(整理)带传动的工作原理及特点

精品文档精品文档精品文档精品文档第八章带传动8.1概述8.1.1带传动的工作原理及特点.传动原理——以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力.优点：1）有过载保护作用2）有缓冲吸振作用3）运行平稳无噪音4）适于远距离传动（ ））制造、安装精度要求不高缺点：）有弹性滑动使传动比不恒定）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大3）结构尺寸较大、不紧凑4）打滑，使带寿命较短5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。8.1.2主要类型与应用平型带传动一一最简单，适合于中心距较大的情况带传动一一三角带平多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合平同步带传动——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。8.1.3带传动的形式、1开口传动——两轴平行、双向、同旋向、2交叉传动——两轴平行、双向、反旋向、半3交叉传动——交错轴、单向.带传动的优点：①适用于中心距较大的；②传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是带没有接头，传动较平稳，噪声小；③过载时带在带轮上打滑，可以防止其它器件损坏；④结构简单，制造和维护方便，成本低。.带传动的缺点：①传动的外廓尺寸较大；②由于需要张紧，使轴上受力较大；③工作中有弹性滑动，不能准确地保持主动轴和从动轴的转速比关系；④带的寿命短；⑤传动效率降低；⑥带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。带和带轮的结构

带有普通带、窄带、宽带、大楔角带、联组带、齿形带、汽车带等多种类型，其中普通带应用最广。带及其标准如图所示包布帘布芯结构 绳芯结构包布帘布芯结构 绳芯结构工作时两两边拉力变化：摩擦力总和有效=圆周力工作时两两边拉力变化：摩擦力总和有效=圆周力图13-13V带的结构带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成带轮结构1、组成部分：轮缘、轮辐、轮毂2、结构形式：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式3材料：灰铸铁I、 常用）、铸钢、焊接钢板（高速）、铸铝、塑料（小功率）普通带轮轮缘的截面图及其各部尺寸见表带传动的工作情况分析带传动的受力分析工作前两边初拉力①紧力一；②松边一所以紧边拉力松边拉力所以带传动的最大有效圆周拉力及其影响

当带有打滑趋势时：摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。松紧边拉力和 的关系Fi=efanF=Fef以F 122柔勒体的欧拉公式一包角（）一般为小轮包角D—Da工180。————ix60。（57.3）1a带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时））efa)

丁)1—

efa)

丁)F=2F( )=2F(——ec0efa+1 0i+efa影响因素分析:1.F的.包角影响因素分析:1.F的.包角3.foC适当包角越大承载能力越好:越大，越大8.3.3工作应力分析qV2

gA带传动的应力分析离心应力 c拉应力(紧边o=F/A<ii［松边o=F/A223.弯曲应力cb应力分布图最大应力为：c ccc8.3.4弹性滑动与打滑因为带是弹性体，受到拉力后要产生弹性变形。设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则紧边和松边的单位伸长量分别为由于带在工作时，带两边的拉力不同， ，因而8£。1的 1的绕过从动轮时，作用在带上的拉力又由增大到，带的弹性变形也逐渐增大，带将逐的1渐伸长，也会沿轮面滑动，使带一边随从动轮绕进，一边又相对于从动轮向前伸长，故带的速度高于从动轮的速度。轮缘的箭头表示主、从动轮相对于带的滑动方向。的这种由于带的弹性变形而引起的带在带轮上的滑动称为弹性滑动。注意带的弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以是带传动工作时的固有特性，是不可避免的。而打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。8.4带传动的设计计算8.4.1失效形式与设计准则失效形式 ）1打滑；2）带的疲劳破坏另外：磨损静态拉断等设计准则:保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命单根三角胶带的功率一由疲劳强度条件：O<Q]-Q-Q1 b1c传递极限圆周力：传递的临界功率：单根三角带在不打滑的前提下所能传递的F=F(1-—)=oA(1--L-)ec1 efva 1 efvaTP=([o]-o-o)A(1-——)•—

