第8章上挠性传动设计

1、,第八章 挠性传动设计,8-1 带传动概述,一、类型 1.组成 主动轮 带传动 传动带 从动轮,2. 类型 摩擦带传动（平带、V带、多楔带、圆带） 啮合带传动（同步齿形带）,第八章 挠性传动,平带是分析的基础，主要学习V带传动的设计计算,交叉带传动,平带 Ff=N f=FN f,V带 Ff=2Nf =,带传动概述,当量摩擦系数 ff， V带传动能力更大。 注意：V带楔角为40 带轮槽角小于40。,= FN f,平带和V带传动能力的比较：平带的工作面是底面，V带的工作面是两侧面。若平带和V带受到同样的压紧力FN，带和带轮间摩擦系数亦同为f。,带传动概述,二、带传动的结构（阅读）,机构传动中应用最

2、广的是普通V带传动。（窄V带、宽V带、大 楔角V带、汽车V带） 普通V带是标准件，制成无接头的环形，按剖面尺寸大小分为 Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，剖面尺寸由小到大。注意： 节宽bp、节径dp和基准直径dd，基准长度Ld。,带传动概述,三、带传动的特点,优点： （1）传动平稳、噪声小。 （2）过载保护。 （3）适于中心距大场合。 （4）结构简单，成本低。,缺点： （1）传动比不恒定。 （2）效率低、寿命短。 （3）外廓尺寸大。 （4）支承带轮的轴和轴承受力较大。 （5）不宜用于高温、易燃场合。 带传动常用于第一级传动，功率p80kw，带速V=525m/s，传动比=2-4，效率=0.91

3、0.96。,一、带传动中的几何计算,主要几何参数有中心距a，带轮直径d，带长L， 包角等,带轮直径 d1、d2 对V带为带轮的基准直径。 带长L 对V带是基准长度Ld。 包角1、2小带轮和大带轮与带接触弧所对中心角。,L =,8-2 带传动的几何计算及基本理论,=,带传动的几何计算及基本理论,又,二、带传动受力分析,工作前：带两边受相同初拉力F。 工作时：主动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向一致，从动轮 对带的摩擦力Ff与带的运动方向相反。产生紧边拉力F1，松边 拉力F2。,对带取受力体，M=0 Ff dd1/2 +F2 dd1/2 F1 dd1/2 = 0 则摩擦力总合力 ： Ff = F1

4、 F2= F 称为有效拉力,带传动的几何计算及基本理论,讨论： 1）F0 Fflim,但F0 轴、轴承受力大，F0易打滑、 传动能力不能充分发挥。 2）1 Fflim,但1受传动比、中心距等因素限制。 3）f Fflim,但f受材料等因素限制。,带传动的几何计算及基本理论,F1与F2 有什么关系呢？欧拉 研究了打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系，即欧拉 公式：,e自然对数的底。 f摩擦系数，对V带为f。 包角，带传动为1。,近似认为带的总长不变，有 F1-F0=F0-F2 联立求解上式，则最大摩擦力可表示为：,最大摩擦力 Fflim= F1- F2 = F1（1- 1/ef),带传动实例,

5、带打滑实例： 农用拖拉机带传动应当用三根A型V带传动，但有些 农民常常只装一根或两根，在空车或轻载时似乎可以， 但在满载时就会打滑而造成事故，这就是因为传递有效 圆周力FFflim。,在所有横剖面上都是相等的。q带单位长度的质量kg/m,3、弯曲应力,E弹性模量 Y中性层到最外层的距离 dd带轮的基准直径,带传动的几何计算及基本理论,三、带传动的应力分析,带传动工作时，带内将产生下列几种应力。,1、拉应力 紧边1=F1/AMPa 松边2=F2/AMPa,2、离心拉应力,动画分析,传动带应力分布情况,带传动的几何计算及基本理论,最大应力发生在紧边绕上小带轮处。,动态,带传动的几何计算及基本理论,

6、四、带传动运动分析。带是弹性体，受力会产生弹性变形。由于紧、松边上所受拉力不等，因而产生弹性变形也不相同。对其运动有何影响？,我们把这种微量的滑动现象称为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，它造成功率损失，增加带的磨损，还会使传动比不准确。其原因是带为弹性体 + 拉力差 引入滑动率来表达滑动的大小： = （v1 - v2 ）/v1 注意：弹性滑动不可避免，打滑可以避免。,（演示 ）,得：,带传动的几何计算及基本理论,五、带传动的主要失效形式及设计准则,1、主要失效形式 （1）打滑。当传递的圆周力F超过了带与带轮之间摩擦力总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。 （2）疲劳破坏。传动带在变应力的长期

