CH08带传动分析

第八章 带传动,8-1,概述,8-2 带传动的工作状况分析,8-3 一般带传动设计,8-4 一般带轮,8-5,带传动的张紧装置,概述,由,主动轮、从动轮和传动带,组成。,8-1 概 述,啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上的齿相,互啮合传递运动和动力。也称为,同步带传动,1带传动的组成,2传动原理,本章主要介绍摩擦带传动。,主动轮,从动轮,摩擦型带传动：靠带和带轮间的摩擦力传递运动和动力,如,V,带传动、平带传动等。,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,：,平带的截面外形为矩形，内外表为工作面。,应用不太广，例如：高速磨床。,截面外形为梯形，两侧面为工作外表。常多根并用，承载力气大。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,概 述,1)按截面外形的不同，摩擦带传动分为：,圆带传动：,平带传动分为：开口传动、穿插传动、半穿插传动、带张紧轮的传动。,2)按用途,分为：传动带和输送带,工作面,概 述,2.带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小；,3.摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此疼惜其他零件。,缺点,：,1.带的寿命短，在有油的场合，寿命更短；不宜用于高,温、易燃等场合,2.对摩擦带传动，传动比不恒定；,优点,：,1.适用于中心距较大的传动，,4,带传动的,特点,在各类机械中应用广泛，但摩擦带传动不适用于对传动比有准确要求的场合。,5带传动的,应用,通常，传递的,功率,700 kW；,带速,一般为,525m/s,；传动比,i,7,。,3.效率较低。,4.构造简洁，本钱低；,一、受力分析,尚未工作状态,带传动尚未工作时，带所受的拉力称为,初拉力,，用,F,0,表示。,工作状态,带传开工作时，一边拉紧，称为紧边；另一边放松，称为松边。,松边拉力,紧边拉力,设带的总长度不变，则,F,1,F,0,F,0,F,2,即：,F,1,F,2,2,F,0,主动,从动,1,8-2 带传动的工作状况分析,带传动的工作状况分析,有效拉力,F,F,1,F,2,有效拉力 FN的大小取决于所传递的功率 PkW。,即,带速（m/s ）,有效拉力 F 是由带与带轮接触面上的摩擦力供给的。当传递的功率超过极限摩擦力即过载时，将发生“打滑”现象。,打滑,是由,过载,引起的一种,失效形式。,缠绕在带轮上的带作圆周运动，,带的全长,都将受到,离心拉力,：,式中：,q,每米带长的质量，kq/m。,2,由上面公式可知：,立刻打滑时，有效拉力到达最大。此时，F1 和F2 之间的关系为：,欧拉公式,忽略离心拉力时,（3）,由1、2、3式整理得：,最大有效拉力,预紧力,F,0,，则,F,max,包角,，则,F,max,当量,摩擦系数,f,v,，则,F,max,带传动的工作状况分析,当量摩擦系数,带包角,应力分析,在工作中，带所受的应力有：,二、带传动的应力分析,注：1打滑总是发生在小轮上。,松边拉应力,：,作用于带的全长,2）,离心拉应力,：,1）,紧边拉应力,：,带传动的工作状况分析,3弯曲应力：V带绕在带轮上时产生的弯曲应力,分析详见,式中：E带的弹性模量Mpa,h,带的厚度（mm）,带轮的直径（mm）,紧边,刚绕,上小带轮,处应力最大。,带受变应力作用，会产生“疲乏破坏”是带传动的另一失效形式。,带的疲乏强度条件：,小轮上的弯曲应力,许用应力,带传动的工作状况分析,弹性滑动,三、带传动的弹性滑动,带传动中由于带的弹性和拉力差所引起的带与带轮之间的微小相对滑动，称为,弹性滑动,。,考虑弹性滑动时,，传动比为：,（演示）,主动轮,后果：,用,滑动率,表示弹性滑动的程度。,通常，,，一般工程计算可以无视不计，则,带传动的工作状况分析,注：,当传递的有效拉力大于极限摩擦力时，带与带轮间将发生全面滑动，这种滑动称为打滑。打滑将造成带的严峻磨损，使从动轮转速急剧降低，致使传动失效。打滑首先发生在校带轮上。打滑是带传动的主要失效形式之一，是应避开的，。,带传动中弹性滑动是由于带的弹性和拉力差所引起的带与带轮之间的微小相对滑动。是传动中不行避开的现象。带的弹性滑动区域扩展至整个带与带轮的接触面时，就发生了打滑。,弹性滑动引起的不良后果：,产生摩擦功率损失，降低了传动效率；,引起带的磨损，并使带温度上升；,使从动轮的圆周速度低于主动轮，即,v,2,v,1,；,带传动的工作状况分析,8-3 一般带传动设计,小 大,V带有一般V带、窄V带、宽V带、联组V带等多种类型，其中一般V带应用最广，本节主要介绍一般V带传动。