机械设计CH08.ppt

机械设计CH08带传动概述2四、带传动的类型平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。在一般机械传动中，应用最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传动因槽面摩擦，较平带传动能产生更大的摩擦力。带传动允许的传动比大。多楔带传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，解决了多根V带长度不一而使各带受力不均的问题。主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。带传动概述 带传动概述3五、传动带的类型带采用基准宽度制，即用带的基准线的位置和基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。传动带平 带 带多楔带同步带普通平带片基平带普通带窄带齿形带宽带带传动概述带的截面尺寸 窄带适用于传递大功率的同时又要求外形尺寸小的场合。工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。带传动是一种挠性传动，其工作情况具有一定的特点。一、受力分析设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2；或：F1 F22F0；带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。尚未工作状态 工作状态 带传动的有效拉力Fe等于传动带工作表面上的总摩擦力Ff FeFf其值由带传动的功率P和带速v决定。定义由负载所决定的传动带的有效拉力为FeP/v，带传动的工作情况分析取与带轮接触的传动带为分离体，则根据传动带取与带轮接触的传动带为分离体，则根据传动带上各力对带轮中心的力矩平衡条件可得上各力对带轮中心的力矩平衡条件可得 记传动带工作面上的总摩擦力为FfF1F0F0F2；或：F1 F22F0；Ff=F1 F2 工作情况分析(力分析)带传动的最大（临界）有效拉力Fec有多大？由欧拉公式可知：欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec。预紧力F0最大有效拉力Fec 包角最大有效拉力Fec 摩擦系数 f最大有效拉力Fec 切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！由欧拉公式确定，即：取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象，有：FeFfF1F2；因此有：F1F0Fe2；F2F0Fe2；包角的概念带传动的工作情况分析当已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0。F1F0F0F2工作情况分析(应力分析)带传动在工作过程中带上的应力有：分析详见为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。槽 型ZABCSPZSPASPASPCddmin/mm 50751252006390140224二、带传动的应力分析带传动的工作情况分析 拉应力：紧边拉应力、松边拉应力；离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力；弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。工作情况分析(运动分析)三、带传动的运动分析带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为弹性滑动。或其中：因此，传动比为：若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值Fec后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，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。弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2主动轮的圆周速度v1，速度降低的程度可用滑动率来表示：带传动的工作情况分析（演示）V带传动的设计1带传动的设计计算一、带传动的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。二、单根V带的基本额定功率带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、包角和载荷特性等因素。带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。实验条件：传动比i=1、包角180、特定长度、平稳的工作载荷。（P0）max1+b1+cF1F0Fec2 F2F0Fec2 F1 1AP0 Fec vV带传动的设计2三、带传动的设计设计的原始数据为：功率P，转速n1、n2（或传动比i），传动位置要求及工作条件等。设计内容：确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距a、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。由于单根带基本额定功率P0是在特定条件下经实验获得的，因此，在针对某一具体条件进行带传动设计时，应根据这一具体的条件对所选定的带的基本额定功率P0进行修正，以满足设计要求。带传动的设计计算参数选择参数选择1.中心距a中心距大，可增加包角，但过大会田加剧带的波动，增大整体尺寸。0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)2.传动比i传动比大，则小带轮的包角将减小一般i 7,推荐 i=2 53.带速V推荐 V=5 25m/s，最高带速Vmax30 m/sV带传动的设计3 带传动的设计计算带轮结构设计带轮结构设计一、V带轮设计的要求结构工艺性好、无过大的铸造内应力、质量分布均匀。轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损。各轮槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使带的载荷分布较为均匀。二、带轮的材料通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。小功率时可用铸铝或塑料。V带轮的典型结构有：实心式、腹板式、孔板式和 轮辐式。三、结构与尺寸带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。根据带的截型确定轮槽尺寸。带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。（详细介绍）带传动的张紧1带传动的张紧装置 根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；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。一、定期张紧装置 带传动的张紧2带传动的张紧装置三、采用张紧轮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。二、自动张紧装置本章要点1.带传动的受力分析2.带传动的最大有效拉力及其影响因素3.带的应力分析4.带的弹性滑动和打滑1.什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象？可否避免？它对什么是摩擦型带传动中的弹性滑动现象？可否避免？它对带传动有何影响？带传动有何影响？3.带传动设计时，主要应防止，而下列所述一般不会发生。带的弹性滑动 带的静载拉断 带的打滑 带的磨损 4.在平带或在平带或V带传动中，影响临界有效拉力带传动中，影响临界有效拉力的因素是的因素是 、和 。5.带传动采用张紧装置的目的主要是 。增加包角 提高带的寿命 改变带的运动方向 增加带的初拉力6.6.带传动中，紧边拉力为带传动中，紧边拉力为F1,F1,松边拉力为松边拉力为F2 F2。当空载时，。当空载时，它们的比值是它们的比值是 ；当载荷增大到带刚开始打滑的瞬间，；当载荷增大到带刚开始打滑的瞬间，其比值为其比值为 。F1/F2=1 F1/F2=0 F1/F2=F1/F2=1 F1/F2=0 F1/F2=F1/F2F1/F21 12.V带传动为什么要采用张紧装置，常用的张紧装置有哪些？7、下图(a)为减速带传动，(b)为增速带传动,中心距相同。设带轮直径，带轮1和带轮3为主动轮，它们的转速均匀。其他条件相同情况下，试分析：（1）哪种传动装置传递的圆周力大？为什么？（2）哪种传动装置传递的功率大？为什么？（3）哪种传动装置的带寿命长？为什么？9.V带传动时带受到哪些应力的作用，带传动哪个部位应力最大？这些应力对传动有何影响？拉应力、离心应力、弯曲应力。拉应力、离心应力、弯曲应力。在带传动中，应力最大部位发生在带的紧边开始绕上小带轮在带传动中，应力最大部位发生在带的紧边开始绕上小带轮处。带传动在这些应力作用下，是在变应力状态下工作的，处。带传动在这些应力作用下，是在变应力状态下工作的，当应力循环次数达到一定值后，将使带产生疲劳破坏。当与当应力循环次数达到一定值后，将使带产生疲劳破坏。当与拉应力相对应的拉力超过最大摩擦力，将使带发生打滑，也拉应力相对应的拉力超过最大摩擦力，将使带发生打滑，也使带产生弹性变形影响传动准确性。使带产生弹性变形影响传动准确性。8.V带传递的功率P=5kW，带轮直径D1=110mm，D2=450mm，n1=600rpm，紧边拉力是松边拉力的1.6倍，即F1=1.6F2，试求：1）正常工作时，带传动的滑差率=0.2%，求n22）紧边拉力F1，有效拉力Fe和预紧力F0。.标准普通V带工作面的两侧面夹角为=40，相应的V带轮轮槽的两侧面夹角则 A、大于40；B、小于40；C、等于40