第8章带传动课件

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1章 带传动,1,.1 带,传动的基本知识,1,.2 普通V带和V带轮,1,.3,普通V带传动工作能力分析,1,.4 普通V带传动的设计,1,.5 带传动的使用和维护,1.1 带传动的基本知识,一、带传动组成,如图所示,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。当原动机驱动主动带轮转动时，由于带与带轮之间摩擦力的作用，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。,静止时，,两边拉力相等；,传动时，,拉力大的一边称为主动边（紧边），,拉力小的一边为从动边（松边）,靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力,F,1,F,2,F,f,1,2,F,0,F,0,F,0,F,0,二、工作原理,三、带传动的优缺点,优点：,远距离传动,可缓冲、减振，运转平稳,过载保护,结构简单, 精度低, 成本低,缺点：,外廓尺寸大,弹性滑动，传动比不固定，效率低,轴与轴承受力大,寿命短,需要张紧装置,不宜用于高温, 易燃场合,1.按传动形式分,开口传动,：两轴平行，同向回转,交叉传动,：两轴平行，反向回转,半交叉传动,：两轴交错，不能逆转,2.按带的截面分,(1)平带传动：底面是工作面，可实现多种形式的传动,(2)带传动：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，只用于开口传动,四、带传动的类型,(3)多楔带传动：具有平、带的优点(4),圆形带：圆形带的截面形状为圆形, 仅用于如缝纫机、 仪器等低速小 功率的传动,(5),同步带传动,：具有带与链传动的特点,平带实例,V带实例,同步齿形带,3,.,按用途分,（1）,传动带,传递动力用,（2）,输送带,输送物品用,本章仅讨论,传动带,一、V带的结构,伸张层(顶胶)、强力层(抗拉体,)、压缩层(底胶)、包布层,强力层的结构形式有帘布结构和线绳结构。,摩擦力分析：,比较平带与V带,F,n,F,n,F,V,F,V,F,n,8.2 普通V带和V带轮,二、普通V带标准,普通V带：,Y、Z、A、B、C、D、E七种,窄V带：,SPZ、SPA、SPB、SPC四种,截面尺寸见表8.2,带绕在带轮上时产生弯曲，外层受拉伸长，内层受压缩短，内外层之间必有一长度不变的,中性层，,其宽度b,p,称为,节宽,。V带轮上与b,p,相应的带轮直径d,d,称为,基准直径,。与带轮基准直径相应的带的周线长度称为,基准长度,，用L,d,表示。两带轮轴线间的距离a称为,中心距,，带与带轮接触弧所对应的中心角称为包角,基本结构型式,按带轮直径确定,实心式、腹板式、椭圆轮辐式,具体轮槽尺寸见表8.5,三、普通V带轮的结构,直径较小时可采用实心式；中等直径带轮采用腹板式；直径大于350mm时可采用轮辐式。,带轮的材料：,带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200,允许的最大圆周速度为25m/s；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。,1.3 普通V带传动工作能力分析,一、,带传动的受力分析,二、,紧松边拉力关系,三、,最大有效拉力,一、带传动的受力分析,静止时，,两边拉力相等=F,0,张紧力,工作时:,拉力增加,紧边： F,0,F,1,紧边拉力,拉力减少,松边： F,0,F,2,松边拉力,工作状态:,带两边拉力不相等,紧松边判断：,绕进主动轮的一边紧边,F,1,F,2,F,0,F,0,F,0,F,0,F,f,紧边,松边,二、紧松边拉力关系,紧边由F,0,F,1,拉力增加，带增长,松边由F,0,F,2,拉力减少，带缩短,总长不变,带增长量带缩短量,F,1,F,0,F,0,F,2,; F,1,F,2,2F,0,有效拉力:,F,1,- F,2,即带所传递的圆周力F,圆周力F：,F = F,1,- F,2,= F,f,打滑：,外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动,F,1,F,2,F,0,F,0,F,0,F,0,F,f,紧边,松边,三、最大有效拉力,当传动带和带轮间有全面滑动趋势时，摩擦力达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，紧边拉力和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示，即,a,小带轮的包角,此时，带所能传递的最大圆周力,影响因素：,初拉力F,0,F,包角F，带与带轮接触弧越长总摩擦力越大,摩擦系数 f F,F,0,越大越好吗？,越小呢？,F,1,F,2,F,f,紧边,松边,四、带传动的弹性滑动和传动比,F,1,F,2,紧边,松边,1.弹性滑动,分析：,带是弹性体,受到拉力后会产生弹性伸长。