河海大学机械设计带传动

第13章 挠性传动,挠性传动： 带有中间挠性件的传动方式。包括：带传动、链传动和绳传动,13-1 带传动概述,1带传动的组成,开口传动,交叉传动,半交叉传动,3带传动的特点,优点：1）有过载保护作用 2）有缓冲吸振作用 3）运行平稳无噪音 4）适于远距离传动（amax=15m） 5）结构简单，制造、安装精度要求不高 缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，带的寿命较短 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。,啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。,2传 动 原 理,摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和带传动） 。,普通V带传动,同步带传动,平带传动,多楔带传动,4带传动的类型,带传动一般是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带组成。,原动机转动,主动轮转动,驱动主动轮,从动轮转动,带与轮的摩擦,工作原理：利用中间挠性件(带)，靠摩擦力(或啮合)在主、从动轴,间传递旋转运动和动力。,带的传动过程：,分类：,按工作原理分,摩擦式带传动,啮合式带传动,按带的截面形状分,平带,按传动的布置形式分,V带,多楔带,同步齿形带,圆带,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，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。,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，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。,点击小图看运动图,优点：1.缓冲，吸振，平稳，无噪音；,2.过载保护；,3.制造和安装精度要求不高，成本低；,4.中心距大。,缺点：,应用范围,带和带轮的结构,平带和带轮,平带,胶帆布(应用广泛),编织带,高速胶带,强力锦纶带,带的长度：可变化； 带轮：见表11.3,V带结构,包布层(胶帆布)：保护作用,伸张层(橡胶，或称顶胶)：弯曲变形受拉,压缩层(橡胶，或称底胶)：弯曲变形受压,承载层(胶帘布或胶绳芯)：受拉,带和带轮的结构,普通V带型号：Y Z A B C D E (窄带型号4种见表11.4),长度：无端、环形，基准长度Ld见图11.4,V带轮槽尺寸标准,带和带轮的结构,带轮轮辐的计算,带轮,轮缘(装带),轮毂(装轴),轮辐和腹板(联接缘和毂),S型-实心带轮,P型-腹板带轮,材料：,其他内容：自阅,H型-孔板带轮,E型-椭圆轮辐带轮,当v25m/s时，用HT150；当v=2530m/s时用HT200；当2545m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可用铸铝或塑料.,带和带轮的结构,主要几何参数：,带传动的几何计算,代入上式，得：,13-2 带传动工作情况分析,一、 带传动中的力分析,不工作时,工作时,F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0,带传动的计算基础,工作前：带全长受F0 (张紧力)作用,工作后：带的紧边受力由F0 变为 F1，松边由F0变为 F2,以轮1为例：,带传动的计算基础,欧拉公式(取一段dl，后积分)(计入质量后),(甲),带传动的计算基础,若由此式计算有效拉力dF，则,(3)(11.6)描述各种状态下F1与F2定量关系,带传动的有效拉力F F=F1-F2,圆周力F(N)、带速v(m/s)和传递功率p(kW)之间的关系,F,F+dF,dFN,fdFN,F1,F2,带传动中的最大有效拉力及其影响因素,带在轮上的包角。,欧拉公式,增大包角和增大摩擦系数f，都可以提高带传动所能够传递的圆周力。,平带的摩擦力为：,V带的摩擦力为：,f当量摩擦系数 ，因为ff 相同条件下，V带的摩擦力大于平带，传动能力更大,带传动在工作过程中带上的应力有：, 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,13-3 带的应力分析,1、离心应力,2、拉应力,3、弯曲应力,最大应力,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。,13-4 带传动的弹性滑动和传动比,由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动弹性滑动。这是带传动正常工作时不可避免的现象。,弹性滑动,弹性滑动将使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，其降低量带传动的滑动率。,普通V带及V带轮,结构： 顶胶、抗拉体、 底胶、包布。,型号： Y、Z、A、B、C、D、E,13-5 带传动的设计计算,一、普通V带的参数,节宽节面的宽度bp。,相对高度V带高度h与 节宽bp之比。约为0.7,带轮基准直径V带轮上与所配V带节宽bp 相对应的带轮直径。,带的基准长度V带在带轮上张紧后，位于 带轮基准直径上的周线长度Ld 。,二、带传动的设计,1、设计的原始数据： 功率P，转速n1、n2（或传动比i）， 传动位置要求及工作条件等。,2、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。,3、设计准则,主要失效形式： 打滑、疲劳破坏,设计准则： 保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。,特定实验条件,包角=180； i=D2/D1=1; 特定带长； 工作条件平稳；,4、基本额定功率P0 在特定实验条件下单根V带所能传递的功率。,单根V带所能传递的功率,由：,、确定计算功率Pc,、选择带型，由n1和Pc 查图选取,、确定带轮的基准直径D1和D2,、确定中心距a和带长Ld,、确定带的根数z,、确定带的预紧力F0及压轴力Q,、设计带轮,、设置张紧装置,5、带传动设计步骤,Pc=KAP,计算功率的确定,P传递的额定功率。,KA工作情况系数。,带型号的选择,根据计算功率Pc及小带轮转速n1由下图选定带型,带轮基准直径的确定,初选小带轮基准直径D1；,计算从动轮基准直径D2,D2=iD1,* D1、D2均应符合带轮基准直径系列,验算带速v,5 m/s v 2530m/s,中心距及带长的确定,初定中心距a0,0.7(D1+D2)a02(D1+D2),初算带长Ld,查标准选取与Ld相近的基准带长Ld,重算实际中心距a,验算主动轮上的包角1,带的根数的确定,K包角系数。 考虑包角不同对带传动能力的影响。,KL长度系数。 考虑带的长度不同对带传动能力的影响。,P0单根V带的基本额定功率。,P0单根V带额定功率的增量。 考虑实际传动比大于1时，由于带在从动轮上弯曲应力的减小使其传动能力的提高。,带的预紧力及压轴力,计算带的预紧力F0（初拉力）,计算带传动作用在轴上的力Q,一、设计要求,二、带轮材料,三、结构尺寸,重量轻，结构工艺性好，无过大的铸造内应力、质量分布均匀，高速时要经动平衡，轮槽表面要经过精细加工（表面粗糙度一般为1.6），以减轻带的磨损。各轮槽尺寸与角度要有一定的精度，以使载荷分布均匀。,铸铁、铸钢钢板冲压件 铸铝或塑料,1）实心式 D（2.5-3）d 2) 腹板式 D300mm 3）孔板式 D300 (D1-d1100mm时) 4）轮辐式 D350 5）冲压式,13-6 V带轮设计,带轮结构型式,带轮结构型式,13-7 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；, 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。,常见的有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。,1、定期张紧装置,一、张紧装置,3、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。,2、自动张紧装置,二、带的维护,安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上） 带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒 不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀 防护罩 定期张紧 安装时两轮槽应对准，处于同一平面,