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,东莞理工学院专用,*,东莞理工学院专用,1,第八章 带传动,8-1,概述,8-2,带传动工作情况的分析,8-3,普通,V,带传动的设计计算,8-4 V,带轮的设计,8-5,带传动的张紧、安装及防护,带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。,8-6*,同步带传动简介,内容提要,东莞理工学院专用,2,8-1,概述,一,.,带传动的组成 及工作原理,1,组成：,主动轮,1,、从动轮,2,、环形带,3,。,2,工作原理：,安装时带被张紧在带轮上，产生的,初拉力,使得带与带轮之间产生,压力,。主动轮转动时，依靠,摩擦力,拖动从动轮一起,同向,回转。,3,1,n,2,n,1,2,F,0,F,0,F,0,F,0,应用实例：皮带输送装置。,东莞理工学院专用,3,类型,平带,V,型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,二,.,带传动的类型,普通平带,片基平带,片基层,布层,覆盖层,工作面覆盖层,东莞理工学院专用,4,类型,平型带,V,型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,普通带是应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。由于带与带轮槽之间是,V,型槽面摩擦，故可以产生比平型带更大的有效拉力（约,3,倍）。,联组带,大楔角带,二,.,带传动的类型,东莞理工学院专用,5,平型带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,类型,V,型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,联组带,大楔角带,二,.,带传动的类型,东莞理工学院专用,6,抗拉体,平型带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,类型,V,型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,联组带,大楔角带,二,.,带传动的类型,东莞理工学院专用,7,组成：,抗拉体、顶胶、底胶、包布。,帘布芯结构,绳芯结构,包布,顶胶,抗拉体,底胶,节线,节面,节线：,弯曲时保持原长不变的一条周线。,节面：,全部节线构成的面。,三,.V,带的类型及结构,在,V,带轮上，与所配用,V,带的节面宽度相对应的带轮直径称为,基准直径,d,d,。,d,d,b,d,东莞理工学院专用,8,将,V,带套在规定的测量带轮上，在规定的张紧力下，沿,V,带的节宽巡行一周的周线长度，即为,V,带的,基准长度,L,d,。,标准长度系列详见表,8-2,，,P145,b,b,p,h,型 号,Y Z A B C D E,顶宽,b 6,10 13 17 22 32 38,节宽,b,p,5.3 8.5 11 14 19 27 32,高度,h 4,6 8 11 14 19 25,楔角,截面面积,A,（,mm,2,）,18 47 81 143 237 476 722,表,8-1,普通,V,带的截面尺寸,40,普通,V,带有：,Y,、,Z,、,A,、,B,、,C,、,D,、,E,等型号,已标准化,Y,Z,A,B,C,D,E,普通,V,带的尺寸（,=40,，,h/b,p,=0.7,）,东莞理工学院专用,9,=40,，,h/b,p,=0.9,的,V,带称为窄,V,带。,与普通,V,带相比，高度相同时，宽度减小,1/3,，而承载能力提高,1.52.5,倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。,四,.,带传动的特点,1.,适用于中心距较大的传动；,2.,带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；,3.,过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零,件的损坏；,4.,结构简单、成本低廉。,优点：,缺点：,1.,传动的外廓尺寸较大；,2.,需要张紧装置；,3.,由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；,4.,带的寿命较短；,5.,传动效率较低。,东莞理工学院专用,10,应用：,两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。,V,带传动应用最广，带速：,v=525 m/s,传动比：,i7,效率：,0.90.95,五,.,带传动的应用实例,东莞理工学院专用,11,8-2,带传动工作情况的分析,F,0,F,0,F,0,F,0,静止,时，带两边的初拉力相等：,传动,时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：,F,1,=F,2,=F,0,为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。,F,1,F,2,F,1,，,紧边,F,2,松边,F,1,F,f,F,2,F,1,F,2,紧边,松边,设带的总长不变,，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：,F,1,F,0,=F,0,F,2,从动轮,主动轮,n,1,n,2,n,1,n,2,F,0,=(F,1,+F,2,)/2,一、带传动的受力分析,1,、初拉力、紧边拉力、松边拉力,F,f,东莞理工学院专用,12,当圆周力,F,e,F,f,(,整个接触弧上的极限静摩擦力的总和,),时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑,.,经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动失效。,称带与带轮接触弧的总摩擦力,F,f,为有效拉力,F,e,即带所能传递的圆周力：,F,e,=,F,1,-,F,2,且传递功率与有效拉力和带速之间有如下关系：,2,、有效拉力（有效圆周力）及传递功率,F,1,F,f,F,2,紧边,松边,主动轮,n,1,F,f,=F,1,-,F,2,当非满负荷工作时，此摩擦力分布范围并未充满整个接触弧。,东莞理工学院专用,13,二、带传动的最大有效拉力,Fec,及其影响因素,dF,N,F,1,F,2,F+dF,F,f,dF,N,d,dl,d,2,d,2,取一小段弧进行分析：,参数如图,正压力：,dF,N,两端的拉力：,F,和,F+dF,力平衡条件：,忽略离心力,水平、垂直力分别平衡,摩擦力：,f,dF,N,推导过程,(,第,9,版无此内容,),：以平带为例，分析打滑时紧边拉力,F,1,和松边拉力,F,2,之间的关系。