机械设计 第8章-带传动 (1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第八章 带传动,8,1,、概述,8,2,、带传动的工作情况分析,8,3,、销联接普通,V,带传动的设计计算,通过本章学习：,掌握带传动的基本知识,掌握带传动的设计,8,4,、,V,带轮设计,8,5,、,V,带传动的张紧、安装与维护,1,第八章 带传动,8-1,概述,一、传动概述,机器：,二、,带传动,概述,组成,：两个或多个带轮间用带作为挠性拉曳零件的传动。,动力机,传动装置,工作机,电传动,液、气传动,机械传动,摩擦传动：,带传动,啮合传动：齿轮传动、链传动等,工作原理,：靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力,2,第八章 带传动,类型,摩擦型,啮合型,平带,V,带,多楔带,圆形带,（一）带传动的类型,3,第八章 带传动,（二）,V,带的类型与结构,普通带,窄,带,齿形,带,宽,带,联组带,大楔角带,V,型带,帘布芯结构,绳芯结构,结构,顶胶,底胶,抗拉体,包布,4,第八章 带传动,普通,V,带已标准化（,GB/T1313575.1-92,），共有七种型号：,A,Y,Z,E,B,C,D,型号,节宽,b,p,正常状态,垂直顶面弯曲时,b,p,基准长度,L,d,与基准直径,d,d,在测量带轮上，在规定的张力下，节宽的周长称为基准长度,对应直径为基准直径。,5,第八章 带传动,n,1,n,2,8-2,带传动工作情况的分析,静止时，带以一定的初拉力张紧在带轮上；,（一）带传动中的受力分析,F,0,F,0,F,0,F,0,紧边,F,1,F,1,松边,F,2,F,2,转动时，由于摩擦力，带两边的拉力不相等，出现松紧边。,设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：,6,应有的有效拉力,F,e,就是应有的总摩擦力,F,f,确定应有的初始拉力,F,0,（最小,初始拉力,）,第八章 带传动,取主动轮一端带为分离体：,M,o1,=0,带传动的有效拉力等于摩擦力总和：,n,1,F,1,F,2,F,f,有效拉力与传递功率关系：,联立,各公式的用途：,在,v,一定时，由需传递的功率,P,可求出应有的有效拉力,F,e,过大初始拉力的危害,P,一定时，,F,e,一定。故增加,F,0,导致,F,1,及,F,2,增加,带张得过紧，将因过度磨损而很快松弛,7,第八章 带传动,（二）带传动的初拉力和临界摩擦力,在,一定,的初拉力作用下，带与带轮之间,最多,能传递多大摩擦力呢？,当带与带轮之间出现打滑趋势时，摩擦力达到最大（临界状态,F,fc,），从而有效拉力也达到最大（临界状态,F,ec,）。,临界状态下，紧松边拉力的关系（欧拉公式）：,2,1,包角,f,V,当量摩擦系数,8,第八章 带传动,得：,联解：,增大初拉力、当量摩擦系数、包角，能提高临界有效拉力,F,ec,在,临界有效拉力,F,ec,一定的前提下，增大摩擦系数、包角，能降,低初拉力,F,0,又,F,1,F,0,F,ec,/2,（,p148,公式,8-6,）,9,第八章 带传动,Q,N,N,N,Q,平带传递的摩擦力：,V,带传递的摩擦力,:,当量摩擦系数,10,第八章 带传动,（三）带的应力分析,1.,紧边和松边拉应力,紧边拉应力：,松边拉应力：,（,A,为带的横截面积）,2.,离心拉应力,带作圆弧运动时受到离心力作用，由此产生,离心拉应力：,（,q,为带单位长度上的质量）,3.,弯曲应力,（,h,为带的厚度，,E,为带的弹性模量）,带绕在带轮上会产生弯曲应力：,弯曲应力与带轮直径成反比，为了避免弯曲应力过大，带轮直径不得小于最小值（表,8-6,）。,11,第八章 带传动,n,1,n,2,离心拉应力,带的应力分布及最大应力值,c,拉应力,1,2,弯曲应力,b1,b2,最大应力,max,出现在紧边与小轮的接触处。,12,紧边,松边,第八章 带传动,（四）带的弹性滑动与打滑,F,1,F,0,F,2,n,1,n,2,A,B,A,B,带是弹性体,受力产生弹性变形,1,0,2,由于带伸长量在松紧边发生变化，带与带轮表面发生微量滑动。,由带的弹性变形引起的微量滑动叫,弹性滑动,。弹性滑动是无法避免的。,由于弹性滑动：,v,2,v,1,定义滑动率：,其中：,于是传动比：,V,带传动的滑动率,=0.01,0.02,，,一般可忽略不计。,13,第八章 带传动,弹性滑动并非发生过在整个接触区域，只发生在离开主从动轮的一段接触弧上。,n,1,n,2,静止弧,静止角,滑动弧,滑动角,若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值,F,ec,后，,则带与带轮间会发生显著的相对滑动（滑动角等于包角），即产生,打滑,。,打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。但也可以起到过载保护作用。,14,第八章 带传动,8-3,、,V,带传动的设计计算,（一）设计准则和单根,V,带的基本额定功率,带传动的主要失效形式：打滑、传动带的疲劳破坏。,设计准则：,在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。,单根带的,基本,额定功率,P,0,：,表,8-4a,给出了,P,0,值,在,=,，,L,d,为特定长度、载荷平稳的条件下计算出。