机械设计基础电子教案 项目三 任务二 带传动的设计

授课时数4学时周次教学目标知识目标：（1）带传动的类型、特点及其应用。（2）普通V带的结构与标准，V带轮的结构与材料。（3）普通V带工作应力分析与设计准则。（4）带传动设计计算。能力目标：（1）能根据工作要求正确设计普通V带传动。（2）带传动张紧、安装与维护能力。素质目标：（1）培养学生对带传动设计工作的高度责任感，认识到自己在带传动系统设计、安装和维护中的职责，确保工作质量和安全性。（2）鼓励学生勇于探索新的带传动技术和方法，敢于提出创新性的解决方案，培养创新能力和实践能力。思政目标结合带传动打滑、疲劳断裂、磨损等常见失效故障，分析不合理设计、参数选配不当、选型不符工况引发的设备停机、零件损坏、生产事故等问题，树立“设计决定质量，质量关乎安全”的职业理念，强化产品质量意识、生产安全意识和岗位责任意识，养成对设计成果、设备运行、生产安全高度负责的职业品格。教学重点普通V带传动的设计计算。教学难点合理选择V带传动的参数。投影仪、计算机、PPT、黑板等作业教学小结教学过程设计教学组织方法如图3-2-3所示，带传动由主动轮、从动轮和张紧在两个带轮上的环形传动带组成。根据传动原理不同，带传动可分为摩擦型和啮合型两大类。图3-2-3带传动简图图3-2-4啮合型带传动1.摩擦型带传动（1）摩擦型带传动工作原理摩擦型带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。（2）摩擦型带传动的类型①平带传动如图3-2-5（a）所示，平带的横截面为扁平矩形，与带轮面相接触的内表面为工作面。②V带传动如图3-2-5（b）所示，V带的横截面为等腰梯形，工作面为带与轮槽接触的两侧面。③多楔带传动如图3-2-5（c）所示，多楔带以其扁平部分为基体，下面有几条等距纵向槽，工作面为楔的侧面。④圆带传动如图3-2-5（d）所示，圆带的横截面成圆形。a)平带b)V带c)多楔带d)圆带图3-2-5摩擦型传动带的类型2.啮合型带传动如图3-2-4所示，啮合型带传动是利用带内侧的齿与带轮上的轮齿相啮合来传递运动和力，较典型的是同步齿形带。摩擦型带传动具有下列特点：1）带传动具有良好的弹性，能缓冲和吸收振动，因而传动平稳、噪声小；2）带传动过载时带与带轮之间会出现打滑，可防止其他零件的损坏，起“过载保护”作用；实物图片演示介绍相应内容及概念像观看3）带传动结构简单，制造、安装和维护方便，成本低廉；4）带与带轮之间存在“弹性滑动”现象，不能保证准确传动比；5）带传动效率低（0.94～0.97），寿命较短；6）带传动的外廓尺寸较大，结构不紧凑；7）带作用于轴的压力大，往往需要张紧装置；8）不宜用在高温、有油污、易燃易爆的场合。因此，摩擦式带传动多用于要求传动平稳、传动比要求不严格、中心距较大、传动速度较高的场合。一般带速为5～25m/s，传动比i≤7，传递功率P≤75kW。1.普通V带的结构和标准普通V带又称“三角带”，为无节头的环形带，截面为等腰梯形。普通V带结构如图3-2-6所示，由伸张层（顶胶）、强力层（抗拉体）、压缩层（底胶）和包布层（橡胶帆布）组成。图3-2-6V带结构2.普通V带轮的材料与结构带轮的结构一般由轮缘（用于安装V带轮的部分，制有相应的V形轮槽）、轮毂（带轮与轴相联接的部分）和轮辐（轮缘与轮毂相联接的部分）三部分组成。带轮的结构由带轮直径大小而定。当带轮直径较小时，dd≤200mm时，可采用实心式结构；中等直径的带轮可采用腹板（或孔板）式；当直径＞350mm时，可采用轮辐式。带轮结构如图3-2-7所示。a)实心式b)孔板式dh=(1.8~2)dsd；dr=da-2(H+δ)，H、δ见表4-4S=(0.2~0.3)B、S1≥1.5S，S2≥0.5SL=(1.5~2)dsc)轮辐式hP—传递功率，kW；n—带轮转速r/min；A—轮辐数h2=0.8h1；a1=0.4h1；a2=0.8a1；f1=0.2h1；f2=0.2h2图3-2-7V带轮的结构3.带传动的工作情况分析（1）带传动的受力分析与打滑当传递的有效圆周力F超过极限ΣFflim时，带将在带轮上发生滑动，这种现象称之为打滑。打滑一般出现在小带轮上，打滑将使带的磨损加剧，传动效率降低，以至传动失效，所以应予以避免。（2）带的应力分析带传动工作时，在带的横截面上存在三种应力：由拉力产生的拉应力σ、弯曲应力σb和离心应力σc。图3-2-9所示为带的应力分布情况，从图中可见，带工作时带上的应力是随位置不同而变化的。最大应力发生在紧边与小轮的接触处。图3-2-9带的应力分布（3）带传动的弹性滑动和传动比这种由于带内应力变化造成弹性变形量改变而引起带与带轮间的相对滑动，称为带的弹性滑动。弹性滑动是带传动工作时的固有特性，因此弹性滑动是不可避免的。（4）带传动的张紧、安装与维护①带传动的张紧a)调整中心距b)采用张紧轮②带传动的安装和维护a)应按设计要求选取带型、基准长度和根数。新、旧带不能同组混用，否则各带受力就不均匀。b)安装带轮时，两轮的轴线应平行，端面与中心垂直，且两带轮装在轴上不得晃动，否则会使传动带侧面过早磨损。c)安装时，应先将中心距缩小，待将传动带套在带轮上后再慢慢拉紧，以使带松紧适度。一般可凭经验来控制，带张紧程度以大拇指能按下10～15mm为宜。d