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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,13,章 带传动,13.1,概述,一、带传动的工作原理,组成,主动带轮,从动带轮,传动带,V,工作原理：靠摩擦力传递运动,特点：结构简单，传动平稳，缓冲吸振，过载打滑，有安全保险作用，但不能保证准确传动比,平带传动：传动较大中心距场合,V,带传动：结构紧凑，传动比较大，摩擦力较大，用的较广泛,多楔带传动：兼有平带与,V,带的优点，主要用于传递功率较大结构要求紧凑的场合,保证固定传动比，预紧力较小，但安装中心距要求高，用于要求传动比准确，小功率传动中,二、带传动的类型及应用,三、,V,带的类型与结构,1,、类型,2,、结构：,制成无接头的环形，截面结构如下,：,4,1,3,2,顶胶,抗拉体,帘布芯：制造方便,绳芯：柔韧性好，抗弯强度高,底胶,包布,帘布芯结构,绳芯结构,3,、,尺寸,b,b,p,h,b,b,p,h,顶宽,节宽,高度,楔角（,40,）,h,b,p,相对高度,4,、型号,截面尺寸,长度尺寸,L,d,：定义在带轮基准直径,d,d,上，而,d,d,与节宽相,b,p,对应，表,13-1,普通,V,带,h/b,p,=0.7,分为：,Y.Z.A.B.C.D.E,七种型号,窄,V,带,h/b,p,=0.9,分为：,SPZ.SPA.SPB.SPC,四种型号,13.2,带传动的工作情况分析,F,0,F,0,F,0,F,0,未工作时：预紧力,F,0,一、带传动的力分析,以带为分离体，可以看出工作以后：,上边：两轮给带,F,f,的使其放松，为松边，即：,F,0,F,2,松边拉力,下边：两轮给带,F,f,的使其拉紧，为紧边即：,F,0,F,1,紧边拉力,大轮给带,n,1,n,2,F,1,F,1,F,2,F,2,F,f,工作时：带与轮间产生摩擦力,F,f,F,f,F,f,带给大轮,小轮给带,n,1,n,2,F,1,F,1,F,2,F,2,F,f,F,f,若近似认为带总长度不变，则：紧边力的增量应等于松边力的减少量,。,若取主动轮端的带为分离体，则：有,T=0,有效拉力,F,e,：带和带轮接触面上各点摩擦力的总和。,F,F,F,f,2,1,o,1,d,p1,带传动的功率,P,紧边与松边拉力：,将（,2,）式代入（,1,）式可得：,（,3,）,结论：若,P,则,F,e,而,F,e,则,F,1,和,F,2,的拉力差增大，该差值的增大反映了带和带轮之间摩擦力的变化。若其他条件不变，这个差值有个极限，该极限将制约了带传动的能力。若超过这个极限，带传动将会失效，即打滑出现。,二、带传动的最大有效拉力,F,ec,及其影响因素,忽略带作圆运动时离心力，取主动轮上一小段带为分离体,dN,F+dF,F,fdN,受力分析如下,：,欧拉公式,自然对数的底，,e=2.718,摩擦系数，对,V,带，采用,f,V,带在轮上的包角，,(rad),将（,3,）式带入欧拉公式，并整理得：,分析：由（,4,）式可知最大有效拉力与下列因素有关,（,4,）,#,预紧力,F,0,F,ec,，但,F,0,过大，摩擦力加剧，缩短带寿命。,F,0,过小，带传动的工作能力不能充分利用,#,包角,F,ec,，为增大,应把紧边放在下面，松边在上面,#,摩擦系数,f,F,ec,，,V,带比平带的,f,大,受力分析小结,（,3,）,（,4,）,预紧力,F,0,紧边拉力,F,1,松边拉力,F,2,摩擦力的总合,F,f,有效拉力,F,e,最大有效拉力,F,ec,带传动时，当带有打滑趋势时，摩擦力达到极限，则带传动的有效拉力达到最大有效拉力,欧拉公式,三、带的应力分析,离心拉应力：,q,带单位长度质量,kg/m,（表,13-1,）,V,带速,m/s,A,带截面积,mm(,表,13-1),拉应力：,弯曲应力：,E,带的弹性模量,h,带的高度,mm,（表,13-1,）,d,d,带轮直径,mm,结论：,带是处于变应力下工作的，因此在工作一定时间后将发生疲劳破坏。其中最大应力位于带进入小轮处。,四、带的弹性滑动和打滑,1,、弹性滑动,：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动。,#,弹性滑动的原因,：,带受力发生弹性变形；且紧边松边有拉力差，则带在不同段产生不同的弹性变形。