武汉理工机械设计第8章带传动设计讲课ppt课件.ppt
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1、机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第八章第八章 带传动设计带传动设计8-1 8-1 概述概述8-2 8-2 带传动的理论基础带传动的理论基础8-3 V8-3 V带传动设计带传动设计8-4 8-4 同步带传动设计同步带传动设计8-5 8-5 其他带传动简介其他带传动简介8-6 V8-6 V带传动设计的实例分析及设计时带传动设计的实例分析及设计时 应注意事项应注意事项机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组
2、成中一个重要组成部分一一. . 带传动的类型和种类带传动的类型和种类带传动带传动的组成的组成主动带轮主动带轮1从动带轮从动带轮2环形胶带环形胶带3vv主动轮1传动带3从动轮2n2n11 12 2摩擦型带传动的工作原理摩擦型带传动的工作原理 依靠依靠带与带轮之间的带与带轮之间的 摩擦力传动运动和动力的摩擦力传动运动和动力的间接摩擦传动。间接摩擦传动。8-1 8-1 概述概述1 1小轮包角小轮包角2 2大轮包角大轮包角n1小轮转速小轮转速 (r/min)n2大轮转速大轮转速 (r/min)v带速带速 (m/s)机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电
3、任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分vvn2n11 12 2摩擦型带传动摩擦型带传动啮合型带传动啮合型带传动同步带同步带同步带轮同步带轮同步带轮同步带轮摩擦型带传动摩擦型带传动利用带与带之间的摩擦力进行传动利用带与带之间的摩擦力进行传动啮合型带传动啮合型带传动利用带上凸齿与带轮齿槽啮合进行传动利用带上凸齿与带轮齿槽啮合进行传动一)按工作原理分一)按工作原理分机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二)按带的截面形状分二)按带的截面形状分1 1)平带)平带 结构简单,带轮也
4、容易制造,在传动中心距较大的场结构简单,带轮也容易制造,在传动中心距较大的场合应用较多。合应用较多。 平带的横截面为平带的横截面为扁平矩形扁平矩形,其工作面是,其工作面是与轮面相接触与轮面相接触的内表面的内表面。机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分普通普通V V带带2 2)V V带带 V V带的横截面为等腰梯形,其工作面是带的横截面为等腰梯形,其工作面是与轮槽相接触与轮槽相接触的两侧面的两侧面,而,而V V带与轮槽槽底并不接触。带与轮槽槽底并不接触。机械设计变电站电气主接线是指变电站的变
5、压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分平带的极限摩擦力为平带的极限摩擦力为: : FN f = FQ f FN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN f = = FQ/sin(/sin(/2) /2) f =FQf V V带的极限摩擦力为带的极限摩擦力为 :f 当量摩擦系数当量摩擦系数, f f 带传动是应用最广的带传动,在同样的张紧力下,带传带传动是应用最广的带传动,在同样的张紧力下,带传动较平带传动能产生更大的摩擦力动较平带传动能产生更大的摩擦力,传递较大的功率。,传递较大的功率。V带传动与平带传动的初拉力相带传动与平带传
6、动的初拉力相等等(即带压向带轮的压力同为即带压向带轮的压力同为FQ)时,它们的法向力时,它们的法向力FN则不相同。则不相同。FN= =FQ/sin(/sin(/2)/2)机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 工作面是工作面是楔的侧面楔的侧面,兼有平带和,兼有平带和V V带的优点,工作接触带的优点,工作接触面数多,摩擦力大,柔韧性好,用于结构紧凑而传递功率面数多,摩擦力大,柔韧性好,用于结构紧凑而传递功率较大的场合。较大的场合。解决多根解决多根V V带长短不一而受力不均。带长短不一而受力不
7、均。3 3)多楔带)多楔带汽车发动机汽车发动机机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4 4)圆带)圆带 圆带传动的传动能力较小,功率小,曲挠性更好,圆带传动的传动能力较小,功率小,曲挠性更好,一般用于轻型机械、仪表、手动装置。一般用于轻型机械、仪表、手动装置。机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 啮合传动啮合传动,兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、,兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、i
8、i 准确准确,在汽车、打印机中广泛应用。,在汽车、打印机中广泛应用。5 5)同步带)同步带机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分机器人关节机器人关节机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分V V带是无接头的环形带,其种类有普通带是无接头的环形带,其种类有普通V V带、窄带、窄V V带、宽带、宽V V带等。带等。二二. V. V带的结构及尺寸带的结构及尺寸11伸张层伸张层33压缩层压缩层4
