带传动教学课件

第八章 带传动,8-1,带传动概述,8-4,带传动的工作情况分析,8-5,带传动的设计计算,8-6,带传动的张紧装置,8-2,V带和带轮,8-3,带传动几何尺寸计算,8-2 V带和带轮简介,b,0.7b,普通V带,窄V带,一、,V带种类,：,V,带：,普通V带,窄V带,宽V带,应用最广,齿形V带,应用较广,联组V带,普通V带：型号有七种：Y、Z、A、B、C、D、E；,二、,V带,型号：,窄V带：SPZ、SPA、SPB、SPC。,注意：V带的长度已标准化，称为基准长度Ld公称长度。,见表8-2,V带主要由四局部组成：顶胶层、承载层承受根本拉力、底胶层、包布层。,按承载层不同，V带有两种结构：帘布芯结构、绳芯结构。,三、V带结构,四、V带的截面尺寸表8-1及带轮轮缘尺寸表8-10,顶胶层,承载层,底胶层,包布层,帘布芯结构,绳芯结构。,中性层的宽度称为节宽,b,p,，,中性层所在带轮直径,称为,基准直径,d,d,（,V,带带轮的计算直径，直径系列，,表8-8,）,D,带轮的轮缘尺寸,P161,表8-10,V带楔角均为40，,但带轮的轮槽角,1,故只验算,1,。(记！),4、带轮直径d,d1,d,d2,按,表8-7,选取。,/2,/2,8-4 带传动的工作情况分析,一、带传动的力分析,1、带传动的初拉力张紧力F0、紧边拉力F1、松边拉力F2:,假定带总长不变，且为理想弹性体，有：,伸长,=,缩短,即：F,1,-,F,0,=F,0,-F,2,因此有：,工作之前：F,0,工作以后：紧边拉力F,1,、松边拉力F,2,:,静止时,F,0,F,0,F,0,1,2,工作时,n,2,n,1,1,2,F,2,F,2,F,1,F,1,F,0,因此：紧边和松边的拉力差越大，有效圆周力就越大，功率就越大。,带传递功率:,3、带传动不打滑的条件：,2、有效圆周力F：,带和带轮沿接触弧摩擦力的总和。,紧边,松边,o,1,F,1,F,2,B,A,以主动轮一边的带为研究对象：,F=F,f,F=F,f,=F,1,-F,2,而，,带传动即将打滑时，F,1,和F,2,的关系如下：,右边：,为定值，左边：,随着,，发生打滑。,a,v,u,e,F,F,=,2,1,当,反之，当P，F F,max,当F超过F,max,，带和带轮间就会发生打滑。,所以，,只有FF,max,，带传动才不会打滑,。,结论：1 Fmax反映了承载力的大小，Fmax，承载力，越不容易打滑。,2 Fmax为关于的增函数，12，Fmax1,b2,紧边,松边,o,1,o,2,F,1,F,1,F,2,F,2,B,A,因此：带轮直径越小，,b,越大，,为了使带所受到的弯曲应力不致过大，应限制带轮的最小直径，,表8-3,。,如图为带的应力分布情况，,b1,c,1,max,2,b2,1,2,可见：带在工作中受到循环变应力的作用,带的最大应力发生在紧边进入小带轮处：,三、带传动的运动分析,弹性滑动和打滑,弹性滑动是由紧边和松边的拉力差应变差引起的带和带轮,的微量滑动，是不可防止的。,当带开始工作以后，存在着一个紧边和松边，当带绕过主动轮时（AB），带的拉力由F,1,降低至F,2,，带的拉伸变形也在相应减少，即带在从AB的过程中逐渐缩短，因此，带相对于带轮有一个向后的微量相对滑动,即为弹性滑动,带的线速度要落后于主带轮。同理，带绕过从动轮也一样，存在一个向前的相对滑动（带的线速度要领先于从带轮）。,（演示）,1、弹性滑动：,（1）产生原因：,紧边,松边,主动轮,1,从动轮2,o,1,o,2,F,1,F,1,F,2,F,2,A,B,C,D,(2)、弹性滑动引起的后果,其中：V,主,主动轮1的圆周速度 V,从,从动轮2的圆周速度,c、传动效率下降，磨损，发热。,b、传动比不稳定。V,1,V,2,a、V,主,V,带,V,从,紧边,松边,主动轮1,从动轮2,o,1,o,2,F,1,F,1,F,2,F,2,B,A,”,（3）滑动率：,其中：,因此，传动比为：,V,1,V,2,，,速度降低的程度可用滑动率来表示：,或,注意：并不是所有的接触弧都参与弹性滑动，,在接触弧AB中，发生弹性滑动的弧称为,滑动弧,，一般,发生在带离开带轮的接触区,。