0 b1 c efva1000FV 1VP= =oA(1-一)• (kw)1000 1efva1000功率为：普通带传动的设计步骤和方法设计带传动时，一般已知条件是：传动的工作情况，传递的功率P，两轮的转速、1或传动比，以及空间尺寸要求等。具体的设计内容有：确定带的型号、长度和根数。，2传动中心距及带轮直径，画出带轮零件图等。.确定计算功率计算功率P是根据传递的额定功率（如电动机的额定功率）P，并考虑载荷性质以及c每天运转时间的长短因素的影响而确定的，即P=KPcA式中K为工作情况系数，查表 可得。A 表 工作情况系数K工况K空、轻载起动重载起动每天工作小时数载荷变动微小液体搅拌机、通风机和鼓风机（W ）、离心式水泵和压缩机、轻型输送机载荷变动小带式输送机（不均匀载荷）、通风机（ 5旋转式水泵和压缩机（非离心式）、发动机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、锯木机和木工机械载荷变动大制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉 &——空、轻载起动重载起动每天工作小时数机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械、重载输送机载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）工况注：空、轻载启动：电动机（交流起动、△起动、直流并励），缸以上的内燃机，装有离心式离合器、液力联轴器的动力机。重载起动：电动机（联机交流起动、直流复励或串励），4缸以下的内燃机。反复起动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合，K增速传动时K应乘下列系数：&增速比〜 〜〜&应乘系数 1传05选择带的型号根据计算功率P和主动轮转速 由图c1和选择带型号。当选择的坐标点载图中两种型号分界线附近时，可选择两种型号分别进行计算，然后择优选用。图普通带选型图E25Z3,155 12.52031.5SO801252001L£2.5 46.310 1625式63100160250咿功率K/kW图窄带（基准宽度制）选型图确定带轮基准直径d和d带轮直径小可使传动结构紧凑d2但另一方面弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径d11三ddmin,d…的值查表。忽略弹性滑动的影响，d=d-nin,d、d宜取标准值（查表）。d1 d212d1 d2验算带速V、.兀dn ,、V-dii（）60x1000带速太高会使离心力增大,使带与带轮间的摩擦力减小,传动中容易打滑。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。若带速太低,则当传递功率一定时,使传递的圆周力增大，带的根数增多。一般应使V三，对于普通带应使V二〜,对于窄带应使V=〜 。如带速超过上述范围，应重选小带轮的直径d。初定中心距a和基准x带长L d1d传递中心距小则结构紧凑,但传动带较短,包角减小,且带的绕转次数增多,降低了带的寿命,致使传动能力降低。如果中心距过大则机结构尺寸增大,当带速较高时会产生颤动。设计时应根据具体的结构要求或按下式初步确定中心距a00.7（d+d）工a42（d+d） （）d1 d2 0 d1 d2由带传动的几何关系可得带的基准长度计算公式：

兀 （d一d）2L=2a+-（d+d）+%2/d1）2 （）0 0 2 d1 d2 4a0L0L0为带的基准长度计算值，查表即可选定带的基准长度Ld,而实际中心距a可由下式近似确定考虑到安装调整和补偿初拉力的需要，应将中心距设计成可调式，有一定的调整范围，一般取a=a-0.015LTOC\o"1-5"\h\zmin da=a+0.03Lmax d校验小带轮包角a1d一d一a=180。-ddidd2x57.3。 ()1a一般应使a三。(特殊情况下允许三°),若不满足此条件，可适当增大中心距或1减小两带轮的直径差,也可以载带的外侧加压带轮,但这样做会降低带的使用寿命。确定带根数zPPZN—- c (一)[P] (P+Ap)KK0 0 0aL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z i如计算结果超出范围，应改选带的型号或加大带轮直径后重新设计。单根带的初拉力F单根带所需的初拉力F为0500P2.5F- c(——1)+qv2 ( )0zvKa由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1单倍5。带传动作用在带轮轴上的压力FQ带的张紧对轴、轴承产生的压力Fq会影响轴、轴承的强度和寿命。为简化其运算，一般按静止状态下带轮两边均作用初拉力F进行计算(如图)，得0aF-2Fzsm一 ()Q 02

图 带传动作用在带轮轴上的压力FQ10带.轮的结构设计参见本章8.2节.。2设计出带轮结构后还要绘制带轮零件图。11设.计结果列出带型号、带的基准长度L-带的根数z、带轮直径d1「dd「中心距a，轴上压力F等。Q例 设计某鼓风机用普通带传动。已知电动机额定功率P转速,从动轴转速= ,中心距约为，每天工作 412解确定计算功率P由表查得K=,由式得P二KP=1.3x10kW=13kWcA选取普通带型号根据P根据P=由图选用型普通带。选定带轮基准直径1和1TOC\o"1-5"\h\zd1 d2根据表和图选取1= ，且1= 11450400x140mm=507.5mm大带轮基准直径为1450400x140mm=507.5mmn1——1112n11按表选取标准值112= 0则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为500=3.57140n=nji=1450/3.57r/min=406r/min从动轮的转速误差率为

4°^x100%=1.5%在±5％以内，为允许值。验算带速v带速在v=兀ddn1=上140X1450m/s=10.63m/s60x1000 60x1000带速在范围内。确定带的基准长度L和实际中心距a按结构设计要求初定中心、距a=1500mm。0由式8-得4兀 (d-d)2L=2a+—(d+d)+-*^--d^-0 0 2d1 d2 4a0=[2x1500+1(140+500)+空爵]=4026.9mm由表由式选取基准长度L=由表由式得实际中心距a为4000-4026.9=(1500+ 2 )mm=1487mm中心距。的变动范围为a=a—0.015Lmin d=(1487—0.015x4000)mm=1427mma=a+0.03Lmax d=1487+0.03x4000)mm=1607mm「500x132.5=[ （ —1）+0.17x（10.63b]Nl4x10.630.97=260.33N由式（）可得作用在轴上得压力Fq为aF=2Fzsin-Q0 2=2x260.33x4sin166.