9、4包布层包布层11伸张层伸张层33压缩层压缩层44包布层包布层压缩层(橡胶填充而成)压缩层(橡胶填充而成)包布层(橡胶帆布构成)包布层(橡胶帆布构成)伸张层(橡胶制成)伸张层(橡胶制成)帘布结构帘布结构容易制造容易制造粗绳结构粗绳结构挠曲性好挠曲性好强力层有强力层有V V带由带由四部分组成四部分组成22强力层强力层( (粗绳结构)粗绳结构)22强力层强力层( (帘布结构)帘布结构)一)一)V V带的结构分析带的结构分析机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二)二)V V带截面型号及尺寸带截
10、面型号及尺寸YZ(SPZ)A A(SPASPA) B B(SPBSPB) C CD DE E. .普通普通V V带、窄带、窄V V带的截面型号:带的截面型号: 2. V带截面尺寸带截面尺寸:hb bP P 节宽节宽 ( (节面宽度节面宽度) )b b 顶宽顶宽高度高度带楔角,带楔角, =40=40b bp pb b带的型号大,则剖带的型号大,则剖面尺寸大,带的承面尺寸大,带的承载能力就高。载能力就高。机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3. V3. V带的长度带的长度外周长外周长基准长度
11、基准长度Ld内周长内周长带轮基准直径带轮基准直径d机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三三. .带传动的特点和应用带传动的特点和应用带有弹性,能缓冲减振,故传动平稳,噪声小;带有弹性,能缓冲减振,故传动平稳,噪声小;过载时,带在带轮上打滑,可防止其它零件损坏;过载时,带在带轮上打滑,可防止其它零件损坏; 适用于两轴中心距较大的传动;适用于两轴中心距较大的传动; 结构简单,易于制造和安装,故成本低。结构简单,易于制造和安装,故成本低。 优优点点缺缺点点 由于弹性滑动和打滑,传动比不恒定;由
12、于弹性滑动和打滑,传动比不恒定; 传动效率较低,寿命较短,外廓尺寸较大;传动效率较低,寿命较短,外廓尺寸较大; 由于需要施加张紧力,轴和轴承受力较大。由于需要施加张紧力,轴和轴承受力较大。 特点特点应用:用于中心距较大,传动比无严格要求的场合,在多级应用:用于中心距较大,传动比无严格要求的场合,在多级传动系统中通常用于高速级传动,如机床中由电动机到主轴传动系统中通常用于高速级传动,如机床中由电动机到主轴箱的第一级传动。箱的第一级传动。 1.1.摩擦型带传动摩擦型带传动机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中
13、一个重要组成部分2.2.啮合型带传动啮合型带传动 兼有带传动和啮合传动的优点,传动比准确;效兼有带传动和啮合传动的优点,传动比准确;效率高率高(98(9899.599.5) );传动比较大(;传动比较大(可达可达12122020),允),允许带速高(许带速高(v v 40m/s40m/s)。)。 主要缺点:制造与安装精度要求高;中心距要求主要缺点:制造与安装精度要求高;中心距要求较严格;成本高。较严格;成本高。 机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分带带 长:长:中心距中心距: :8822
14、21221212ddddLddLa小轮包角:小轮包角:3571801802180121.add 2 2一一. . 带传动的几何计算带传动的几何计算1 1 BAC CDDL= + + ABCD2BCadddda422212218-2 8-2 带传动的理论基础带传动的理论基础机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二带传动的受力分析二带传动的受力分析1.1.带传动的有效拉力带传动的有效拉力F Fe e 工作前:工作前:带中各处均受到带中各处均受到一定的初拉力一定的初拉力F FO O O O2 2
15、OO1 1F F0 0F F0 0F F0 0F F0 0紧边紧边F Ff2-f2-带带松边松边F Ff1-f1-带带 O O1 1OO2 2n n2 2T T2 2F F1 1F F1 1F F2 2F F2 2T T1 1 n n1 1工作时:工作时:主动边被进一步主动边被进一步拉紧,拉力由拉紧,拉力由F F0 0增大到增大到F F1 1,称为紧边;另一边拉力减称为紧边;另一边拉力减少到少到F F2 2,称为松边。,称为松边。 紧边拉力与松边拉力的紧边拉力与松边拉力的差值称为差值称为带传动的有效带传动的有效拉力拉力F Fe e: :F Fe e =F =F1 1- - F F2 2 = F
16、= Ff f机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分带传动工作时,有效拉力带传动工作时,有效拉力F Fe e与初拉力与初拉力F Fo o、紧边拉、紧边拉力力F F1 1、松边拉力、松边拉力F F2 2关系:关系: F F1 1 + F+ F2 2= = 2F2Fo oF F1 1一一F F2 2 = = F Fe e由由 F F1 1=F=FO O+ F+ Fe e/2/2 F F2 2=F=F0 0- F- Fe e/2/2 得得. .离心拉力离心拉力dFcdddlr F1F2带在微弧段上
17、产生的离心力惯性力带在微弧段上产生的离心力惯性力 amdFcNdqv22)(rqrdrvqrd2)(机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分离心力离心力惯性力惯性力 dFdFc c与与离心离心拉力拉力 F Fc c相平衡相平衡 dqvdFc22sin2dFcd ddlr F1F2Fc Fc d2d2,得取22sinddNqvFc2=离心力只发生在带作圆周运动的部分,离心力只发生在带作圆周运动的部分,但由此引起的拉力却作用在但由此引起的拉力却作用在带的全长带的全长。 式中,式中,q q为传动带