7、作用下，因疲劳而发生裂纹、脱层、松散、直到断裂。,2、设计准则 在不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。,六、带传动的设计条件和传动功率 根据设计准则，带传动应满足以下两个条件： 1、不打滑条件 FFflim,带传动的几何计算及基本理论,2、疲劳强度条件,带传动的许用功率为,8-3 普通V带传动设计,一、单根普通V带基本额定功率,由上式可求单根V带在特定的试验条件下(载荷平稳, 1=2=180，特定的带长Ld，应力循环次数108109， 一定张紧力等）的许用功率，该许用功率称为基本额定功率P1， 见表8-3。,在某一使用条件下，单根V带的许用功率（额定功率）P， 是在特定条件下的基本额

8、定功率P1加以修正而得。,P=（P1+P1）kkL kw P1考虑i1时（d2d1），弯曲应力，P1（表8-4） k考虑1180时，传动能力（表8-5） kL考虑带长不等于特定带长的影响。（表8-6）,二、设计的已知条件和设计内容,普通V带传动设计,已知条件：用途和工作情况；传递的功率P；主动轮、从动轮转速n1、n2（或传动比i）；传动位置和外廓尺寸要求；原动机类型等。,设计内容：带的型号、长度、根数；带轮尺寸、结构和材料；传动的中心距；带的初拉力和压轴力；张紧及防护装置等。,三、设计步骤和参数选择,1、确定设计功率（计算功率）Pd Pd=kAP kw kA工况系数（表8-7） P所需传递的功

9、率P,2、选择带型 根据设计功率Pd和小带轮转速n1初选带型。（图8-12）,普通V带传动设计,3、确定带轮基准直径dd1、dd2。 dd1 紧凑 但b 故规定了最小基准直径。（表8-8） dd2= i dd1（1-） 可忽略；dd2要圆整。,4、验算带速V V=d1n1/(601000) m/s V 离心力 正压力 传动能力 易打滑。 V F 带根数多。 要求 V在525m/s之间。最好在1020m/s，可调整dd1、n1。,5、确定中心距a和带长Ld。 a 1 承载 绕转次数 寿命 a 1 承载 绕转次数 寿命 但尺寸 一般初选a0：0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2),初选a

10、0,Ld 0(8-26式）,选基准长度Ld(表8-6）,a(8-2式),7、确定带的根数Z,普通V带传动设计,6、验算包角1要求1120,要求Z8，否则受力不均，改选带型、重新计算。,8、确定初拉力F。 F0 传动能力 易打滑 F0 寿命 压轴力 既能发挥带的传动能力，又能保证带的寿命的F0见式8-29。,9、计算压轴力 FQ2ZF0 sin (1/2),四、带轮的结构设计,普通V带传动设计,V带轮的典型结构有：实心式、 腹板式、 孔板式和 轮辐式。,带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。,五 带传动的张紧装置（看图）,带传动实例,带张紧实例： 洗衣机所用V带传动，经长时间工作

11、后，带磨损并 伸长，会造成V带松弛，波轮转速也变慢甚至波轮不转 动。这时只要将V带调紧，便可恢复波轮的正常运转。 有时也会造成V带疲劳断裂而失效的情况。,一. 单项选择题,1)标准V带型号的选定取决于_。 A带的线速度 B带的有效拉力 C带传递的功率和小轮转速,2)设计V带传动，限制带轮最小直径是为了限制_。 A小轮包角 B带的弯曲应力 C. 带的长度,3)V带传动的实际中心距a一般与设计时初定中心距ao不一致， 这主要是由于_。 A要满足标准带长 B存在安装误差 C使用前要张紧,4)带传动中，若产生打滑现象，是_。 A沿小轮先发生 B沿大轮先发生 C.沿两轮同时发生,5)带轮的结构形式取决于

12、_。 A带轮材料 B带轮直径 C传递功率,6)采用张紧轮张紧V带传动时通常应安装在_。 A.紧边内侧靠近小轮 B松边内侧靠近小轮 C松边内侧靠近大轮。,7)传递动力时，带传动中弹性滑动是_。 A. 由过载 B. 拉力差和带本身为弹性体所引起 C. 因初拉力Fo过少引起,二. 填空题,1)带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为_，_, _, _,其中传动能力最大的是_。啮合型传动带只有_一种。,2)以下特点中(a传动平稳、b 效率高、c宜用于许多特殊场合、 d.有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单)，属于带传动优点的 是_。,3)某普通V带传动，传递功率P=75kW，带速V=10ms，紧边拉力是 松边拉力的二倍,则F1= _ N,F2= _ N。,4)带传动在工作时，带中的应力有