带传动ppt课件

基本要求及重点 难点9 1概述9 2V带和V带轮14 3带传动的工作情况分析 14 4V带传动的设计计算与实例分析14 5V带传动的张紧 正确安装与维护 1 基本要求 1 掌握带的类型及应用 2 掌握V带传动的特点 3 掌握弹性滑动和打滑的概念及区别 4 了解带传动的传力特性 重点 1 带的类型及应用 2 弹性滑动和打滑的概念及区别 难点 1 弹性滑动和打滑的概念及区别 2 带传动的传力特性 2 9 1概述 工作原理和特点 带轮机构主要由主动轮 从动轮和张紧在两轮上的传动带组成 当原动机驱动主动轮时 借助带轮和带间的摩擦或啮合 传递两轴 或多轴 间的运动和动力 特点 机构简单 传动平稳 造价低廉 不需润滑 可以缓冲 3 按传动原理分类 摩擦型 啮合型 9 1 1带传动的类型和传动形式 4 摩擦带传动按带的截面形状分类 平带 V带 多楔带和圆带等 按带轮轴线相对位置和转动方向分类 开口 交叉和半交叉传动 5 6 开口传动 7 8 交叉传动 9 10 半交叉传动 11 12 有张紧轮的平行轴传动 13 14 15 多从动轮传动 16 17 应用中注意的问题 18 19 平带的应用1 20 平带的应用2 21 22 V型带的应用 23 24 齿型带的应用 25 9 1 2带传动的优缺点 优点 因带是弹性体 能缓和载荷冲击 运行平稳无噪声 过载时将引起带在带轮上打滑 可防止其他零件损坏 制造和安装精度不像啮合传动那样严格 可增加带长以适应中心距较大的工作条件 缺点 带与带轮的弹性滑动使传动比不准确 效率较低 寿命较短 传递同样大的圆周力时 外廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大 不宜用于高温 易燃等场合 寿命较短 26 9 1 3V带传动 V带的横截面为梯形 高与宽之比约为0 7 楔角为40 带的两侧面是工作面 利用楔形增压原理能产生更大的传动力 27 平带与V带传动力的比较 平带传动 带与轮缘表面间的极限摩力 V带传动 带与轮缘表面间的极限摩力 令 则 结论 V带传递功率的能力比平带传动大得多 在传递相同的功率时 若采用V带传动将得到比较紧凑的结构 28 9 2V带和V带轮 9 2 1V带的结构和规格 组成 1 包布层 2 伸张层 3 压缩层 4 抗拉体 结构 1 帘布结构 2 线绳结构 性能比较 帘布结构抗拉强度高 制造方便 线绳结构柔韧性和抗弯强度高 可以在较小的带轮上工作 节面 当V带垂直其底边弯曲时 在带中保持原长度不变的任意一条周线称为节线 由全部节线构成的面称为节面 对应的宽度称为节宽 bP 当带弯曲时该长度保持不变 29 带轮直径 在V带轮上 与所配用的V带节宽 bP 相对应的直径 dd 称为带轮的基准直径 基准长度 V带的节线长度称为基准长度 Ld 普通V带型号 有Y Z A B C D E七种型号 V带是标准件 各型号的截面尺寸见下表 30 9 2 2带轮 类型 1 实心式 适用于带轮直径较小时2 辐板式 当dd 300mm范围内可采用辐板式或孔板式 当d2 d1 100mm时 为便于吊装和减轻质量可在腹板上开孔 3 轮辐式 适用于dd 300mm的大带轮 31 普通V带楔角为40 带绕过带轮时由于产生横向变形 使得楔角变小 为使带轮的轮槽工作面和V带两侧面接触良好 带轮槽角 取32 34 36 38 带轮直径越小 槽角 取值越小 带轮材料 当带速 30m s时 常用铸铁HTl50 HT200制造 高速时宜使用钢制带轮 速度可达45m s 小功率可用铸铝或塑料 32 9 3带传动的工作情况分析 9 3 1带传动的受力分析 1 带传动的有效拉力 张紧力 静止时 带在带轮两边的拉力均为初拉力F0 紧边 工作时进入主动轮一边的带被进一步拉紧 称为紧边 拉力由F0增大到F1并称为紧边拉力 松边 进入从动轮一边的带相应被放松 称为松边 拉力由F0减小到F2并称为松边拉力 33 有效拉力 紧边拉力F1和松边拉力F2之差称为有效拉力F 此力也等于带和带轮整个接触面上的摩擦力的总和 若带的总长不变 紧边拉力的增量应等于松边拉力的减量 即 带传动传递的功率 kW 表示为 式中 F为有效拉力 N 为带速 m s 34 分析 当传递的功率增大时 有效拉力F也相应增大 即要求带和带轮接触面上有更大的摩擦力来维持传动 但是 当其他条件不变且张紧力F0一定时 带传动的摩擦力存在一极限值 就是带所能传递的最大有效拉力Fmax 当带传动的有效拉力超过这个极限值时 带就在带轮上打滑 即将打滑时F1和F2有下列关系 挠性体摩擦的欧拉公式 包角 带与带轮接触弧所对的中心角 称为包角 rad 从前面公式可得出带所能传递的最大有效拉力Fmax为 35 结论 带传动的最大有效拉力与初拉力 包角以及摩擦系数有关 且与F0成正比 若F0过大 将使带的工作寿命缩短 分析 包角 越大传动的最大有效拉力Fmax越大 1 计算时要用小轮上包角 1 2 理论上应松边在上 3 打滑一定发生在小轮上 3 通常 1 120 最小为90 4 包角不能过小限制了带传动的传动比 摩擦系数 越大传动的最大有效拉力Fmax越大 1 对于V带计算时要用当量摩擦系数 v 2 V带的传动能力大于平带 初拉力F0越大传动的最大有效拉力Fmax越大 1 F0过大将使磨损加剧 加速带的松弛 使带的工作寿命降低 2 