机械设计基础与实践 带传动.ppt

1、8.1 带传动的工作原理和应用 8.2 带传动的受力分析和应力分析 8.3 带传动的弹性滑动与失效形式 8.4 V带轮结构和带传动张紧装置 8.5 V带传动的设计计算,第8章 带传动,8.1 带传动的工作原理和应用,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,带的传动过程：,主动轮转动,驱动主动轮,从动轮转动,带与轮的摩擦,8.1.1 带传动的特点和应用,传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压力大。,特点：,应用：,常应用于传动比不要求准确、功率P100kW、v=525

2、m/s、传动比i5以及有过载保护的场合.,8.1 带传动的工作原理和应用,8.1.2 带传动的类型,8.1 带传动的工作原理和应用,演示带传动,点击小图看运动图,8.1 带传动的工作原理和应用,8.1.3 带传动的形式,8.1 带传动的工作原理和应用,1. 普通V带的结构和尺寸标准,8.1 带传动的工作原理和应用,普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：,A1400 GB115441989,国标代号,基准长度,v带型号,8.1 带传动的工作原理和应用,8.1 带传动的受力分析和应力分析,8.1 带传动的受力分析和应力分析,8.3.3 带传动的弹性滑动,由于带的弹性变形而

3、引起带在轮面上滑动的现象，称为弹性滑动。,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e：,8.3 带传动的弹性滑动和失效形式,带传动的传动比为,从动轮的转速为,8.3 带传动的弹性滑动和失效形式,打滑,当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈得相对滑动（一般发生在较小得主动轮上），从动轮转速急速下降，甚至停转，带传动失效，这种现象称为打滑。,疲劳破坏 作用在带上某一截面上的应力随着带的运转的位置而不断变化的，即带是处于变应力状况下工作的，当应力循环次数达到一定数值后，

4、传动带在变应力的反复作用下，发生裂纹、脱层、松散、直至断裂。将引起带的疲劳破坏。,8.3 带传动的弹性滑动和失效形式,8.4 V带轮结构和带传动张紧装置,普通V带轮的结构,1.V带轮槽尺寸标准,当v25m/s时，用HT150； 当v=2530m/s时用HT200； 当v2545m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢； 小功率时可用铸铝或塑料.,2. 带轮的材料,S型-实心带轮,P型-腹板带轮,H型-孔板带轮,E型-椭圆轮辐带,3.带轮的结构,8.4 V带轮结构和带传动张紧装置,根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,1.张紧的目的,运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须 重

5、新张紧，才能正常工作。,常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。,定期张紧装置,带传动的张紧,8.4 V带轮结构和带传动张紧装置,自动张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,张紧轮装置,8.4 V带轮结构和带传动张紧装置,2. 带传动的安装与维护,平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度,8.4 V带轮结构和带传动张紧装置,安装皮带时，应通过调整中心距使皮带张紧，严禁强行撬入和撬出，以免损伤皮带。,不同厂家的V带和新旧不同的V带，不能同组使用,按规定的张紧力张紧（测

6、定方法如右图）,加防护罩以保护安全，防酸、碱、油及不在60以上的环境下工作,8.4 V带轮结构和带传动张紧装置,8.5.1 带传动的失效形式和设计准则,带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。,带传动的设计准则：在传递规定的功率时不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。,8.5.2 单根V带传递的功率,单根V带所能传递的功率取决于传动带的型号、结构、长度，带速、带轮直径、包角和载荷性质等因素。,单根V带的额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的（表8.5）。,特定实验条件：传动比i=1、包角180、特定长度、平稳的工作载荷。,8.5 V带传动的设计计算,表8.5 单根普通V带的基

7、本额定功率P0 (摘自GB/T13575.1-1992) （在包角=180、特定长度、平稳工作条件下） (kW),当实际使用条件与实验条件不符合时，应当加以修正，修正后即得实际工作条件下单根V带所能传递的功率，称为许用功率P0。P0的计算公式如下:,式中：K包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响，其 值见表8.6； KL 长度系数，考虑不同带长对传动能力的影响，其值见表8.2。 P0 功率增量（kW），考虑传动比不等于1时带在大带轮上的弯曲应力较小，从而使P0值有所提高，P0值见表8.7。,表8.6 包角系数K,8.5 V带传动的设计计算,表8.7 单根普通V带传动比不等于1时额定功率的增量P

