《机械设计带传动》PPT课件.ppt

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1、带传动带传动v带传动的分类：v按工作原理：v1、摩擦型带传动：靠带与带轮之间的摩擦来传递运动和动力；v2、啮合型带传动：靠带与带轮之间的啮合来传递运动和动力；5.1带传动概述v一、摩擦型带传动的工作原理和特点v原理:借助于带和带轮之间的摩擦来传递运动和动力v特点：结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振。二传动带的类型v摩擦型带根据带的截面形状分：平带：平带：结构简单，传动效率高，传动中心距大；（帆布芯平带应用最广）V带：带：应用广泛，带的侧面为工作面，承载能力大，传递功率高，标准化程度高，传动比大等；圆形带：圆形带：结构简单、多用于小功率传动；多楔带：多楔带：相当于平带和V带组合结构，运转平稳

2、，尺寸小，传递功率大，结构紧凑。v啮合型带（也称为同步带）：带与带轮没有相对滑动，能保证严格的传动比，但对中心距及其尺寸稳定性要求较高。5.1.2 V带的类型与结构普通V带的结构：帘布芯V带：制造方便抗拉体 绳芯V带：柔韧性好、抗弯强度大v普通V带的截型分YZABCDE七种 窄V带的截型分SPZ.SPA,SPB，SPC四种 截面尺寸表8-2基准长度系列表8-3第5章 带传动2.抗拉体1.顶胶4.包布3.底胶三、几何尺寸v1包角：带和带轮接触弧所对的圆心角。小带轮上的包角为：v2带的基准长度Ld式中：分别为小带轮和大带轮的基准直径。特点v1传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳噪

3、音小；v2当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件,起过载保护作用；v3适合于主、从动轴间中心距较大的传动；v4结构简单，制造、安装和维护都较方便；二、啮合型带传动v同步带传动属于啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上的齿和齿槽的啮合来传递运动和动力，所需张紧力小；轴和轴承上所受的载荷小；带和带轮间没有滑动，传动比准确且传动比大；带的厚度薄，质量轻，允许高的线速度，传动效率高。v制造和安装精度要求较高，成本高。带传动的应用v用于两轴平行，且主动轮、从动轴回转方向相同的场合。带的张紧v由于带传动的材料不是完全的弹性体，带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛，使张紧力降低。为保持持久的承

4、载能力，带传动需要张紧装置。v常用的控制和调整张紧力的方法是调节中心距张紧和设置张紧轮张紧5.2带传动的工作原理和工作能力分析v5.2.1带传动的力分析预紧力：F0紧边拉力：F1松边拉力：F2(1)有效拉力是带沿接触弧上摩擦力的总和：F=F1-F2，（2）在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有一极限值，当带和带轮之间的有效拉力超过接触弧上极限摩擦力的总和时，带和带轮间将发生显著的滑动，这种现象称为打滑打滑。有效拉力F(N)、带速（m/s）和传递功率P(kW)之间的关系为：带式运输机受力分析如图以平带为例讨论带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态时F1、F2的关系：v因很小，可取v再略去得

5、v由以上两式得：欧拉公式：故在摩擦临界状态下，松边与紧边拉力的关系为：式中：f为带与轮面间的摩擦系数；为带轮的包角，rad；此时，有效拉力取得极限值：由于小轮包角小于大轮包角，所以计算带传动所能传递的有效拉力时，包角取小轮包角。增大初拉力、包角和增大摩擦系数都可提高带传动所能传递的圆周力。最大有效拉力的影响因素v预紧力：v包角：v摩擦系数：F0越大越好吗？越小呢？过大的初拉力也是没有必要导致带过渡而很快松弛摩擦系数：橡胶钢 f=0.4 ；橡胶铸铁 f=0.85.2.2带传动的应力分析v传动时，带中的应力由以下三部分组成：1、紧边拉力和松边拉力产生的拉应力；2、离心力产生的拉应力；3、弯曲应力。