,带由紧边绕过主动轮进入松边时，带内拉力由,F,1,减小为,F,2,，其伸长量也由 ，这说明带在绕经带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了 ，导致带的速度逐渐小于主动轮的圆周速度；同样，带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。这种,由于带的弹性滑动而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动,。,什么是弹性滑动, 什么是打滑? 对传动有什么影响？,为什么会发生弹性滑动或打滑? 是否可以避免?,弹性滑动,定义：,由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动,产生的原因,：,带的弹性、松边与紧边拉力差,变形量改变，,相对轮滑动,弹性滑动的特点,：,弹性滑动,不可,避免,F,弹性滑动 ,弹性滑动范围,后果：,带速滞后于主动轮，超前于从动轮,v,1, v,带, v,2,，,v,1, v,2,带传动传动比,不稳定,F,1,F,2,紧边,松边,弹性滑动,率：,如果弹性滑动扩,展到整个接触弧,?,2.打滑,特点,：,打滑,可以,避免,，,而且应当避免,短时打滑起到过载保护作用,打滑先发生在小带轮处,后果：,打滑,带的剧烈磨损,从动轮转速剧烈降低,失效,?,如何防止打滑,在一定的初拉力F,0,作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。,弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。,打滑,是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而,弹性滑动,是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。,结论,1.4 普通V带传动的设计,1 带传动的应力分析,2 带传动的失效形式和设计准则,3 单根V带传递的功率,4 V带传动的设计步骤和方法,1 带传动的应力分析,带传动工作时,带中的应力由以下三部分组成,(1) 带的拉力产生的紧边拉应力,1,和松边拉应力,2,为,式中, A为带的横截面面积, 单位为mm,2,。,(2) 带的离心力产生的离心拉应力,由于带本身的质量, 带绕过带轮时随着带轮作圆周运动将产生离心力，且,离心力作用在带的全长上,。 离心力将使带受拉, 在截面产生离心拉应力,式中,c,为离心拉应力, 单位为MPa； v为带速, 单位为m/s；,q,为带单位长度上的质量, 单位为kg/m, 见表8.6。,普通V带截面尺寸和单位带长质量(GB/T 11544-1992),(3) 带的弯曲产生的弯曲应力,弯曲时横截面上的正应力分布规律如下图所示,传动带绕经带轮时要弯曲, 其弯曲应力可近似按下式确定：,式中:,E,为带的弹性模量, 单位为MPa；,h,为带的厚度, 单位为mm；,d,d,为带轮的基准直径, 单位为mm。,图示8.9为带工作时的应力分布情况, 各截面的应力大小由该处引出的带的法线长短表示。 最大应力发生在紧边和小轮接触处, 其值为,max,=,1,+,c,+,b1,由图8.9可知, 带在工作过程中, 其应力是在,min,=,2,+,c,与,max,=,1,+,c,+,b1,之间不断变化的, 因此, 带经长期运行后会发生疲劳破坏。,图8.9 带的应力分布,为保证带具有足够的疲劳强度, 应满足,max,=,1,+,c,+,b1,式中, ,为根据疲劳寿命决定的带的许用应力, 其单位为MPa, 其值由疲劳实验得出。,疲劳破坏是指材料在交变应力作用下的破坏。,2 带传动的失效形式和设计准则,失效形式：,打滑、带的疲劳损坏,设计准则：,F,F,fmax,、,s,max,=,s,1,+,s,b1,+,s,c,s,设计依据：,保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命,3 单根V带传递的功率,保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命,基本额定功率P,0,可查表,8.7-表8.17,基本额定功率确定条件,：,i,=1,特定带长，工作平稳,实际工作中单根带所能传递的许用功率,：,不打滑,不疲劳破坏,长度系数,包角系数,时的功率增量（见式8.11）,4 V带传动的设计步骤和方法,已知条件及设计内容：,已知条件,设计内容,传递的名义功率,P,主动轮转速,n,1,从动轮转速,n,2,或传动比,i,传动位置要求,工况条件、原动机类型等,V带的型号、长度和根数,带轮直径和结构,传动中心距,a,验算带速,v,和包角,计算初拉力和压轴力,（1）,确定计算功率,Pc计算功率(kW)；,K,A,工作情况系数，查表8.21；,P 传递的额定功率(kW)。,具体设计步骤和方法,（2）选择V带的型号,根据计算功率Pc和小带轮转速n,1,，由选型图（图8.12）选择普通V带的型号。