第8章-带传动-上课..

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8章 带传动,8-1,带传动概述,8-2 带传动的工作情况分析,8-3 带传动的设计计算,8-5 带传动的张紧与维护,8-6 带传动设计实例,8-4 带轮结构设计,8-1,带传动概述,固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；,固联于从动轴上的带轮3(从动轮)；,紧套在两轮上的传动带2。,1带传动的组成,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）,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）。,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,噪音小,4）适于远距离传动,5）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，使带寿命较短,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,。,应用场合：,1）速度较高的场合；v=5-30m/s,2）中小功率的情况下，通常不超过50KW,3）传动比i小于7.最大用到10；,4）对于传动比要求不十分精确。,4带传动的主要类型,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，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。,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。,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,。,5传动带的类型,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,平 带,详细介绍,普通V 带,详细介绍,多楔 带,详细介绍,同步带,详细介绍,窄V 带,详细介绍,标准普通带都制成无接头的环形。基结构由顶胶、抗拉体、底胶和包布等部分组成。,6V带结构与类型,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。,带的截面尺寸,普通V带的基准长度(公称长度)L,d,标注：例 A 2240A型带 公称长度 L,d,=2240mm,楔角要求,：V带剖面角 ，为保证带与轮槽接触良好，增大摩擦力，其轮槽角 ，一般 ，差6，4，2， ,7带传动的应用,返回,8-2 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,尚未工作状态,工作状态,带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为,F,0,。,带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为,F,1,和松边拉力为,F,2,。,设带的总长度不变，根据线弹性假设：,F,1,F,0,F,0,F,2,；,或：,F,1,F,2,2,F,0,；,定义由负载所决定的传动带的有效拉力为,F,e,P,/,v,，则显然有,F,e,F,f,。,工作状态,带传动的最大有效拉力,F,elim,有多大？,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,：,F,e,F,f,F,1,F,2,；,因此有：,F,1,F,0,F,e,2；,F,2,F,0,F,e,2,；,工作状态,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,F,elim,。,由欧拉公式可知：,包角的概念,预紧力,F,0,最大有效拉力,F,elim,包角,最大有效拉力,F,elim,摩擦系数,f,最大有效拉力,F,eclim,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,F,0,。,二、带传动的应力分析,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。,带传动的应力分析演示,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,Z,A,B,C,SPZ,SPA,SPA,SPC,d,min,（mm）,50,75,125,200,63,90,140,224,三、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。,弹性滑动导致：从动轮的圆周速度,v,2,主动轮的圆周速度,v,1,，速度降低的程度可用滑动率来表示：,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,F,elim,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。,返回,8-3 V 带传动的设计计算,1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,。,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,。,2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。,单根V带的基本额定功率,P,0,是根据特定的实验和分析确定的。,，,特定带长，平稳工作条件下单根带传递的许用功率P。,单根三角带在不打滑的前提下所能传递的功率为：,传递最大有效拉力：,传递的临界功率：,详细说明,由疲劳强度条件：,由于单根带基本额定功率,P,0,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,P,0,进行修正，以满足设计要求。,3带传动设计,设计的原始数据为,：,功率,P,，转速,n,1,、,n,2,（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。,4带传动设计步骤,确定计算功率P,ca,：,P传递的额定功率（KW,）,K,A,工况系数，表8-7,选择带型号：P,ca,，n,1,图8-11（型号）,确定带轮直径d,d1,和d,d2,d,d1,过小，弯曲应力增加， d,d1,过大相同转速下带速增加，所以设计时， d,d1,大于或等于d,dmin,和带速v=525m/s, 先按表8-6选取,d,d1,，,然后验算 v,d,d2,=i,d,d1,d,d2,也要按表8-8圆整后选取，从动轮的实际转速误差要控制在5%以内。,说明,说明,确定中心距a和带的基准长度L,d,（1）初定中心距a。如果中心距未定，可按下式初选。,根据L,0,，即可由表8.2选取,接近的L,d,( 2 ) 确定中心距a，中心距a可用下面近似公式计算：,考虑到安装、调速和补偿张紧的需要，实际中心距调整范围为：,说明,验算小轮包角,确定V带的根数,（1）确定实际工作条件下单根V带所能传递的功率Pr,Pr=（P,0,+,P）K,K,L,P说明,K,说明,（2）确定带的根数z,根数z应小于或等于8. 否则就要加大带轮直径甚至改选V带型号, 确定带的初拉力F,0,（单根带）,计算带作用于轴的压力F,Q,返回,1V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。,8-4 V,带轮结构设计,2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。,3结构与尺寸,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。,带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。,详细说明,根据带的截型确定轮槽尺寸。,详细说明,返回,8-5,带传动的张紧装置与维护,张紧的目的,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,自动张紧装置,张紧轮装置,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。,带的维护,安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）,返回,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,8-6,带传动设计实例,设计已知条件,：设计一普通V带传动，该传动为带式输送机传动系统中的高速级传动，所需的传递功率P=5.5KW，由Y系列三相异步电动机驱动，转速n,1,=1440r/min; 从动轮转速n,2,=550r/min.每天工作8小时。,确定计算功率P,ca,：,查表8-7得：K,A,=1.1,P,ca,=1.1X5.5=6.05KW,选择带型号：,由P,ca,，n,1,查图8-11，选A型V带；,确定带轮直径d,d1,和d,d2,由表8-6及表8-8，取小带轮,d,d1,=112mm,小带轮转速V=d,d1,n,1,/60X1000=8.44(m/s),从动轮直径：d,d2,=id,d1,=293.24mm, 查表8-8选取,d,d2,=280mm,从动轮的实际转速n2=n1/(280/112)=576m/s,实际转速和设计的转速差为：,（576-550）/550X100%=4.7%5%,确定中心距a和带的基准长度L,d,（1）初定中心距a。,取a。=500mm,L,0,=1630mm,查表8-2得：L,d,=1600mm,( 2 ) 确定中心距a，,验算小轮包角,确定V带的根数,由表8-4a 通过d,d1,及n,1,经线性插值得P,0,=1.6KW,P,0,=（P,0,+,P）K,K,L,P=0.17（表8-4b）,K=0.95（表8-5）,K,L,=0.99（表8-2）, 确定带的初拉力F,0,（单根带）,取z=4,取q=0.1由表4.1查得,计算带作用于轴的压力F,Q,设计结果：,带型：,A型V带；,带长,：L,d,=1600mm,根数：,4根,中心距,：a=485mm,带轮直径,：d,d1,=112mm,d,d2,=280mm,