6、1由紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力松边拉应力有效拉应力式中：A为带的横截面积2离心力产生的拉应力v离心力之发生在带作圆周运动的部分，但因平衡它所引起的拉力，却作用在带的全长上。v离心拉应力为：3弯曲应力两个带轮直径不同，所以带在两个带轮上的弯曲应力不同，小带轮上的弯曲应力大于大带轮上的弯曲应力。如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处：在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力最小带在工作时的应力分布情况带的应力分析带传动的失效形式和设计准则v带传动的主要失效形式：打滑和带的疲劳破坏。v设计准则：在保证带传动不打滑的前提下，带具有一定的疲劳强度和使用寿命。（1）.带的弹性滑动产生的原因带的弹性、松

7、边与紧边拉力差定义由于带的弹性变形而产生的带与带轮之间的相对滑动称为弹性滑动。弹性滑动的特点不可避免的传动比不准确；带的磨损，效率降低5.1.3 带传动的工作原理3 3.带的弹性滑动和打滑弹性滑动的后果弹性滑动率第5章 带传动5.1.3 带传动的工作原理 3.带的弹性滑动和打滑弹性滑动现象分析：紧边在A点绕上主动轮带的拉力逐渐降低，变形量减小带速滞后于带轮即带与轮之间发生相对滑动ABB*（2）.带的打滑产生的原因外载荷增加，使得造成的后果带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。打滑的特点可以避免的带打滑时的现象？如何避免带发生打滑？第5章 带传动5.1.3 带传动的工作原理5.2

8、.3弹性滑动和传动比v一、弹性滑动和传动比由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动现象称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中不可避免的现象，是正常工作时固有的特性。弹性滑动会引起下列后果：v（1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度。v（2）损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高，并引起传动带磨损。v设d1、d2为主、从动轮的直径，mm；n1、n2为主、从动轮的转速，r/min,则两轮的圆周速度为：滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低率通常称为带传动滑动系数或滑动率带传动的传动比从动轮的转动速度：通常弹性滑动和打滑的区别v打滑是由于带过载所引起的

9、，是传动失效时发生的现象，是可以避免的；v弹性滑动是由于材料的弹性和紧边拉力与松边拉力的差所引起的，只要带传动具有承载能力，有紧边拉力和松边拉力，就一定会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。v若传递的基本载荷超过最大有效圆周力,带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑v打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态v带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的v打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打滑注意5.3普通V带传动的设计计算v5.3.1V带的标准vV带又分为普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、联组V带、齿形V带等，其中普通V带应用最广。我们主要介绍普通V带。传动

10、带的型式一、普通V带的规格及结构v普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号型 号YZABCDE顶宽b6101317223238节宽bd5.3 8.51114192732高度h4.0 6.0 8.011141925楔角40每米质量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.6 0.87普通V带的结构：帘布心结构绳心结构1包布层；2顶胶；3抗拉体；4底胶；帘布心结构绳心结构基本概念及参数v节面：V带弯曲时，顶胶伸长，底胶缩短，只有两者之间的中间层长度不变，称为节面。v节宽bp：带的节面宽度；带弯曲时，该宽度保持不变。v带的基准长度Ld：在规定的张紧力下，V带中性层的长度称为带

11、的基准长度Ld，V带的公称长度用基准长度表示。v带轮的基准直径dd：在V带轮上，与所配用V带的节面宽度bp相对应的带轮直径称为带轮的基准直径dd。型 号YZABCDE顶宽b6101317223238节宽bd5.3 8.51114192732高度h4.0 6.0 8.011141925楔角40每米质量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.6 0.875.3.2普通V带传动设计v1、设计原始参数及内容v设计V带传动的一般已知条件是：传动用途和工作条件；传动的功率P；主动轮、从动轮的转速n1和n2或传动比i，对传动位置和外部尺寸要求等。v普通V带传动的设计主要是：确定带的型号、