而不发生弹性滑动的弧，称为,静弧,，一般,发生在带进入带轮的接触区。,滑动弧随F的而，静弧随F的而,空载时，F=0,整个接触弧均为,静弧，不发生弹性滑动。,即将打滑时，FF,max,，整个接触弧均为,滑动弧，全部发生弹性滑动。,C,2、打滑,随着工作载荷的增大，当带传动的F超过极限值Fmax时，带就发生打滑。,打滑导致带传动不能正常工作，磨损严重,必须防止。,注意：打滑总是首先发生在小带轮上。,打滑与弹性滑动的区别：,打滑是由过载引起的，是必须防止而且可以防止的。,弹性滑动是由拉力差引起的，是不可防止的。,2、设计准那么：,在保证带不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。,8-5 带传动的设计计算,一、失效形式和设计准则：,1、失效形式,a.打滑：,当F F,max,时,（由过载引起）,b.疲劳断裂：（由循环变应力引起）,其中：为由带的疲劳强度所决定的许用应力,当,单根V带的根本额定功率P0,表8-4a,二 V带传动的设计计算,设计的原始数据为：功率,P,，转速,n,1,、,n,2,（或传动比,i,），传动位置要求及,工作条件等。,设计内容：确定V带的类型和型号、长度,L,、根数,Z,、传动中心距,a,、带轮基,准直径、初拉力和压轴力、及其它结构尺寸等。,注意：单根带根本额定功率P0是在特定条件下经实验获得的，因此，在某一具体条件下进行设计时，应根据具体的条件对所选带的根本额定功率P0进行修正，才能满足设计要求。,设计步骤如下：,1）确定带轮直径：,确定带轮基准直径d,d1,，d,d2,，并验算带速,对于带传动，带轮直径必须合适：,若d,d1,太,小，弯曲应力增大，导致疲劳破坏,若d,d1,太大，d,d2,更大，结构不紧凑；,；,基本过程：先确定主动轮直径d,d1,，再按照传动比,i,确定从动轮直径d,d2,确定计算功率P,ca,：,确定V带型号（Y、Z、A、C、D、E）：,主要根据两个参数：,计算功率P,ca,和小带轮的转速n,1,表8-,11,*首先确定d,d1,:,每一型号带均对应一最小直径d,min,，见,表8-6,根据V带型号，参考,表8-6,，选择d,d1,d,min,，并按基准直径系列,表8-8,圆整d,d1,。,*确定d,d2,:,按公式d,d2,=(1-),i,d,d1,计算出d,d2,后，按基准直径系列,表8-8,圆整d,d2,。,*,校核传动比i:,按标准系列确定d,d1,d,d2,后，导致传动比有误差，须保证：,在P一定时：若V，导致F,带的根数,带轮宽度;（,高速级,）,若V，导致离心力；,2)验算带速：,结论,：,若V太小，需增大d,d1,;,若V太大，需减小d,d1,。,确定中心距a及带的基准长度L,d,：,若a,，结构不紧凑；,若a,，,1,，P,；同时，带长变短，易导致疲劳破坏；,经验公式：,先初选中心距a,0,重新计算中心距a,计算带长L,d,将计算带长L,d,圆整为带长L,d,按,表82,验算小轮包角,1,计算V带根数Z:,(,？,),其中：P,0,:单根v带在,1,=,2,=180，且为特定长度、载荷平稳时传递的功率，,见,表8-4(a),P,0,：修正功率,见,表8-4(b),k,L,:,长度系数，见,表8-2,k,:包角,系数，见,表8-,5,注意：根数Z须圆整！,计算带的初拉力（张紧力）F,0,:,张紧力越大，传递功率越大，但不能太大,导致寿命降低，压轴力大。,若太小，易打滑。,经验公式：,计算压轴力F,P,:,当带绕过带轮时，会对支撑带轮的轴和轴承产生压轴力。,近似公式：,三 V带传动设计实例,例题,8-6 带传动的张紧装置,根据带的工作原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,张紧的目的:,带在运转一定时间后会松弛，为了保证带的工作能力，必须重新张紧。