机械设计基础带传动精.ppt

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1、机械设计基础带传动第1页，本讲稿共31页工作原理工作原理13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用:带轮1、带轮2、环形带构成构成d2，d1大小轮直径 中心距 2,1大小轮包角L带长计算公式见p.205带轮1带轮2带21:靠带与带轮接触弧间的摩擦力 传递运 动和动力第2页，本讲稿共31页（一）带传动的类型（一）带传动的类型 p.205开口开口传动传动 两轴平行，同向回转两轴平行，同向回转 交叉交叉传动传动 两轴平行，反向回转两轴平行，反向回转 半交叉半交叉传动两轴交错，不能逆转传动两轴交错，不能逆转 平带平带传动传动底面是工作面底面是工作面，可实现多，可实现多 种形式的传动种形式的传动 带

2、带传动带传动带两侧面是工作面两侧面是工作面，承载，承载 力大，只用于开口传动力大，只用于开口传动 多楔带多楔带传动具平、带的优点传动具平、带的优点同步带同步带传动具带与链传动的特点传动具带与链传动的特点图13-2,p.210按形按形传式传式动分动分按按带带的的截截面面分分第3页，本讲稿共31页（二）带的类型与结构（二）带的类型与结构 p.211 13-5(2)当带弯曲时当带弯曲时中性层带长不变中性层带长不变节面节面图13-13,p.212表(13-1),P.212 1.带的结构组成带的结构组成:(普通普通)2.带型号带型号:带楔角带楔角变化变化(减小减小)带轮轮槽角带轮轮槽角 040 (1)分

3、类分类 普通带：普通带：Y、Z、A、B、C、D、E 窄带窄带 ：SPZ、SPA、SPB、SPC第4页，本讲稿共31页(2)基准长度基准长度d带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度(1)基准直径基准直径dd3.基准尺寸基准尺寸:p.201倒倒2 表表(13-7)P.206,表表(13-2)P.202与带节面对应的直径第5页，本讲稿共31页（三）带轮设计（三）带轮设计 P.208 13-6 (1)质量小、工艺性好、质量分布均匀、内应力小、高速应经动平衡(2)工作面应精细加工1.结构组成结构组成:2.带轮设计要求带轮设计要求：轮缘安装带 图13-16 轮辐 联接轮缘与轮毂 P.208 轮毂

4、安装轴 3.带轮材料带轮材料灰铸铁HT150、HT200常用铸钢、焊接（钢板）高速 铸铝、塑料小功率 轮缘轮辐轮毂第6页，本讲稿共31页实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式 表13-7 P.20640，d (1)带轮直径(2)标准直径系列(3)轮槽角 图图13-16,13-17dda4.基本结构型式基本结构型式:P.223按带轮直径确定 5.结构结构尺寸尺寸基准直径d顶圆直径da（外径）第7页，本讲稿共31页(二)弹性滑动与打滑(三)带传动最大有效拉力Fec(四)带传动的应力分析(五)带传动的优缺点13-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 P.196201(一一)带传动中的力分析带传动中的

5、力分析 P.206紧边紧边松边松边一一.初始状态初始状态:二二.工作状态工作状态:拉力增加拉力增加紧边紧边 0 1 紧边紧边拉力拉力拉力减少拉力减少松边松边 0 2 松边松边拉力拉力 1.紧松边的判断紧松边的判断1 1 2 200带两边拉力带两边拉力相等相等0 张紧力张紧力带两边拉力带两边拉力不相等不相等 绕出从动轮绕出从动轮的一边的一边紧边紧边绕出主动轮绕出主动轮的一边的一边松边松边第8页，本讲稿共31页分析分析:设带在工作前后带的总长不变，设带在工作前后带的总长不变，紧边紧边由由0 1拉力增加，拉力增加，带增长带增长 松边松边由由0 2拉力减少，拉力减少，带缩短带缩短3.摩擦力的方向摩擦力

6、的方向:总长不变总长不变带增长量带缩短量带增长量带缩短量o2o11002 ;120 (13-5)2.紧松边力的大小紧松边力的大小带传动是靠带与带轮接触弧上带传动是靠带与带轮接触弧上的摩擦力传递运动和动力的。的摩擦力传递运动和动力的。f带与轮接触面上带与轮接触面上 的总摩擦力的总摩擦力第9页，本讲稿共31页取主动轮端的带为分离体取主动轮端的带为分离体(逆转逆转)，则，则f12f12 F1+F2=2 F0 分析：分析：4.1、2、f、的关系、的关系 (F有效拉力阻力有效拉力阻力)fo1F2F1O1fd122d121d120 *f不是作用于某点不是作用于某点 的集中力，而是的集中力，而是带与轮接触面