,在主动轮上，带的拉力由大变小，变形也由大变小，带将回缩，带速滞后于主动轮；,在从动轮上，,带的拉力由小变大，变形也由小变大，带将前伸，带速超前于从动轮；,#,弹性滑动的结果,：,V,2,V,1,F,F,F,F,1,1,2,2,A,1,B,1,C,1,A,2,B,2,C,2,从动轮速度的降低量用滑差率,表示,但实际应用中，由于,很小，可忽略，即：,F,F,F,F,1,1,2,2,A,A,B,B,1,1,2,2,C,1,C,2,F,F,F,F,1,1,2,2,A,A,B,B,1,1,2,2,C,1,C,2,2,、打滑：,滑动弧：,C,1,B,1,C,2,B,2,静弧：,C,1,A,1,C,2,A,2,F,e,滑动弧增大，,F,e,增大到,F,ec,时，,滑动弧扩大到整个接触弧，继续增大将产生打滑。传动将失效。,弹性滑动与打滑的区别,弹性滑动,打滑,发生原因,带的弹性变形，传动中紧边与松边的拉力差，引起带在轮面的弹性滑动,过载，需要传递的圆周力大于摩擦力引起,现象,局部带在局部轮面上，即滑动弧上,整个带在带轮面上发生弹性滑动,后果,从动轮圆周速度低于主动轮，效率下降，引起带磨损，升温,引起严重磨损，传动失效,防治措施,弹性滑动不可避免，但可选用大弹性模量的材料降低这种滑动,保证：,F,1,/F,2,e,f,1,13.3 V,带传动的设计计算,一、设计准则和单根带基本额定功率,1,、失效形式,：打滑，疲劳破坏,2,、设计准则：,在保证不打滑条件下，具有一定疲劳强度与寿命,3,、单根带允许传递的基本额定功率,P,0,(kW),保证不打滑的条件是,（,2,）代入（,1,）得：,保证带寿命的疲劳强度条件：,将不打滑条件改为功率形式，则得单根带允许传递的基本额定功率,P,0,(kW),（,kW,）,在包角,=,180,，特定长度，平稳工作条件下，,P,0,值见表,13-7,二、带传动设计概述,1,、原始数据,：功率,P(kW),转速,n,1,n,2,（或传动比,i,），传动位置要求，工作条件,原动机类型等,2,、设计内容：,确定带型、带长、带的根数、中心距、带轮直径及结构、压轴力等,三、带传动设计步骤与方法：,设计中有待思考的问题,为什么要对带传动中的小带轮直径的最小值加以限制？,带的工作速度一般为,525m/s,，带速为什么不宜过高又不宜过低？,在带传动中，为什么要限制传动的最小中心距？选取中心距时要考虑哪些问题？,为什么要限制包角的最小值？如何增大包角？,为什么要限制带的根数？,求计算功率,P,ca,=K,A,P,确定带型,确定带轮直径,d,d1,，并计算,d,d2,校核带速,确定中心距,a,，和带的基准长度,L,d,计算小轮包角,1,计算带的根数,z,计算预紧力,F,0,计算压轴力,F,p,否,否,否,K,A,工况系数（表,13-3,）,按,P,ca,和,n,1,查图,13-11,参考表,13-2,或图,13-11,Z10,包角系数，查表,13-5,长度系数，查表,13-6,单根带基本额定功率，查表,13-7,额定功率的增量,（计入传动比的影响）,，查表,13-8,预紧力：,1.8,G,预紧力的控制：在带与带轮切点跨距中点,M,，加载荷,G,，使沿跨距每长,100mm,所产生的挠角,1.8,来控制的。,压轴力：,zF,zF,0,0,F,p,例题：,图示为一带式运输机，电动机与减速器之间采用,V,窄带传动，已知电动机型号为,Y112M-4,，额定功率,P=4kW,，转速,1,=1440r/min,，传动比,i=3.8,，一天运转时间,300mm:,轮辐式,d,1,=(1.82)d,D,0,=0.5(D,1,+d,1,),d,0,=(0.20.3),(,D,1,-d,1,),C,=,(1/71/4)B,L=,(,1.52)d,若,B1.5d,则,L=B,d,d,D,1,d,a,d,d,1,B,L,C,D,0,d,0,13.5,带传动的张紧,一、定期张紧装置,二、自动张紧装置,三、张紧轮装置,思考题,1.,简述带传动中紧边拉力,F,1,，松边拉力,F,1,和有效拉力,F,e,，预紧力,F,0,之间的关系。,2.,说明带传动的弹性滑动是如何产生的？为什么不可避免？其后果是什么？,3.,简述带传动中打滑产生的原因和后果。,4.,简述带传动的主要失效形式及带传动设计的主要依据。,5.,简述带轮基准直径,d,d,，带速,v,，中心距,a,，带的基准长度,L,d,，小带轮包角,1,及预紧力,F,0,的大小对传动的影响。,6.,在多级传动方案中，为什么常常将带传动放在高速级？,7.,简述传动带的张紧轮应安装在带的紧边还是松边？并说明其原因。,8.,带传动工作时其应力变化情况如何？最大应力为多少？出现在什么位置？,
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