,一般V带已经标准化，是无接头的环形带。,包布,顶胶,承载层,底胶,七种截型：,Y，Z，A，B，C，D，E,见表8-1,基准长度 ：沿,节面,量得的周线长度。,1.一般V带,标准系列见图86,一、一般V带及V带轮,注：,V,带在带轮上弯曲时，带中保持原有长度不变的周线称为,节线,；,由全部节线组成的面称为,节面,；节面宽度称为,节宽,，用 表示。,节面,2.一般V带轮,轮缘,轮毂,注：轮槽的楔角 应比普通,V,带的楔角（,40,）小。,为什么？,（轮槽）,轮槽尺寸（,见表81）,。,基准直径,：,V带轮的典型结构：,实心式,腹板式,孔板式,轮辐式,（详细介绍）,轮槽宽度等于 V 带节宽,b,p,处的圆周直径。,腹板,（或轮辐）,带轮的材料：,灰铸铁,钢,铝合金,工程塑料等。,一般带传动设计,设计准则,带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲乏破坏。,带传动的设计准则：不打滑，带又具有确定的疲乏强度。,二、带传动的设计准则,式中：,带的许用拉应力，由实验测得。,单根V带的根本额定功率P1,由,和,得：,单根一般V带在特定条件下的根本额定功率P0见表8-2。,特定带长，载荷平稳,一般带传动设计,V带传动的设计1,三设计计算及参数选择,原始数据：功率P，转速n1、n2或传动比 i 及工作条件等。,设计内容：,确定带的,截型,、,长度,、,根数,、传动,中心距,、,带轮直径,、,压轴力,、,张紧力,等。,1,.求计算功率,P,c,式中：工况系数，,见表83,。,2,.确定带的截型,依据 Pc 和 小轮转速 n1 查图811选取。,3.确定带轮直径 dd依据表8-4和图811选取,注：为减小弯曲应力，规定了,最小带轮直径,d,min,。,见表85,d,d,1,d,d,min,；,dd 的系列值见表84,一般带传动设计,4,.验算带速,，则离心力,，接触面上的正压力,，承载能力,，则传递的功率,，即承载能力,适宜的带速为：,5,.中心距,a,和带的基准长度,L,d,V带传动的设计2,a 过大，带简洁抖动；a 过小，则带简洁疲乏。,初定中心距：,按,式（819）,计算所需的带长,选标准的,（,表82,）,按式820或式821计算实际中心距 a。,一般带传动设计,P,0,考虑 时，单根V带的功率增量，见,表85,。,P0 单根一般带的根本额定功率，见表82。,6,.验算小轮包角,越小，则承载能力就越低。,故,要求,：,7,.计算带的根数,Z,K,L,带长修正系数，见,表86,。,K,包角修正系数，见,表87,。,一般带传动设计,假设不满足，应适当增大中心距或减小传动比来增加小轮包角。,带的根数不宜过多，通常z10，否则应增大带的型号或减小带,轮直径，然后重新计算。,8,.确定初拉力,F,0,F0 越大，则承载力气越大，但带所受的拉力也越大，使带的寿命降低。,适宜的张紧力 F0,9.压轴力 FQ轴上载荷,一般带传动设计,8-5 带传动的张紧装置,带必需在张紧后，传动才能正常工作；,张紧的目的,运转确定时间后，带会松弛，必需重新张紧，才能正常工作。,常见的张紧装置有,定期张紧装置和自动张紧装置,。,一、,定期张紧装置,8-5 带传动的张紧装置,带传动的张紧装置,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一样。,二、,自动张紧装置,带传动的张紧装置,例题：一车床的电动机和床头箱之间承受垂直布置的v带传动己知电动机功率P7.5kw，转速n1450rmin，要求传动比i2.1，两班制工作，载荷变动小，依据机床构造，取中心距a900mm，试设计此带传动。,解：1.求设计功率P,c,依据工作状况查表8-3，取工况系数KA=1.2,则,2.选取带型号,依据Pc和n，由图上选取B型带,3.选取带轮基准直径,由表8-4选取d,d1,=160mm；则d,d2,=id,d1,=2.1160=336mm,由表8-1 取d,d2,=355mm,4.验算带速,V在525之间，适宜,5.计算中心距,和带的基准长度L,0,由条件，初定中心距 0=900mm，初定带长,查图8-6带的标准长度系列，选取L,d,=2500mm,实际中心距,6.验算小带轮包角,大于120o，适宜,7.确定带的根数,查表8-2知，单根V带的许用功率P,0,=3.6kW；,查表8-5知，单根V带的许用功率,P,0,=0.46kW；,查表8-6，8-7知K,a,=0.97，K,L,=1.03；,取Z=3,8.确定带的张紧力F,0,由表8-1查得 B型带单位长度质量q=0.17kg/m，则有,9.计算压轴力,所以选取一般V带B型带适宜,