F0过小则不能充分发挥带的传动能力 3 F0按国家标准推荐方法确定 4 F0为一定值 限制了带的传动能力 36 2 离心拉力 当带在带轮上作圆周运动时 将产生离心力 虽然离心力只产生在带做圆周运动的部分 但由此产生的离心拉力Fc却作用在带的全长上 离心拉力使带压在带轮上的力减少 降低带传动的工作能力 离心拉力Fc N 的大小为 式中 q为传动带每米长的质量 kg m 为带速 m s 37 9 3 2带传动的应力分析 1 由紧边和松边的拉力产生的拉应力 紧边拉应力 松边拉应力 式中 A为带的横截面积 mm2 2 由离心拉力产生的拉应力 3 弯曲应力 带绕过带轮时将产生弯曲应力 弯曲应力只产生在带绕过带轮的部分 假设带是弹性体 则 式中 E为带材料的弹性模量 MPa y为带的最外层到节面的距离 mm 一般用h 2近似代替y dd为带轮基准直径 mm 38 带的最大应力 发生在紧边开始绕进小轮处的横截面上 结论 由于交变应力的作用 将引起带的疲劳破坏 39 9 3 3带的弹性滑动 打滑和传动比 1 弹性滑动和打滑 弹性滑动 由于带是弹性体 受力不同时 带的变形量也不相同 这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动 称为弹性滑动 40 41 42 降低了传动效率 引起带的磨损 使带的温度升高 结论 弹性滑动将引起下列后果 丢转 从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度 43 打滑 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 结论 打滑将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低 致使传动失效 带在大轮上的包角一般大于在小轮上的 所以打滑总是先在小轮上开始 44 2 传动比 弹性滑动与打滑的区别 带的弹性滑动和打滑是两个完全不同的概念 打滑是因为过载引起的一种失效形式 因此打滑可以避免 而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的 是带传动正常工作中固有的特性 是不可避免的现象 滑动率 由弹性滑动引起从动轮圆周速度的相对降低率 用 表示 传动比 带传动的滑动率 通常为0 01 0 02 在一般计算中可忽略不计 从动轮转速 45 9 3 4带传动的失效形式和设计准则 主要失效形式 打滑和带的疲劳破坏 脱层 撕裂 拉断 设计准则 在保证带传动不打滑的条件下 具有一定的疲劳寿命 即满足以下强度条件 或 单根带既不打滑且具有足够疲劳强度时所能传递的功率P 46 9 4V带传动的设计计算 已知条件 传动用途 工作条件 带轮转速 或传动比 及外廓尺寸要求等 设计内容 V带的型号 长度和根数 中心距 带轮的基准直径 材料 结构以及作用在轴上的压力等 47 工况系数KA 注 类 直流电动机 Y系列三相异步电动机 汽轮机 水轮机 类 交流同步电动机 交流异步滑环电动机 内燃机 蒸汽机 1 确定设计功率Pd 根据传递的名义功率 考虑载荷性质和每天运行时间等因素来确定 式中 KA为工况系数 P为V带传递的名义功率 kW 48 2 初选带的型号 根据计算功率Pd和小带轮转速n1 由选型图初选带的型号 49 3 确定带轮的基准直径dd1和dd2 验算带速 1 选择带轮的基准直径 dd1小 则带传动外廓空间小 但dd1过小 则弯曲应力过大 所以应使dd1 ddmin 并取为标准值 从动轮基准直径dd2可由式dd2 idd1计算 并相近圆整 2 验算带速 带速过高则离心力大 从而降低传动能力 带速太低 由P F 1000可知 要求有效圆周力力就越大 使带的根数过多 带速一般应在5 25m s之内选取 否则应调整小带轮的直径或转速 4 确定中心距a和V带的基准长度Ld 1 初定中心距a0 中心距不宜过大 否则将由于载荷变化引起带的抖动 使工作不稳定而且结构不紧凑 中心距过小 在一定带速下 单位时间内带绕过带轮的次数增多 带的应力循环次数增加 会加速带的疲劳损坏 50 2 确定带的基准长度Ld 近似计算带的基准长度Ld0并圆整成标准值Ld 3 确定中心距a 实际中心距a可用下式近似计算 中心距变动范围为 5 验算小带轮包角 1 1过小传动能力降低 易打滑 一般要求 1 120 若不满足 应适当增大中心距或减小传动比来增加小轮包角 51 6 确定V带的根数z 式中 P0为 1 2 180 i 1 特定带长 载荷平稳条件下 单根V带所能传递的功率 kW P0为考虑i 1时 单根V带所传递的功率增量 kW K 为包角修正系数 考虑到 180 时 对传动能力的影响 Kl为长度修正系数 考虑带不为特定长度时的修正系数 带的根数不宜过多 通常z 10 否则应增大带的型号或减小带轮直径 然后重新计算 7 确定初拉力F0 52 8 计算带作用在轴上的压力FQ 为设计轴和轴承 应计算出带作用在轴上的压力FQ 通常近似地按两边初拉力F0的合力来计算 作用在带轮轴上的压力计算简图 53 9 5V带传动的张紧装置 1 定期张紧装置 a 移动式b 摆动式1 滑轨2 螺母3 调节螺钉带的定期张紧装置 54 2 自动张紧装置 3 使用张紧轮的张紧装置 电动机的自动张紧张紧轮装置 QVER 55