d1许用的普通V带和窄V带带轮的最小基准直dmin从表3.6中选取。所选取的小带轮基准直径（2）大带轮的基准直径d2——精密机械零件常规设计·带传动设计2、设计计算步骤和传动参数的选5.验算带速度v

——精密机械零件常规设计·带传动设计2、设计计算步骤和传动参数的选6.初定轴间距和胶带（）轴间距较小，传动紧凑，但带长较短，单位时间内带绕过小带轮的次数较多，使带的应力变化快而加速了带速度较高时易引起带的颤动。通常先根据经验初选轴间距a0，然后再精确计算。初选时，一般0.7(d1d2)a02(d1d2（2）初定胶带长度当初选的轴间距a0确定后，胶带的初算基准长度Ld0可以按下式计L02a02

(DD)2(D1D2) ——精密机械零件常规设计·带传动设计2、设计计算步骤和传动参数的选7.确定胶带实际长度和实际轴间8.小带轮包角9.确定胶带根数10.确定带的预紧力11.作用在轴上的——精密机械零件常规设计·带传动设计设计计算步已知：P，n1，n2i，传动布置要求（中心距a）,轮：Dmin，结构，尺寸中心距（a）①确定计算功率PjPjKs

Ks—工况系数，表2.4-②选择带型号 查选型——精密机械零件常规设计·带传动设计设计计算步③定带轮最小基准直径（验算带速小轮直径 查带轮最小基准直径DDn2n2验算带速

D1(1VD1n1/601000 由P=Fv可知，传递同样功率P时， v太大

——精密机械零件常规设计·带传动设计设计计算步④求中心距a和带的基准长度初选由a0定计算长

Ld

2a

2(D1

D2

(D

D1)24a按表定相近的基础长度由节线长度Ld求实际中心

aa

Ld2(a0.015L) a(a0.03Ld——精密机械零件常规设计·带传动设计设计计算步 180

60(57.3)

150(120) 不满足措2）加张——精密机械零件常规设计·带传动设计例题解 解：1、计算设计功率由表查得KA=1.1，故PdKA2、选择带Pd=4.4kWn1=1440r/min，查选型图用A型。由表取 1144010010.02309.2 mmnd dn2

450取直径系列值dd2315mm——精密机械零件常规设计·带传动设计例题解4、验算带速

7.54 mv60 60v5～25m/s范围内，带速合适5、确定中心距a和带的基准长度初选中心距a0=450mm，符合带Ld2a0

2dd1dd2

dd12 d 22450

2

4

mm——精密机械零件常规设计·带传动设计例题解由表对A型带选用基准长度Ld=1600mm,计算实际中心A4

dd1dd21600100315 mm B d

mmaA

A2B237

23725778.1 mma460——精密机械零件常规设计·带传动设计例题解6、小带轮包角11

dd

dd1a

153.22包角合适7、确定初拉力

2.5KaKa

qv25002.50.9264.40.10.9264 除此方案之外，可通过同样的分析计算，获得若干种可行方案，经过分析、优化后，从中选择最佳方案。——精密机械零件常规设计·带传动设计3、普通V带带轮的设带轮不是标准件，但带是标准件，所以带轮轮槽的横截面尺寸要符合标准。的结构及其尺寸。—