12、长度、根数、传动比、中心距、带轮直径、结构尺寸及作用在轴上的载荷等。2设计方法及步骤v（1）确定计算功率v为工作情况系数，考虑到载荷性质和运转时间长短等因素的影响而确定的。载荷性质工 作 机原 动 机电动机（交流启动、直流并励、三角启动）四缸以上内燃机电动机（联机交流启动、直流复励或串励），四缸以下的内燃机每天工作小时数/h1616载荷变动很小液体搅拌机、鼓风机、通风机（7.5kW）、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机、通风机（7.5kW）、旋转式水泵和压缩机（非离心式）、发电机等1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大斗式提升机、

13、压缩机、往复式水泵、起重机、冲剪机床、重载运输机、纺织机、振动筛1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8（2）选择带型（3）确定带轮的基准直径dd1和dd2 初选小带轮dd1，普通V带轮最小基准直径表如下，取：为提高寿命，在传动比不大和结构无特殊要求时，应选取较大的直径。大轮的基准直径：通常取 ，dd1、dd2应符合带轮基准直径系列。带速：一般应使 在 525m/s 的范围。（4）中心距、带长1）初选a0：2）计算带的基准长度Ld：3）查表选取与Ld相近的V的的基准长度Ld。4）计算实际中心距：（5

14、）计算小轮包角1v一般应使否则可加大中心距或增设张紧轮。（6）确定v带的根数zZ取整数，为了使每根V带受力均匀，V带根数不宜太多，通常z10式中：P0单根V带允许传递的功率（又称单根V带的基本额定功率），P0值的大小是在包角=180、特定带长、平稳工作条件下通过试验和计算得到的，见表5.4；P0考虑到传动比不为1时，带在大带轮上的弯曲应力较小，在同等寿命下，P0值应有所提高，P0即为单根V带允许传递功率的增量，大带轮愈大（即传动比i12愈大），提高量愈多，其值见表5.5；KL考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，见表5.3；K考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数，见表5.6。（7）确定

15、初拉力F0v保持适当的张紧力是带传动工作的首要条件，张紧力过小，摩擦力小，容易发生打滑；张紧力过大，则带寿命降低，轴和轴承受力增大。（8）计算作用在轴上的力（9）V带轮的设计v1选材：主要采用铸铁，HT150或HT200等；小功率时可用铸铝或塑料；高转速时可用铸钢；v2带轮的结构形式；v3根据带的型号确定轮缘尺寸；v4其它结构尺寸的确定可以根据经验公式。带轮的结构形式v1、实心式v2、腹板式或孔板式v3、轮辐式带轮的轮缘尺寸的确定v根据带的型号，可以查表确定带轮轮缘尺寸及其它结构参数。8.5 带传动的张紧、安装与维护带传动的张紧、安装与维护8.5.1带传动的张紧带传动的张紧张紧方式张紧方式调整

16、中心距调整中心距方式方式张紧轮方式张紧轮方式定期张紧定期张紧调位式调位式自动张紧自动张紧摆锤式摆锤式滑道式滑道式摆架式摆架式1.1.调整中心距方式调整中心距方式（1 1）定期张紧）定期张紧滑道式滑道式摆架式摆架式（定期调整中心距）（定期调整中心距）（2 2）自动张紧（靠自重）自动张紧（靠自重）2.2.张紧轮方式张紧轮方式 张紧轮一般应放在张紧轮一般应放在松边的内侧松边的内侧，使带只受单向弯，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮靠近大轮，以免过分影响在小，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相同。带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。（1）调位式

17、）调位式（2）摆锤式）摆锤式带的张紧v由于带传动的材料不是完全的弹性体，带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛，使张紧力降低。为保持持久的承载能力，带传动需要张紧装置。v常用的控制和调整张紧力的方法是调节中心距张紧和设置张紧轮张紧四带的张紧用带轮张紧8.5.2带传动的安装和维护带传动的安装和维护1.带传动的安装带传动的安装两轮槽应对准，处于同一平面两轮槽应对准，处于同一平面两带轮轴线应保持平行两带轮轴线应保持平行（1）带轮的安装）带轮的安装（2）传动带的安装）传动带的安装1 1）安装时不能硬撬（应先缩小）安装时不能硬撬（应先缩小a a或顺势盘上）。或顺势盘上）。2 2）带的根数较多时，其长度不

