机械设计带传动

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,带传动的组成,带传动是由主动轮1、从动轮2和在两轮上的环形传动带3组成,1,带传动的特点和类型,3带传动的,类型,平带传动：,V带传动：,多楔带传动,：,应用不太广，例如：高速磨床。,常多根并用，承载能力大。,应用最为广泛,相当于多个小V带组成，兼有,平带传动和带传动的优点。,适用于轻载的场合，例如：缝纫机。,工作面,工作面,概 述,按截面形状的不同，,摩擦带传动分为：,圆带传动：,平带传动分为：,开口传动,；,交叉传动,和半交叉传动,（带的类型 ）,2,3,平带与V带比较,4,平带与V带比较,5,带传动类型,6,带传动的类型,摩擦型传动,啮合型传动,7,V带的类型与结构,8,V带的类型与结构,9,V带的类型与结构,10,带传动受力分析,传动带在静止时受预拉力F0的作用，带与带轮接触面间产生正压力。,当主动轮转动时，靠带与主、从动带轮接触面间的摩擦力，拖动从动轮转动，实现传动。,紧边拉力F1、松边拉力F2,11,假定环形带总长不变，那么紧边拉力增量,F,1,-F,0,应与松边拉力减量,F,0,-F,2,相等：,带传动受力分析,紧边、松边的拉力差应等于接触面间的摩擦力的总和,Ff,，,称为带传动的有效拉力即圆周力,Fe,：,12,带传动受力分析,当,F,f,达到极限,Fec,时，,F,1,与,F,2,的关系可用柔韧体摩擦的欧拉公式表示：,式中：e 自然对数的底（2.718）,f,带与带轮间的摩擦系数；,带在带轮上的包角。,13,带传动受力分析,带所能传递的最大有效拉力：,与预紧力,F0,成正比；,随包角,的增大而增大；,随摩擦系数,f,的增大而增大。,14,欧拉公式推导,15,应力分析,拉应力,紧边拉应力 MPa,松边拉应力 MPa,16,应力分析,弯曲应力,带绕在带轮上时，由于弯曲而产生弯曲应力,b,。,h,17,为防止过大的弯曲应力，对每种型号的V带，都规定了相应的最小带轮基准直径D,min,。,18,应力分析,离心应力,离心力作用?,离心拉力作用？,离心拉应力c作用？,19,应力分析,20,21,22,23,24,弹性滑动,带是弹性体，由于带在绕入和绕出带轮的过程中所受的拉力不相等，因而产生的弹性变形也不相同。,带在带轮接触面上出现局部微量的向前或向后滑动，造成带的速度与轮的圆周速度不相等。,由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为带传动的弹性滑动。,弹性滑动的大小与带传动传递的载荷成正比。,25,弹性滑动与打滑,接触弧,滑动弧,静弧（进入带轮侧）,接触角,滑动角,静角,载荷增加时，滑动角增大,滑动角=包角时 打滑,26,弹性滑动与打滑,弹性滑动：由于拉力差引起弹性体带在接触弧段的弹性变形发生变化而与带轮之间发生局部的微量的滑动。,正常现象,不可避免,后果：,从动轮的圆周速度小于主动轮的圆周速度,降低了传动效率,引起带的磨损,使带温度升高,打滑：由于过载所引起的带在带轮上的全面滑动。,失效形式,可以也应该避免,后果：,带的严重磨损,带的运动处于不稳定状态,全面的弹性滑动即为打滑。,27,失效形式,打滑,F,1,/ F,2,e,f,疲劳破坏,28,计算准则,在保证带传动不打滑的条件下，具有一定疲劳强度和寿命。,29,30,设计计算程序,计算功率,型号,带轮直径,带的长度,带的根数,张紧力,轴上载荷,31,设计计算：计算功率,P,ca,=K,A,P,kW,32,33,设计计算：选择带型,34,设计计算:带轮直径,D1Dmin,D1符合系列尺寸,35,设计计算:带轮直径,带速,v,太高则离心力大，使带与带轮间的正压力减小，传动能力下降，易打滑。同时离心应力大，带易疲劳破坏。,带速太低，则要求有效拉力,F,过大，使带的根数过多。,一般,v,在525m/s之间。当,v,在1020m/s时，传动效能可得到充分利用。,若,v,过高或过低，可调整,d1,或,n,1,。,36,设计计算:带轮直径,D2=iD1或D2=iD1(1-),D2符合系列尺寸,传动比误差小于5%,37,设计计算:带长,38,设计计算:根数,Z10,39,40,41,42,设计计算：F0,43,设计计算(Q),44,45,46,V带轮设计,材料：,铸铁（HT150、HT200）,铸钢,结构形式,实心式,腹板式,孔板式,轮辐式,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,选择与填空,8-1 带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系_。