,15,第八章 带传动,表,8-4a,单根普通,V,带的,基本额定功率,（包角,=180,、,特定基准长度、载荷平稳）,50,0.04 0.06 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.31,200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000,小带轮基准直径,d,d1,/mm,型,号,Z,A,B,56,0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40,90,0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.56,75,0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.0 0.80,90,0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5,180,0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81,125,0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2.64 2.85 2.96 2.94 2.80 2.51 1.09,140,0.59 1.05 1.82 2.08 2.47 2.82 3.00 3.23 3.42 3.70 3.85 3.83 3.63 3.24 1.29,280,1.58 2.89 5.13 5.85 6.90 7.76 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80 4.26,小带轮转速,n,1,/(r/min),16,第八章 带传动,（二）,单根带的额定功率,P,r,实际工作条件与特定条件不同时，应对,P,0,值加以修正,得,P,r,。,K,包角系数,考虑,180,时对传动能力的影响，表,85,K,L,长度系数,考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，表,8,2,P,0,功率增量,考虑在,i,1,，单根,V,带的功率增量，表,8-4b,17,第八章 带传动,1.,中心距,推荐范围：,0.7(,d,d1,+,d,d2,),a,0,2(,d,d1,+,d,d2,),（三）,带传动的参数选择,2.,传动比,一般：,i,7,推荐：,i,d,min,3.,带轮直径,型 号,Y Z A B C D E,d,dmin,20 50 75 125 200 315 500,表,8-6 V,带轮的最小基准直径,4.,带速,一般：,v=5,25,m/s,v,max,30,m/s,a,大,包角大、单位时间循环次数少（提高寿命）；但带易波动、整体尺寸大,i,大,包角小，易打滑,d,d,小,传递同样扭矩时有效拉力大（增加带根数）；弯曲应力大,v,大,传递同样功率时，有效拉力小（减少带根数）；但离心力大,18,第八章 带传动,已知条件：,工作条件、传动位置及外廓尺寸限制、载荷性质、传递功率、带轮转速等。,设计内容：,（四）,带传动的设计计算,1.,已知条件和设计内容,确定,V,带型号、基准长度、根数；,确定初拉力、压轴力、张紧装置,确定带轮基准直径、材料、结构和尺寸；,19,第八章 带传动,2.,设计步骤及方法,确定计算功率：,K,A,工作情况系数,（表,8-7,）,根据,P,ca,和,n,1,，由,选型图,确定（图,8-11,）,（,1),确定型号,:,若处于两种型号交界处：分别计算，然后优选。,20,第八章 带传动,（,2,）确定带轮基准直径,1,）确定小带轮基准直径,由选定型号的最小直径（表,8-6,）及直径系列（表,8-8,）选取,2,）验算带速,v=5,25,m/s,v,max,300 mm,d,d,300mm,d,d,2.5d,d,d,300mm,D,1,-,d,1,100mm,腹板式,孔板式,轮辐式,D,1,d,1,25,第八章 带传动,（四）,V,带轮的,槽轮,槽轮尺寸见表,8-10,为确保带弯曲后与槽侧面紧贴，,40,1.6,1.6,3.2,b,p,h,a,d,d,h,f,为确保带上表面不超过外圆，下表面不接触槽底，规定了,h,a,及,h,f,的,最小值及,（五）,V,带轮的,技术要求,对铸造、焊接、烧结带轮：不允许有砂眼、裂缝、缩孔、气泡；,对铸造带轮：在不提高内部应力前提下，允许对表面缺陷进行修补；,26,第八章 带传动,方法：,8-5,、,V,带传动的张紧、安装与维护,目的：,（一）,V,带传动的张紧,带运转一定时间后会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,1.,定期张紧装置,滑道式,摆架式,27,第八章 带传动,3.,张紧轮张紧装置,2.,自动张紧装置,28,例：设计一带式运输机用,V,带传动。已知：,P,=4kW,，,n,1,=1440r/min,i=3.4,每日工作,8h,。,解:,1,、确定计算功率,根据表,8-7,：,K,A,=1.1,P,ca,=K,A,P=4.4KW,2,、选普通,V,带型号,根据,P,ca,及,n,1,由图,8-10,选用,A,型,设计内容：,确定,V,带型号、基准长度、根数；,确定初拉力、压轴力,确定带轮基准直径、材料、结构和尺寸；,29,3,、求带轮基准直径,d,d1,、,d,d2,1),由表,8-6,及表,8-8,，,A,型带：,d,dmin,=75,，,取,d,d1,=90mm,3),大带轮直径：,由表,8-9,，取,d,d2,=315mm,4),验算大带轮转速误差：,2),校核带速,v,30,4,、确定中心距,a,及,V,带基准长度,L,d,1),初定中心距,a,0,：,取,a,0,=500mm,。,由表,8-2,：,L,d,=1600mm,3),实际中心距,a,：,2),所需基准长度,L,d0,：,中心距变化范围：,(,a,-0.015L,d,)(,a,+0.015L,d,),443mm 515mm,31,5,、验算小带轮包角,6,、计算,V,带根数,Z,表,8-4a,，,P,0,=1.064kw,表,8-4b,，,P,0,=0.17kw,表,8-5,，,K,=0.925,表,8-2,，,K,L,=0.99,取Z=4,1),单根,V,带的额定功率,Pr,2),带根数,32,7,、计算单根带的初拉力,F,0min,表,8-3,，,q=0.17kg/m,9,、带轮结构设计：,8,、计算轴上的压力,F,Q,略,33,THE END,34,