18、能相差太大，以免受）带的根数较多时，其长度不能相差太大，以免受 力不均。力不均。3 3）V V带在轮槽中的位置要正确，不能过高或过低。带在轮槽中的位置要正确，不能过高或过低。4 4）不能新旧带混用（多根带时），）不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀以免载荷分布不匀。2.带传动的维护带传动的维护（1 1）防护罩。）防护罩。（2 2）带禁止与矿物油、酸、碱等）带禁止与矿物油、酸、碱等 介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒。介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒。（3 3）定期张紧。）定期张紧。（4 4）带传动的工作温度）带传动的工作温度60600 0C C8.6.1 同步带传动的特点和应用同步带传动的特

19、点和应用1.结构结构强力层强力层-钢丝绳或玻璃纤维绳钢丝绳或玻璃纤维绳基体基体-氯丁胶或聚氨脂橡胶氯丁胶或聚氨脂橡胶强力层强力层带背带背带齿带齿 强力层变形小，周节保持强力层变形小，周节保持不变，保证了同步传动。不变，保证了同步传动。8.6 同步带传动同步带传动2.特点特点优点：优点：（1）无相对滑动）无相对滑动,带长不变带长不变,传动比稳定；传动比稳定；（4）传动效率高）传动效率高,可达可达0.980.99,应用日益广泛；应用日益广泛；（2）带薄而轻）带薄而轻,强力层强度高强力层强度高,适用于高速适用于高速,速度可达速度可达40m/s；（5）初拉力较小）初拉力较小,所轴和轴承所承受的载荷小。

20、所轴和轴承所承受的载荷小。(3)(3)带带的柔韧性好的柔韧性好,可用直径较小的带轮，传动结构紧凑可用直径较小的带轮，传动结构紧凑,能能获得较大的传动比；获得较大的传动比；缺点：缺点：制造、安装精度要求高，成本高。制造、安装精度要求高，成本高。3.应用：要求传动比准确的中、小功率传动。应用：要求传动比准确的中、小功率传动。如：计算机、录音机、磨床、纺织机械等。如：计算机、录音机、磨床、纺织机械等。8.6.2 同步带的参数、型式、尺寸和标记同步带的参数、型式、尺寸和标记1.同步带的参数同步带的参数（1）节距）节距Pb节线节线-同步带工作时保持原长度不变的同步带工作时保持原长度不变的周线周线。公称长

21、度公称长度-节线长度节线长度LP。节距节距Pb-相邻两齿对称中心线沿节线测量的距离。相邻两齿对称中心线沿节线测量的距离。最基本参数最基本参数节线节线（2）模数）模数m2.同步带的型式、尺寸和标记同步带的型式、尺寸和标记(1)(1)型式型式按工作齿面分按工作齿面分梯形齿（本章讨论）梯形齿（本章讨论）弧齿弧齿节距节距按结构分按结构分单面带单面带双面带双面带DA型型-两面齿对称排列两面齿对称排列DB型型-两面齿交错排列两面齿交错排列特殊结构的同步带特殊结构的同步带梯形齿同步带梯形齿同步带周节制周节制-标准同步带（我国采用）标准同步带（我国采用）模数制模数制 （2）尺寸和标记）尺寸和标记1）标准同步带

22、）标准同步带（周节制梯形齿同步带）周节制梯形齿同步带）7种型号：种型号：MXL（最轻型）、（最轻型）、XXL（超轻型）（超轻型）、XL（特轻型）（特轻型）、L（轻型）（轻型）、H（重型）（重型）、XH（特重型）（特重型）、XXH（超重型）（超重型）。齿形尺寸：查表齿形尺寸：查表8.22节线长度：查表节线长度：查表8.23带带 宽：查表宽：查表8.24标记标记：由长度代号、型号、带宽代号、标准号组成。：由长度代号、型号、带宽代号、标准号组成。标记示例：标记示例：橡胶同步带橡胶同步带420 L 050 GB/T11616-1989420 L 050 GB/T11616-1989带宽代号，带宽带宽代

