北工大机械设计基础教案13带传动

PAGEPAGE9第13章带传动基本内容：带传动的类型和应用；带传动的受力分析；带的应力分析；带传动的弹性滑动和传动比普通V带传动的计算；V带轮的结构基本要求：了解带传动的特点及使用场合；理解带传动弹性滑动特性，带传动的受力分析和运动分析，掌握带传动的设计方法及各项参数的选择方法学时：课堂教学：4学时。第一讲§13-1带传动的类型和应用带传动是两个或多个带轮之间用带作为挠性拉曳零件的传动装置，工作时借助零件之间的摩擦（或啮合）来传递运动或动力。一、结构组成：带＋带轮＋张紧装置二、工作原理：靠摩擦（或啮合）传动三、带传动的主要类型：根据截面形状平型带传动圆形带传动V带传动：多楔带传动同步齿形带传动（靠啮合传动）四、带传动的优缺点五、带传动的几何关系带传动的主要几何参数有：中心距a，带的基准长度L，带轮基准直径D1、D2，包角α1、α2各参数之间的关系如下：§13-2带传动的受力分析1．带传递的有效拉力F0——张紧力F1——紧边拉力F2——松边拉力设带的总长度不变，则紧边拉力的增量F1－F0应等于松边拉力的减少量F0－F2，即F0=（F1＋F2）/2根据带的受力平衡条件其有效拉力应等于带与带轮的接触弧上摩擦力的总和。即F＝F1－F2=Ff以v表示带速，m／s，P表示名义传动功率，kw；则有效拉力：2、F1、F2和F的关系不计带的质量式中e——自然对数的底；e≈2.718μ——带与带轮间的摩擦系数α——带在带轮上的包角；联立解式得紧边拉力F1和松边拉力F2为：带即将开始打滑时，带上各力沿垂直方向各力的平衡式为3．由离心力所产生的拉力Fcq一每米带长的质量，kg／m。4、作用在轴上的压力FQFQ由下式确定FQ=2ZF0sinα1/2式中FO——单根带的张紧力；Z——V带根数α1——小带轮包角第二讲§13-3带的应力分析1．紧边应力σ1、松边应力σ2式中A一带的截面面积。2．离心应力σc3．弯曲应力σb式中：E——带的弹性模量；r——带轮半径；y——由带中性层到最外层的距离。4、带上应力分布规律将带上各点处的应力用一线段表示应力分布规律图表明：带传动工作时，带是在变应力状态下工作的，且最大应力发生在紧边进人小带轮处。§13-4带传动的弹性滑动和传动比1．带的弹性滑动——由于带是弹性体，受力不同时伸长量不等。当带自b点绕上主动轮时，带的拉力由F1降低到F2，所以带的拉伸弹性变形也要相应减小，亦即带在逐渐缩短，带于带轮之间必然发生相对滑动。同样的现象也发生在从动轮上，但情况恰好相反。——这种由于拉力的变化造成带的弹性变形的变化，所引起的带在带轮上产生的相对滑动称为带的弹性滑动。——弹性滑动引起了下列后果1）从动轮的圆周速度低于主动轮；（造成速度上的损失）2）降低了传动效率；3）引起带的磨损；4）使带温度升高。——弹性滑动是带传动固有的特性，是不能避免的。——带传动的功率越大，弹性滑动的程度越严重。注意：不能将弹性滑动和打滑混淆起来第三讲2．传动比由以上分析，从动轮的圆周速度低于主动轮，为了能够反映由于弹性滑动产生的速度损失的程度，将其相对降低率，称为滑动率。用ε表示式中i——传动比。ε——带传动的滑动率。一般为1％～2％。§13-5普通V带传动的计算一、V带的构造与规格V带有普通V带、窄V带和宽V带、活络V带等类型。一般多使用普通V带，现在使用窄V带的也日见广泛。本章主要介绍普通V带传动的设计。普通V带为标准件，有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。1、普通V带构造：两种结构：帘布芯结构线绳芯结构都由四个层构成包布层顶胶层抗拉体（承载层）底胶层★V带两摩擦面间的夹角——楔角，楔角为40°。二、单根普通V带的许用功率1、带传动的失效形式——疲劳断裂，打滑2、计算准则——在不打滑前提下，具有一定疲劳强度和寿命是带传动的主要设计依据。3、单根普通V带能传递的功率▲对于单根V带在特定条件下（α1=α2=180°，L为特定基准长度，载荷平稳等），所能够传递的功率P0，见表13—3三、V带传动设计原始数据（已知条件）传动用途——用于何种设备载荷性质——工作机载荷平稳、冲击原动机类型、特性——平稳、冲击运转时间——每天工作时间传动功率——名义功率P（额定功率）带轮转速或传动比特殊要求设计内容：由计算准则：在保证带传动不发生打滑并具有一定疲劳强度和使用寿命的条件下，1）确定V带的型号、长度、根数2）确定带传动的中心距3）确定带轮直径及其结构尺寸4）计算张紧力和作用在轴上的载荷5）张紧装置的选用第四讲设计步骤及参数选择1、确定计算功率PcPc＝KAPKA——工作情况系数，表13—62、V带型号的选择对于普通V带的型号可根据计算功率Pc和小带轮转速n1由图13—15选取；3、确定带轮直径D1、D2（基准直径）带轮直径的确定，关键是小带轮直径D1的确定，应满足①D1min的要求—→表13—7②标准直径系列的要求—→表13—7下方D2可以按下式计算：注意：计算的D2不符合标准直径系列的要求时，应按标准直径系列的要求圆整4、计算带速vv=πd1n1/（60×1000）m/s一般v在5～25m/s，最大30m/s，在8～15m/s较好5、初定中心距a0对于V带传动，中心距a一般可取2（D1＋D2≥ao≥0.7（D1＋D2）6、确定V带的基准长度Ld根据计算的L值，再由表13—2选定相近的基准长度Ld。7、计算实际中心距a▲——中心距的变动范围（a－0．015Ld）～（a＋0.03Ld）8、计算包角≥120°9、计算张紧力F0对于V带传动，可由下式计算：kα——包角系数，表13—510、计算V带根数