,东莞理工学院专用,14,积分得：,紧边和松边的拉力之比为：,柔韧体（,挠性体）,摩擦,的欧拉公式,（注意其成立的条件）,思考题：,带传动中，紧边和松边的拉力之比的取值范围：,联立求解最大有效拉力,F,ec,：,F,ec,=,F,1,-,F,2,东莞理工学院专用,15,F,ec,1,f,在相同条件下,，,V,带能传递较大的功率。,或在传递功率相同时，,V,带传动的结构更为紧凑。,分析如下：,东莞理工学院专用,17,在相同条件下,，,V,带能传递较大的功率。,或在传递功率相同时，,V,带传动的结构更为紧凑。,用,f,v,代替,f,后，得以下计算公式：,F,0,=(F,1,+F,2,)/2,东莞理工学院专用,18,三、带的应力分析,1.,紧边和松边拉力产生的拉应力,紧边拉应力：,松边拉应力：,A,为带的横截面积,表,8-1,2.,离心力（离心拉力）产生的拉应力,带在微弧段上产生的离心力：,带工作时应力由三部分组成,dF,Nc,d,dl,r,F,1,F,2,东莞理工学院专用,19,离心力,F,Nc,在微弧段两端会产生拉力,Fc,。,由力平衡条件得：,dF,Nc,d,dl,r,F,1,F,2,F,c,F,c,d,2,d,2,离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力确作用在带的全长。,离心拉应力：,往,x,轴投影,q,为带的单位长度的质量,P149,表,8-3,东莞理工学院专用,20,3.,弯曲应力,当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力,设,y,为带的中性层到最外层的垂直距离；,E,为带的弹性模量；,d,d,为带轮基准直径。,4.,应力分布及最大应力,max,1,b2,c,2,n,1,n,2,1,2,y,弯曲应力为,:,最大应力,max,出现在紧边与小轮的接触处。,V,带的节线,d,d,V,带轮的基准圆,由材料力学公式得,离心应力,拉应力,弯曲应力,b1,思考题：,为什么,V,带轮槽楔角应小于,V,带楔角？,东莞理工学院专用,21,F,2,F,2,F,1,F,1,四、带的弹性滑动和打滑,设,带的材料符合变形与应力成正比的规律，则,变形量为,：,这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为,弹性滑动,。,弹性滑动是带传动的一种,固有特性，,是不可避免的。,紧边：,松边：,F,1,F,2,1,2,带绕过,主动轮,时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使,带速落后于轮速。,带经过,从动轮,时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使,带速超前于轮速。,从动轮,n,2,主动轮,n,1,总有：,v,2,v,1,东莞理工学院专用,22,得从动轮的转速：,带传动的传动比：,V,带传动的滑动率,=1%2%,，一般可忽略不计。,定义：,为滑动率。,F,2,F,2,F,1,F,1,A,1,C,1,B,1,A,2,B,2,C,2,在带传动正常时，带的弹性滑动只发生在带离开主、从动轮之前,的那一段接触弧上。,东莞理工学院专用,23,F,2,F,2,F,1,F,1,A,1,C,1,B,1,A,2,B,2,C,2,若带的工作载荷进一步加大，,有效拉力达到最大有效拉力,F,ec,后,，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。,问：弹性滑动与打滑的区别与联系？,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。,避免打滑的条件：,F,e,F,ec,1,）相同点：都是滑动；,2,）不同点：,本质不同：,前者是一种固有特性，不可避免；后者是一种失效，可以避免。,发生原因不同：,前者是带两边的拉力差引起的，后者是过载导致。,发生区域不同,：前者是在局部接触弧上，后者是在整个接触弧上。,3,）联系：弹性滑动区域的量变导致打滑的质变,实验一：皮带传动实验,东莞理工学院专用,24,8-3,普通,V,带传动的设计计算,一、,V,带传动的失效形式与设计准则,带传动的,主要失效形式,是打滑和传动带的疲劳破坏。,设计准则：,在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命,。,避免打滑的条件：,为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：,max,=,1,+,b1,+,c,或,1,b1,-,c,式中，,一定条件下，由带的疲劳强度所决定的,许用应力。,带在带轮上打滑或发生脱层、撕裂、拉断等疲劳损坏时，就不能传递动力。因此带传动的设计依据是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。,东莞理工学院专用,25,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。,二、单根,V,带的许用功率,单根带,所能,传递的有效拉力为：,传递的功率为：,为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：,1.,单根,V,带的基本额定功率,P,0,1,b1,-,c,代入得：,在,=,，,L,d,为特定长度、平稳的工作条件下，所得,P,0,称为,单根普通,V,带的基本额定功率,见表,8-4,。,P.151,东莞理工学院专用,26,单根,V,带的基本额定功率是在规定的,试验条件,下得到的。,实际工作条件与试验条件不同时,，应对,P,0,值予以修正。修正结果称为,单根,V,带的额定功率,P,r,K,包角系数,。,考虑,180,时对传动能力的影响，见表,8-6,p.155,K,L,长度系数,；,考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，见表,8-2,p.145,。,P,0,-,功率增量,；,考虑在,i1,，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的情况下，可增大传递功率，取值详见表,8-5,p.153,2.,单根,V,带的额定功率,P,r,(,即实际条件下所能传递的功率,),表,8-6,包角修正系数,包角,1,180,175,170,165,160,155,150,145,140,135,130 125 120,K,1.0 0.99 0.98 0.96 0.95 0.93 0.92 0.91 0.89 0.88 0.86 0.84 0.82,东莞理工学院专用,27,三、带传动的参数选择,1.,中心距,a,一般初选带传动的中心距,a,0,：,推荐范围：,0.7(d,d1,+d,d2,),a,0,2(d,d1,+d,d2,),2.,传动比,i,