,（1） F1F2 （2）F1一F2Fe,（3） FlF2=e,fa,（4） F1F2=F0。,8-2 若将传动比不为1的平带传动的中心距减小13，带长作相应调整，而其它条件不变，则带传动的最大有效拉力Fec_。,（1）增大 （2）不变 （3）降低,58,选择与填空,8-3 V带传动在工作过程中，带内应力有_、_ 、_ ，最大应力max =_，发生在_处。,84带传动的主要失效形式是_。设计准则是_。,85带传动不发生打滑的条件是_、为保证带传动具有一定的疲劳寿命，应将紧边应力限制为max _。,59,分析与思考,8-6 试分析比较平带传动和V带传动在结构、工作及应用场合方面的特点。,8-7 与普通V带相比，窄V带的截面形状及尺寸有何不同？其传动有何特点？,8-8 同步带传动的工作原理是什么？它有何独特的优点？,8-9 V带轮的基准直径以及V带的基准长度是如何定义的？,60,分析与思考,8-10 从理论上分析带传动中紧边拉力F1和松边拉力F2的比值F1F2的变化范围。,8-11 带传动工作时，带与小带轮间的摩擦力和带与大带轮间的摩擦力两者大小是否相等？为什么？带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等？为什么？,8-12 带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？为什么？,61,分析与思考,8-13 带传动中的弹性滑动是如何发生的？打滑又是如何发生的？两者有何区别？对带传动各产生什么影响？打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？,8-14 在设计带传动时，为什么要限制小带轮最小直径和带的最小、最大速度？,8-15 试分析带传动中心距、，预紧力F。及带的根数z的大小对带传动的工作能力有何影响？,62,分析与思考,8-16 一带式运输机装置如图所示。已知小带轮基准直径D1=140mm，大带轮基准直径D2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提高生产率，拟在运输机载荷不变（即拉力F不变）的条件下,将输送带的速度v提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一要求，试分析采取下列哪种方案较为合理，为什么？,63,分析与思考,（1）将大带轮基准直径D2减小到280mm；,（2）将小带轮基准直径D1增大到200,mm；,（3）将鼓轮直径D增大到350mm。,64,分析与思考,8-17 在多根V带传动中，当一根带疲劳断裂时，应如何更换？为什么？,8-18 为何V带传动的中心距一般设计成可调节的？在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置较为合理？,8-19 一般带轮采用什么材料？带轮的结构形式有哪些？根据什么来选定带轮的结构形式？,65,设计计算,8-20 已知一窄V带传动，主动轮转速n1= 1460rmin，两带轮基准直径D1=140mm，D2=400mm，中心距a=815mm，采用两根SPA型窄V带，一天运转16小时，工作载荷变动较大，试求带所能传递的功率。,66,设计计算,8-21 某车床电动机和床头箱之间为窄V带传动，电动机转速n1=1440r/min；床头箱负载为4. 0kW，带轮基准直径D1=100mm、D2=250mm，传动中心距a=720mm，预紧力按规定条件确定，每天工作16小时，试确定该传动所需窄V带的型号与根数。,67,设计计算,8-22 一V带传动传递的功率P=7. 5kW，带速v=10m/s，测得紧边拉力是松边拉力的两倍,即F1=2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和预紧力F0。,68,设计计算,8-23 现设计一带式输送机的传动部分，该传动部分由普通V带传动和齿轮传动组成。齿轮传动采用标准齿轮减速器；原动机为电动机，额定功率P=11kW，转速n1= 1460r/min，减速器输入轴转速为400rmin,允许传动比误差为士5，该输送机每天工作16小时，试设计此普通V带传动、并选定带轮结构形式与材料。,69,结构设计与分析,8-24 图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。,70,结构设计与分析,8-25 图中所示为SPB型窄V带轮槽结构，试填写有关结构尺寸、尺寸公差及表面粗糙度值。,71,