23、号，带宽12.7mm12.7mm（表（表8.24）型号型号L L，节距，节距9.525mm 9.525mm（表（表8.22）长度代号，长度代号，420420，节线长，节线长1066.8mm1066.8mm （表（表8.23）2）模数制梯形齿同步带）模数制梯形齿同步带基本参数：基本参数：齿形尺寸：查表齿形尺寸：查表8.25节长、齿数、带宽：查表节长、齿数、带宽：查表8.26标记标记：由带的模数、带宽、齿数组成。：由带的模数、带宽、齿数组成。标记示例：标记示例：聚氨脂同步带聚氨脂同步带 22590齿数齿数Z=90带宽带宽bs=25mm模数模数m=2例题总结及习题例例 设计某鼓风机用普通设计某鼓风机

24、用普通V带传动。带传动。已知：电动机额定功率已知：电动机额定功率P=10KW，n1=1450r/min,n2=400r/min,a=1500mm,每天工作每天工作24h。解：（解：（1）确定计算功率）确定计算功率Pc查表查表8.21(P130)KA=1.3 Pc=KAP=1.310=13 kw（2）选择）选择V带的型号带的型号查图查图8.12(P131)(P131)选用选用B型型（3）确定带轮基准直径）确定带轮基准直径dd1、dd2查表查表8.6(P121)8.6(P121)d ddmindmin=125mm=125mm查图查图8.12(P131)8.12(P131)选取：选取：d dd1d1

25、=140mm=140mm d ddmindmin=125mm=125mm查表查表8.3(P116)8.3(P116)d dd2d2=500mm=500mm从动轮的转速误差率从动轮的转速误差率:（4）验算带的速度）验算带的速度u（P134）(5)(5)确确定定V带基准长度带基准长度Ld和中心距和中心距a初步确定中心距初步确定中心距a0带的基准长度带的基准长度Ld查表查表8.4(P117)8.4(P117)取取L Ld d=4000mm=4000mm根据结构设计要求（根据结构设计要求（题目题目要求）初定：要求）初定：a0=1500mm由式由式(8.15)(8.15)得得:实际中心距实际中心距中心距

26、中心距a的变化的变化范围范围为：为：(6)(6)验算验算小带轮上包角小带轮上包角1由式由式(8.16)(8.16)得得:由式由式(8.17)(8.17)得得:(7)(7)确定确定V带根数带根数Z由式由式(8.18)(8.18)得得:3)3)查表查表8.48.4（P117P117）得：）得：长度修正系数长度修正系数 K KL L=1.13=1.134)4)查图查图8.118.11（P129P129）得：）得：1 1=166.13=166.130 0 包角系数包角系数 K K=0.97=0.97查表查表8.198.19（P129P129）i=3.57 i=3.57 K Ki i=1.1373=1.

27、1373查表查表8.188.18（P129P129）K Kb b=2.649=2.6491010-3-3（8）单根）单根V带的初拉力带的初拉力F0及带轮轴上的压力及带轮轴上的压力FQ查表查表8.68.6（P121P121）得：）得：B B型型V V带每米质量带每米质量q q=0.17Kg/m=0.17Kg/m由式由式(8.19)(8.19)得得:由式由式(8.20)(8.20)得得:（9）带轮的结构设计）带轮的结构设计按第按第8.2.2节（节（P118）进行设计（略）进行设计（略）（10）设计结果）设计结果选用选用4根根B-4000GB/T11544-1997的的V带，带，中心距中心距a=1487mm,带轮的基准直径带轮的基准直径dd1=140mm、dd2=500mm,轴上的压力轴上的压力FQ=2067.4N。