,一般取 ， 并符合带轮,基准直径尺寸系列,，,若过小则带的,弯曲应力太大而导致带的寿命降低,；反之，则带传动的,外廓尺寸增大,。,普通,V,带轮,的最小基准直径如下：,（3）确定带轮的基准直径d,d1,、d,d2,大带轮的基准直径由下式计算:,带型,d,d min,Y,Z,A,B,C,D,E,20,50,75,125,200,355,500,根据计算结果由表8.3取标准值,20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 900 1000,普通V带轮的基准直径系列,则实际传动比及从动轮转速为：,求出从动轮的转速误差率（在5以内为允许值）,（4）验算带速v,m/s,带速一般限制在525m/s之间,。,d,d1,小带轮的基准直径(mm)；n,1,小带轮的转速(r/min),因,P,=,Fv,所以当带速一定时, 传递功率,P,愈大, 则有效拉力,F,愈大, 所需带与轮面间的摩擦力也愈大。 当功率一定时, 转速愈高, 带的有效拉力就愈小。,初步确定中心距a,0,：,设计时如无特殊要求，可按下式,初定,（5）确定中心距a和带的基准长度L,d,实际中心距a:,0.7(d,d1,+d,d2,)a,0,2(d,d1,+d,d2,),基准长度计算：,由带传动的几何关系可得带长计算公式：,L,0,带的基准长度计算值，查表8.4选定带的基准长度L,d,。,（6）验算小带轮包角,一般要求 ，若不能满足，,可增大中心距或设置张紧轮。,考虑到安装、张紧的调整，将中心距设计成可调式,a,min,=a-0.015L,d,a,max,=a+0.03L,d,（7）确定带的根数,z,带的根数应取整数。为使各根带受力均匀，带的根数不能太多，一般25根为宜，最多不多于810根。否则应加大带轮基准直径或选择较大型号的带，重新设计。,（8）确定单根带的初拉力 F,0,保持适当的初拉力是带传动正常工作的必要条件。初拉力过小，则传动时摩擦力过小易打滑；过大则降低带的寿命，并增大了轴和轴承的压力。单根V带的初拉力可按下式计算,N,q为每米带长的质量(kg/m),见表8.6,（9）计算作用在带轮轴上的压力F,Q,为了设计轴和轴承，必须求出V带作用在轴上的压力。可按下式计算,N,7、计算带的根数,z,2、根据,n,1,、,P,c,选择带的型号,3、确定带轮基准直径,d,d1,、,d,d2,带轮愈小，弯曲应力愈大，所以,d,d1,d,min,d,d2,=,i,d,d1,(1,)，圆整成标准值,归纳具体步骤,1、确定计算功率,P,c,K,A,P,工况系数，查表8.21,4、验算带速,v,(,v,525m/s),N,5、确定,中心距,a,及带长,L,d,6、验算主动轮的包角,1,N,z, 7 ？,N,Y,8、确定初拉力,F,0,9、计算压轴力,F,Q,10、带轮结构设计,问题：带传动适合于高速级还是低速级？,根据图8.12,套基准长度，表8.4,a,过小，带短，易疲劳,a,过大，易引起带的扇动,确定中心距,初定中心距,a,0,0.7(,d,d1,+,d,d2,) ,a,0, 2(,d,d1,+,d,d2,),初算带长,L,0,计算实际中心距,a,（圆整）,取基准带长,L,d,(表8.4),带轮结构设计,1.5 带传动的使用和维护,为什么要张紧？,安装制造误差、塑性变形,F,0,不保证,设张紧装置,常见的张紧装置:,调整中心距,定期张紧,自动张紧,调整张紧轮,1.带传动的张紧,(1)调整中心距方式,采用定期改变中心距的方法来调节带的张紧力，使带重新张紧。常见的有,滑道式,和,摆架式,两种结构。,滑道式,(2)张紧轮方式,定期张紧,自动张紧,定期张紧:,摆架式,将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。,当中心距不能调节时，可采用,张紧轮,将带张紧，如图所示。张紧轮一般放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。,张紧轮方式,(1),安装V带时，应按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动，也可凭经验安装，带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜。新带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。,严禁用其他工具强行撬入或撬出，以免对带造成不必要的损坏。,(,2）安装带时，两带轮轴线应相互平行，其V型槽对称平面应重合。,2.带传动的安装,（3）同组使用的带应型号相同，长度相等，以免各带受力不均。,3.带传动的维护,（1）要采用安全防护罩，以保障操作人员的安全；同时防止油、酸、碱对带的腐蚀。,（2）定期对带进行检查有无松驰和断裂现象，如有一根松驰和断裂则应全部更换新带。,（3）禁止给带轮上加润滑剂，应及时清除带轮槽及带上的油污。,（4）带传动工作温度不应过高，一般不超过60,C,。,（5）若带传动久置后再用，应将传动带放松。,作业,书上：14页,20页,相关的题型,精品课件,！,精品课件,！,总结,