机械设计基础课件 任务3.1 带传动设计

温馨提示1.请各位同学将手机关机或设置为静音模式；2.请各组长检查组员到位情况，课后统计给老师。教学项目三传动机构设计

开发团队：机械设计基础教学团队任务3.1带传动设计目录一、任务目标

三、程序与方法二、任务描述任务3.1带传动设计四、巩固与拓展一、任务目标□了解带传动的作用及类型；□分析带传动的运动特性；□分析带传动的失效形式和设计准则；□掌握带传动的主要参数的选择；□掌握带传动的设计方法和步骤。通过本单元的学习，学生达到以下目标：任务3.1带传动设计二、任务描述1、任务内容设计带式输送机中普通V带传动。电动机为Y系列三相异步电动机额定功率P=70kW，转速n1=730r/min，鼓风机转速n2=500r/min。该机启动载荷较小，工作平稳，载荷变动小，每天工作16小时。2、实施条件（1）计算器、机械设计手册等。（2）带式输送机动态演示，图片和三维模型。任务3.1带传动设计专业学生在进行台式钻床带传动的安装引发思考：台式钻床的主轴转速有五级,那么调整主轴转速的传动机构是什么?步骤一认识带传动动态运动演示动态运动演示三、程序与方法

带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动带传动的运动过程：主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮的摩擦点此观看带的传动过程动画相关知识学习一.带传动概述

带传动由于其结构简单、噪音小、又具有缓冲和对机构具有安全保护的作用，在机械传动中有着广泛的应用。但带传动由于带与带轮之间的打滑存在传动比不准确和机械效率较低的缺点，带传动的应用受到一定的限制，主要用在传递功率不大的场合，台式钻床中带传动的应用就是如此。二、理解带传动的特点按传动原理分（1）摩擦带传动：靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动：靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。三、分析带传动的类型

（1）平带：

平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。（2）V带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。按传动带的截面形状分：（4）圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。（5）同步带（也称齿形带）（3）多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。实物展示开口式传动：主要应用于主、从动轮轴线平行而且旋转方向相同的场合。交叉式传动：主要应用于主、从动轮轴线平行而且旋转方向相反的场合。

图中台式钻床中，分析其主要结构组成，这台机器的带传动属于哪一类传动形式，现在大家来讨论调整这台机器主轴转速的传动机构是什么呢？做一做

一、分析带传动的受力带传动不工作时

带传动工作时F1-F0=F0-F2

F0=（F1+F2）/2

F=F1-F2步骤二分析带传动的运动特性

带两边的拉力之差F称为带传动的有效拉力。实际上F是带与带轮之间摩擦力的总和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效拉力F与总摩擦力相等，F同时也是带传动所传递的圆周力，即F=F1-F2带传动所传递的功率为：P=Fv/1000式中：P为传递功率，单位为KW；

F为有效圆周力，单位为N；

V为带的速度，单位为m/s。1）带传动的受力分析步骤二分析带传动的运动特性

在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合欧拉公式：可推知带传动有效拉力F的大小为：步骤二分析带传动的运动特性做一做：同学们来分析一下，有效拉力和哪些因素有关呢？通过分析可知，带传动时，皮带中存在着三种应力：拉应力离心拉应力弯曲应力

三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易产生疲劳破坏。紧边的拉应力松边的拉应力2）分析带传动的应力步骤二分析带传动的运动特性3）分析带传动的运动特性

由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。步骤二分析带传动的运动特性一般带传动的滑动系数，可以忽略不计。

带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动率：步骤二分析带传动的运动特性带传动的传动比为可以推算出从动轮的转速。

ε随载荷变化而变化。因ε是变量，故带传动的传动比不准确。弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。步骤二分析带传动的运动特性i12=n1/n2=d2/d1(1-ε)

弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。那么，能否对这两种现象进行分析描述呢？做一做设计内容：确定普通V带的型号、基准长度Ld和根数z；确定带轮的材料；基准直径dd1、dd2及结构尺寸；确定传动的中心距a；计算初拉力F0及作用在轴上的压力FQ；三、探索与实践步骤三设计带传动设计步骤和方法：

（1）确定计算功率

Pc—计算功率(kW)；KA—工作情况系数，需查表，见下页；P

—传递的额定功率(kW)。这样台式钻床的计算功率就可计算了。步骤三设计带传动工作情况系数KA工作情况KA软启动硬启动每天工作小时数/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16载荷变动微小离心式水泵和压缩机、轻型输送机等1.01.11.21.11.21.3载荷变动小压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、木工机械等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、起重机、冲剪机床、纺织机械、橡胶机械、重载输送机、磨粉机等1.21.31.41.41.51.6载荷变动大破碎机、摩碎机等1.31.41.51.51.61.8步骤三设计带传动（2）选择带式输送机V带的型号根据计算功率Pc和小带轮转速n1，按下图选择普通V带的型号。计算功率ｐ（ＫＷ）小带轮转速ｒ／ｍｉｎ（3）确定带轮的基准直径dd1、dd2带型ddminYZABCDE205075125200355500表4带轮最小基准直径设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin

的值查表忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1•n1/n2，dd1、dd2宜取标准值20，22.4，25，28，31.5，40，45，50，56，63，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，150，265，280，300，315，335，355，375，400，425，450，475，500，530，560，600，630，670，710，750，800，900，1000，1060，1120，1250，1400，1500，1600，1800，2000，2240，2500。带轮基准直径系列（4）验算带速vm/s带速一般限制在5～25m/s之间。

dd1—小带轮的基准直径(mm)；

n1—小带轮的转速(r/min)

初步确定中心距a0：设计时如无特殊要求，可按下式（5）确定中心距a和带的基准长度Ld实际中心距a

:

基准长度计算：Ld0—带的基准长度计算值，查表1选定带的基准长度Ld。（6）验算小带轮包角α1

一般要求，若不能满足，可增大中心距或设置张紧轮。（7）确定带的根数z

带的根数应取整数。为使各根带受力均匀，带的根数不能太多，一般2～5根为宜，最多不多于8～10根。否则应加大带轮基准直径或选择较大型号的带，重新设计。

表4单根普通V带的基本额定功率Po（KW)（8）确定单根带的初拉力F0

保持适当的初拉力是带传动正常工作的必要条件。初拉力过小，则传动时摩擦力过小易打滑；过大则降低带的寿命，并增大了轴和轴承的压力。单根V带的初拉力可按下式计算：Nq为每米带长的质量(kg/m)。（9）计算作用在带轮轴上的压力FQ

为了设计轴和轴承，必须求出V带作用在轴上的压力。可按下式计算：N

学生分成五组进行，按照上述设计的方法步骤进行实地设计计算。同时思考以下问题：a.V带型号的选用依据是什么？b.为什把带的速度限制在5～25m/s？c.如果小带轮的包角小于120°，应采取什么措施较好？d.带传动的中心距过大或过小对带传动有何影响？e.带的根数最佳的取值范围是多少？在什么情况下需要重新选择型号?f.让学生修改设计方案，按小组进行，每小组拿出自己的设计方案，并说明其优缺点。

四、学生活动1.第1组推选1人将本组设计情况向大家作介绍，并回答问题a，b本组的学生可以进行补充；2.第2