7、上各点摩擦力的总和带与轮接触面上各点摩擦力的总和静摩擦力静摩擦力fF1=F0+F/2F2=F0F/2第10页，本讲稿共31页5.带传动的功率带传动的功率 P.206但f有极限值，P =F V1000 kw (13-6)F =1000 P/V F ，Vm/s当fmax打滑第11页，本讲稿共31页(二）弹性滑动与打滑二）弹性滑动与打滑 P.211 13-4 1.什么是弹性滑动什么是弹性滑动,什么是打滑什么是打滑?2.为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免是否可以避免?3.V1、V2、V带之间的关系如何带之间的关系如何?为什么为什么?原因原因:当当FFfmax 打滑打滑

8、分析分析:2.打滑先发生在打滑先发生在 3.打滑打滑带与带轮间的相对滑动带与带轮间的相对滑动剧烈的磨损剧烈的磨损失效失效防止措施防止措施:可以可以小带轮处小带轮处 2.增大增大F0Ffmax增大增大1.减小减小F1.打滑打滑 避免避免一一.打打 滑滑 p.211第12页，本讲稿共31页二二.弹性滑动弹性滑动 p.210*带传动在工作时存在有带传动在工作时存在有带与带轮间的弹性滑动带与带轮间的弹性滑动 V1V带带,V带带V2V1V带带V2 V1V2 实际传动比理论传动比实际传动比理论传动比(减速传动减速传动)带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定1.带是带是弹性体弹性体,受载受载弹变弹变,变形量与

9、外力变形量与外力 成正比成正比小带轮处：小带轮处：带由带由A1绕上绕上由由B1绕出，拉力由绕出，拉力由F1 F2 带带 边绕进边后缩边绕进边后缩 带滞后于带轮带滞后于带轮 V1V带带o1o2A1A2B1B2C1C2F1F22.带轮带轮两边拉力不相等两边拉力不相等,F1F2大带轮处：大带轮处：带由带由A2绕上绕上 由由B2绕出，拉力由绕出，拉力由F2 F1 带边绕进边伸长带边绕进边伸长 带超前于带轮带超前于带轮 V带带V2V1V带带V2 V1V2原原因因第13页，本讲稿共31页1.弹性滑动 避免2.弹性滑动发生在带离开带轮的那段接触弧上带离开带轮的那段接触弧上不可不可o1o2A1A2B1B2C1

10、C2F1F23.F 弹性滑动弹性滑动 弹性滑动范范 围围,当弹性滑动扩展到整个接触弧扩展到整个接触弧时,FfFfmax*分析:第14页，本讲稿共31页三三.传动比传动比 p.211(13-9)(13-10)近似计算取=0.01-0.02 滑动率第15页，本讲稿共31页（三）带传动最大有效拉力（三）带传动最大有效拉力Fec p.206 P=FV/1000F F2 1 2b=2yE/d E带的弹性模量带的弹性模量2.由带弯曲产生的由带弯曲产生的弯曲应力弯曲应力:b1,b2 d1 d2 b1 b2一一.带传动工作时带传动工作时,作用于带上应力作用于带上应力为为限制弯曲应力限制弯曲应力b不过大不过大限

11、制限制ddmin表表(13-9)p.2193.由带弯曲运动而产生的由带弯曲运动而产生的离心拉应力离心拉应力第18页，本讲稿共31页3.由带弯曲运动而产生的由带弯曲运动而产生的离心拉应力离心拉应力:FC C发生在带作圆周运动部分,作用于带的全长FC=qV2为限制离心拉应力为限制离心拉应力C不过大不过大限制限制V Vmax25m/S但Vmin5 m/S (P=FV/1000)为限制为限制b不过大不过大限制限制dmin 5m/S Vmax 25m/S为限制离心拉应力为限制离心拉应力C不过大不过大限制限制V b=2yE/dFC=qV2第19页，本讲稿共31页一般 i1(小轮主动):特殊 i1(大轮主动

12、):发生位置发生位置:1 2 b1 b2带绕进小轮处带绕进小轮处带绕出小轮处带绕出小轮处max?2C1b2maxb1二.带传动工作时最大应力:p.209max 1+b1+c第20页，本讲稿共31页 N=3600 kTV/L V带速(m/S)L带长(m)V/L 绕转次数/秒K带轮数(K次/周)T带的寿命(h)三三.应力循环次数应力循环次数:p.209第21页，本讲稿共31页（五）（五）带传动的优缺点带传动的优缺点 p.205 缺点缺点:1.不能保持准确的传动比不能保持准确的传动比,效率低效率低 2.传递相同圆周力所需的轮廓尺寸和轴上传递相同圆周力所需的轮廓尺寸和轴上 压力均比啮合传动的大压力均比