,常见的张紧装置有,定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置,。,一、定期张紧装置,滑道式,摆架式,带传动的张紧2,带传动的张紧装置,三、采用张紧轮张紧装置,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,，以免过分减小小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,二、自动张紧装置,G,带传动的张紧装置,槽 型,Z,A,B,C,SPZ,SPA,SPA,SPC,d,dmin,/mm,50,75,125,200,63,90,140,224,表8-3,?带传动?习题,1、带传动正常工作时，紧边拉力F,1,和松边拉力F,2,_。,(1)F,1,=F,2,(2),F,1,-F,2,=,F,(3)F,1,/F,2,=e,(4),F,1,+F,2,=F,0,2、带传动即将打滑时时，紧边拉力F,1,和松边拉力F,2,_。,(1)F,1,=F,2,(2)F,1,/F,2,=e,(3),F,1,+F,2,=F,0,3、假设将传动比不为1的V带传动中心距减小1/3,带长相应调整，其,它条件不变，带传动的最大有效拉力Fmax_。_,(1)增大(2)不变(3)降低,4、V带传动的带轮最小直径取决于 _。,(1)带的型号(2)带的线速度(3)高速轴转速4传动比,9 V带的楔角为40，V带轮的轮槽角也为40。,10在多根三角带传动中，当一根带失效时，应将所有带更换。,11 因带传动是摩擦传动，所以会出现弹性滑动现象，但只要设计,合理，就可以防止。,12 增大小带轮包角的方法是增大传动比，减小中心距。,5、在有张紧轮装置的带传动中，张紧轮在带的内侧时应安装在 _。,(1)两带轮中间,(2)靠近小带轮,(3)靠近大带轮,6、带传动中，两轮摩擦系数相同，直径不等，打滑先发生在 _。,(1)同时发生,(2)小带轮,(3)大带轮,7、在普通V带传动中，两轮滑动率随所传递载荷的增大而_。,(1)减小,(2)增大,(3)不变,8、保证带能传递功率P0的前提条件是_。,(1)保证带不打滑(2)保证带不疲劳破坏(3)保证不打滑不弹性滑动,4保证不打滑，不疲劳破坏。,20 带传动正常工作时不能保证精确的传动比是因为_。,22 带轮的直径太小，导致_，直径太大，_。,13 弹性滑动现象主要由_引起，打滑主要由_引起。,14 V带传动过程中，带内应力包括_，_，_,15 传动中带的应力是变化的，其最大应力为_，,发生在_。,16 为防止带打滑，可采用_，_,_等措施。,17 V带型号的选择主要根据_和_。,18 带传动的主要失效形式为_ 和_。,19 带传动不打滑的条件是_。,23 带传动的两带轮直径不相等，一般情况下，应使哪个轮槽楔角较小,？,.大轮.小轮.主动轮.从动轮,小轮,?键联接和销联接?习题,一、选择与填空题,6-1 设计键联接时，键的截面尺寸通常根据_按标准选择。,(1)所传递转矩的大小 (2)所传递功率的大小 (3)轮毂的长度 (4)轴的直径,6-2 普通平键联接的主要失效形式是_，导向平键联接的主要失效形式是_。,6-3 与平键联接相比，楔键联接的主要缺点是_。,(1)键的斜面加工困难 (2)键安装时易损坏 (3)键楔紧后在轮毂中产生初应力 (4)轴和轴上零件对中性差,6-4 矩形花键联接采用_定心；渐开线花键联接采用_定心。,6-5 半圆键联接当采用双键时两键应布置。,.在周向相隔 .在周向相隔,.在周向相隔.在轴向沿同一直线,6-6 平键联接中，面是工作面，楔形键联接中，面是工作面。,6-7轴上装有一对平键时，假设传递扭矩T=150Nm，那么验算强度时，仍可按一个平键来计算，只要把传递扭矩改为 Nm。,120 100 75 50,6-8标准平键联接的承载能力，通常取决于 ,A 键的剪切强度 B键的弯曲强度 C键或轮毂工作外表的挤压强度,单根V带的根本额定功率P0是根据特定的实验条件通过实验确定的。,实验条件：,传动比,i,=1,、包角,180,、特定长度、平稳的工作载荷下,