18、线密度,为传动带线密度,kg/mkg/m; v v为带速,为带速,m/sm/s。机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分02cos)(2cos02sin)(2sinddFFdFfdFddFFdFFdFNcNdqvFdddddFC2, 12cos,22sin02sin ,代入,则代入,则fdqvFdF2两端积分两端积分3.3.带传动的极限有效拉力带传动的极限有效拉力F Felimelim及其影响因素及其影响因素 11202fdqvFdFFF机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎
19、样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分带在带轮上即将打滑时:带在带轮上即将打滑时:121feFFF F1 1 + F+ F2 2= = 2F2Fo oF F1 1一一F F2 2 = = F Fe e由由12221feqvFqvF得得11)(21120limffeeeqvFF12221feqvFqvF低速时取低速时取v v,得欧拉公式,得欧拉公式机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1 1)初拉力)初拉力F F0 0 F F0 0,正压力
20、,正压力,FFfmaxfmax, F Felimelim 但但F F0 0,磨损加快,带的寿命,磨损加快,带的寿命;2 2)小轮包角)小轮包角 1 11 1,包围弧,包围弧,FFfmaxfmax,F Felimelim 1 1大小取决于设计参数大小取决于设计参数i i、d d1 1、d d2 2及及a a;3 3)摩擦系数)摩擦系数f f ff,FFfmaxfmax,F Felimelim,f f取决于取决于 带和带轮的材料。带和带轮的材料。影响影响F Felimelim的因素的因素11)(21120limffeeeqvFF机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连
21、接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分F2F2F1F1因为带是弹性体,受到拉力后要产生弹性变形。因为带是弹性体,受到拉力后要产生弹性变形。设设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为变形量为:紧边:紧边:松边:松边:AEF11=AEF22= F F1 1 F F2 2 1 1 2 2带绕过主动轮时带绕过主动轮时 V V带带VV1 1带经过从动轮时带经过从动轮时 V V2 2 Vv带带v2。得从动轮的转速:得从动轮的转速:带传动的传动比:带传动的传动比:2112)-1(ddnn=)-1(12dd=21nni =定义:
22、定义:112211121-ndndndvvv=为滑动率为滑动率smndv/100060111=smndv/100060222=总有:总有:v v2 2 d dd1d1 , , b2b2 b1b1 机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二二) ) 带中应力分布情况带中应力分布情况 b b2 2 1 1 2 2 b b1 11 1 2 2 n n1 1n n2 2 C C C C B B = =C C+2 2+b1b1 C C = =C C+2 2+b2b2D D=C C+1 1+b2b2A
23、A = =C C+1 1+b1b1E E机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三)带的应力变化性质三)带的应力变化性质e e1. 1. 带中应力变化带中应力变化带绕一周带绕一周带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处(带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处(A A点)点) 大小为:大小为:max max =A A = =C C+1 1+b1b1 3 .3 .变应力对带的影响变应力对带的影响引起带的疲劳破坏(脱层和疲劳引起带的疲劳破坏(脱层和疲劳 断裂)断裂)2. 2. 带中应力变化性质带中应力变
24、化性质周期性变化的循环变应力周期性变化的循环变应力e ea a maxmax b2b2 1 1 c cb bc cd d b1b1 b2b2 2 2 c c1 cb1机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分带相对带相对2 2轮轮的滑动方向的滑动方向带相对带相对1 1轮轮的滑动方向的滑动方向2 2C CD D五带传动的弹性滑动和打滑五带传动的弹性滑动和打滑 一)弹性滑动及其特性一)弹性滑动及其特性1.1.弹性滑动弹性滑动: : 是带的弹性变形量的变化而引起是带的弹性变形量的变化而引起带与带轮之
25、间微带与带轮之间微 量相对滑动量相对滑动的现象,称为弹性滑动。的现象,称为弹性滑动。12vvn n1 1n n2 21 1A AB B机械设计变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分带相对带相对2 2轮轮的滑动方向的滑动方向带相对带相对1 1轮轮的滑动方向的滑动方向2 2C CD Dvvn n1 1n n2 21 1A AB BF F1 1F F1 1F F2 2F F2 2 1 11) 1) 带是弹性体,受力后会产生弹性变形,在带的弹性极限带是弹性体,受力后会产生弹性变形,在带的弹性极限内,变形:
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