13、啮合传动的大 3.带的寿命短带的寿命短 4.需要张紧装置需要张紧装置 5.不宜用于高温不宜用于高温,易燃场合易燃场合优点优点:1.缓冲吸振缓冲吸振,传动平稳传动平稳 2.过载具安全保护作用过载具安全保护作用 3.适用于中心距较大的传动适用于中心距较大的传动 4.结构简单结构简单,要求精度低要求精度低,成本低成本低第22页，本讲稿共31页作业：作业：P239 13-2主要内容：主要内容：带传动最大有效拉力带传动最大有效拉力Fec、传动比传动比 以及带传动的应力分析以及带传动的应力分析 第23页，本讲稿共31页13-5普通普通带传动的计算带传动的计算 P.213(一一)带传动的失效形式及设计准则带

14、传动的失效形式及设计准则 失效形式失效形式 设计准则设计准则当当fmaxec 当当max 带传动的设计准则带传动的设计准则：保证带传动不打滑及具有一定的疲劳寿命。保证带传动不打滑及具有一定的疲劳寿命。设计方法设计方法：求求 0 0max1b1C 带疲劳破坏带疲劳破坏ec打滑打滑=?第24页，本讲稿共31页(二二)单根普通带的单根普通带的许用许用功率功率0一一.0计算式计算式 0 ec1000 单根带可传递最大功率单根带可传递最大功率 ec1（11f）不打滑不打滑 1 1 1b1c 足够的疲劳强度足够的疲劳强度 单根带可传递功率单根带可传递功率0:(13-13)0(b1c)(11f)1000 k

15、w二二.单根带的单根带的基本额定功率基本额定功率0（特定条件）（特定条件）1.0:按按1、1、型号、型号查表查表(13-3)p.2132.特定条件特定条件：包角包角1=(=1);载荷平稳载荷平稳;特定基准长度特定基准长度第25页，本讲稿共31页工作系数工作系数A 非平稳非平稳载荷载荷A 1 表表(13-6)p.217 包角修正系数包角修正系数:表表(13-7)P.217当当1(1)承载力承载力 11 K长度系数长度系数L:表表(13-2)P.212当当L特定条件特定条件绕转次数绕转次数N传动功率传动功率L 1当当L特定条件特定条件绕转次数绕转次数N传动功率传动功率L 1 表（表（13-4）P.

16、204当当1d2b2 承载力承载力传动功率传动功率 P0 04.单根带功率增量单根带功率增量P03.非特定条件下的修正系数非特定条件下的修正系数 P.213 P0=(P0+P0)KKL (13-14)PC=KA P Z=PC/P0 (13-15)书书Z10,建议建议Z6三三.单根带的单根带的许用功率许用功率0第26页，本讲稿共31页 一一.设计方法设计方法：已知已知:选择选择:求求:验算：验算：1.C0 2.FQ(压轴力)1120、V(25m/s Vmax5 m/s)、工作条件PCn带的型号(按PC、n1查图)d ,d,a=(0.72)(d1+d2)(三三)V带传动的设计计算带传动的设计计算(

17、图13-15)二二.V带传动的设计步骤带传动的设计步骤 例13-2 p.221第27页，本讲稿共31页13-7 带传动的张紧装置带传动的张紧装置F1000 调整F0 增大F定期张紧（定期调整中心）图(13-4a)自动张紧（靠自重）(一)原因原因:(二)张紧方法张紧方法:使增大或使带张紧但安装制造误差 工作后的塑性变形 F0不保证设张紧装置2.张紧轮装置张紧轮装置1.调整中调整中 心距心距第28页，本讲稿共31页 带传动带传动：张紧轮设置在 松边内侧靠大轮松边内侧靠大轮处处(带只能单向弯曲，避免过多减小包角）平带传动平带传动：张紧轮设置在 松边外侧靠小轮松边外侧靠小轮处处 (平带可以双向弯曲，应

18、尽量增大包角)利用张紧轮使带张紧图(13-4c)平带平带带带2.张紧轮装置张紧轮装置第29页，本讲稿共31页（三）注意事项：（三）注意事项：1.中心距应可调:p.206第19max(0.03)d min(0.015)d2.带传动一般松边在上(边)(可增大包角)3.带传动作用于轴上的径向力F较大(f0)F0500PC/(VZ)(2.5/k1)qV2 N (13-17)F Q2ZF0sin(12)N4.带传动应设置在高速轴 ec较小较小高速轴较小高速轴较小 带传动具减振缓冲带传动具减振缓冲 高速轴要求传动平稳高速轴要求传动平稳(图13-11)1F0F0FQ1F0F0FQ第30页，本讲稿共31页作业：作业：P239 13-5主要内容：主要内容：普通带传动的计算普通带传动的计算和带带传动的张紧装置传动的张紧装置第31页，本讲稿共31页