8、0(摘自GB/T13575.1-1992) （kW）,8.5.2 V带传动的设计步骤和方法,设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准 直径，画出带轮零件图等。,1. 确定计算功率,工作情况系数,8.5 V带传动的设计计算,工作情况系数KA,2 .选择V带的型号,根据计算功率Pc和主动轮（通常是小带轮）转速n1 由右图选择V带型号。,当所选取得结果在两种型号的分界线附近，可以两种型号同时计算，最后从中选择较好的方案,点击小图看大图,8.5 V带传动的设计计算,3.确定带轮基准直径,带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低。,设计时应取小带轮的基准

9、直径dd1ddmin，ddmin 的值查表,忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1n1/n2，dd1、dd2宜取标准值,8.5 V带传动的设计计算,4.验算带速,离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑,带速不宜过高，否则,单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命,带速不宜过低，否则,当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多,通常应使带速在（525）m/s范围内,8.5 V带传动的设计计算,5.初定中心距a和基准带长Ld,按下式初步确定中心距a0,初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L0,8.5 V带传动的设计计算,根据初选长度L0，由表选取与相近的基准长度Ld作为所选带的长

10、度，然后就可以计算出实际中心距a，即,考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为,8.5 V带传动的设计计算,6.验算小带轮包角,小带轮包角可按下式计算,一般要求 ，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。,8.确定V带根数Z,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z10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。,8.5 V带传动的设计计算,8.单根V带的初拉力F0,由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5倍,9. 带传动作用在带轮轴上的压力FQ,8.5 V带

11、传动的设计计算,10.带轮设计,带轮设计包括以下内容： 确定结构类型 结构尺寸 轮槽尺寸 材料 画出带轮工作图。,8.5 V带传动的设计计算,8.5 V带传动的设计计算,8.5 V带传动的设计计算,例8.1 试设计某机床用的普通V带传动，已知电动机功率P=5.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=1.92，要求两带轮轴中心距不大于800mm，每天工作16h。,解：1. 确定计算功率PC 根据V带传动工作条件，查表8.8，可得工作情况系数KA=1.2，由式（8.12）得Pc=KAP=1.25.5=6.6 kW 2. 选取V带型号 根据Pc、n1，由图8.11，选用A型V带。 3. 确定

12、带轮基准直径dd1、dd2 1）选取小带轮基准直径dd1 由于Pc-n1坐标的交点落在图8.11中A型带区域内虚线的下方，并靠近 虚线，由表8.3选dd1=112mm,8.5 V带传动的设计计算,2）验算带速v 由式（8.13）得 m/s v在 (525 )m/s范围内，故带速合适。 3）计算并确定大带轮基准直径dd2 根据式（8.14），从动轮的基准直径为 mm 根据表8.3，选dd2=212mm,4. 确定中心距a和带的基准长度Ld 因题目要求中心距不大于800mm，故初选中心距a0=700mm。 根据式（8.16）计算带所需的基准长度：,mm,8.5 V带传动的设计计算,由表8.2，选取

13、带的基准长度Ld=2000 mm。 按式（8.17）计算实际中心距： 安装时所需的最小中心距 amin = a 0.015Ld=744-0.0152000=714 mm 张紧或补偿带伸长所需的最大中心距 amax = a + 0.03Ld=744 +0.032000=804 mm,5. 验算主动轮上的包角1 由式（8.19）得 故主动轮上的包角合适。,6. 计算V 带的根数z 由式（8.20）得 由n1=1440r/min，dd1=112mm，查表8.5，用插值法，得P0=1.60kW； 查表8.7,用插值法，得P0=0.15kW； 查表8.6，用插值法，得K=0.985； 查表8.2，得KL=1.03，所以,8.5 V带传动的设计计算,取z = 4根 8. 计算V带合适