机械设计CH08..ppt

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1、第八章 带传动8-1 概述8-2 带传动工作情况的分析8-3 普通带传动的设计计算8-4 带轮的设计8-5 带传动的张紧、安装与防护带传动概述24带传动的类型平带传动，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。在一般机械传动中，应用最广的带传动是带传动，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。多楔带传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。应用实例概 述5V带的类型与结构 带普通带窄带齿形带联组带 概 述大楔角带宽

2、带工作情况分析带传动工作情况的分析带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。带传动是一种挠性传动，其工作情况具有一定的特点。一、带传动的受力分析设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2；或：F1 F22F0；记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff，由力矩平衡条件可得：Ff F1F2带传动尚未工作时，传动带中的预紧力预紧力为F0。带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力紧边拉力为F1和松边拉力松边拉力为F2。未工作状态 工作状态 带传动工作情况的分析带传动的有效拉力Fe等于传动带工作表面上的总摩擦力Ff：FeFfF1F2 有效拉力Fe与带传动的功率P、带速v

3、的关系为F1F0Fe2F2F0Fe2在 F0、F1、F2、Fe 这四个力中，只有两个是独立的，由上述关系式还可以推导出：可见，功率 P 取决于有效拉力 Fe（即总摩擦力Ff），而摩擦力的极限值限制着带传动的传动能力。由上述公式可知：初拉力F0、摩擦系数 f、包角最大有效拉力Fec 包角的概念带传动工作情况的分析 二、带传动的最大有效拉力及其影响因素当带有打滑趋势时，摩擦力达到极限值，亦即带传动的有效拉力达到最大值，称为最大（临界）有效拉力Fec。工作情况分析(应力分析)带传动在工作中，带上的应力有：分析详见可见，带传动工作中，带上任意一点的应力作周期性的变化，工作一定时间后，带将会因为疲劳而发

4、生断裂或塑性变形。三、带的应力分析带传动工作情况的分析 拉应力：紧边拉应力、松边拉应力；离心拉应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的拉应力。弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力；工作情况分析(运动分析)四、带的弹性滑动和打滑带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。带传动工作情况的分析因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动。A1B1：F1F2带逐步向后收缩v带v轮相对滑动A2B2：F2F1带逐步向前伸长v带v轮相对滑动这是带传动正常工作时的固有特性。或其中：因此，带传动的平均传动比为：若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力

5、达到临界值Fec后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免；但过载时，打滑可以起到保护作用。弹性滑动导致：大带轮的线速度 v2 小带轮的线速度 v1。带传动工作情况的分析 线速度的相对变化量可用滑动率 来表示：滑动率 随着带的工作载荷增大而增大，故传动比不稳定，但在一般传动中可不予考虑。V带传动的设计1普通带传动的设计计算一、设计准则和单根V带的基本额定功率 P0带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。单根V带所能传递的最大功率 P0 称为基本额定功率。理论上可以根据疲劳强度条件计算，但实际上是根据特定的试验确定

6、的。带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。实验条件：传动比 i=1、包角180、特定长度、平稳的工作载荷。在设计带传动时，应根据实际工作条件对带的基本额定功率 P0 进行修正，从而得到单根V带的额定功率：二、单根V带的额定功率 Pr公式说明如下三、带传动的参数选择与设计步骤（结合例题学习）设计的原始数据：带传动的工作条件；传动位置与总体尺寸限制；额定功率P；转速n1、n2（或传动比i）等。设计内容：确定带的型号、基准长度Ld、根数z、中心距a、带轮的材料、基准直径dd1、dd2以及结构尺寸、初拉力和压轴力等。例题 普通带传动的设计计算 功率增量；包角修正系数；带长修正系

7、数。普通带传动的设计计算例题 设计某带式输送机传动系统中第一级用的普通V带传动。已知电动机功率P4kW，转速n11440r/min，传动比i3.4，每天工作8小时。解：1、确定计算功率 Pca。2、选择V带的带型 根据 Pca、n1，由图 8-11 选用 A 型（并且 dd1 80100 mm）。3、确定带轮的基准直径 dd 并验算带速 v因为 故带速合适。由 表 8-8 查得工作情况系数 KA1.1，故2）验算带速v。按式（8-13）1）初选小带轮的基准直径 dd1。由表 8-7 和表 8-9，取小带轮的基准直径 dd1 90mm。V带传动的设计2 普通带传动的设计计算3）计算大带轮的基准直

8、径 dd2。根据式（8-15a）根据表 8-9，圆整为 dd2 315 mm。4、确定V带的中心距 a 和基准长度 Ld1）根据式（8-20），初定中心距 a0500 mm。由表 8-2 选带的基准长度 Ld1640 mm。2）由式（8-22）计算带所需的基准长度一般 i 7，推荐 i 2 5。i 过大 带轮包角过小 传动功率小，易打滑普通带传动的设计计算3）按 式（8-23）计算实际中心距 a按式（8-24）计算（解题时应写出计算式），中心距的变动范围为 465539 mm。5、验算小带轮上的包角1（式 8-25）1 过小 摩擦力小、传动功率小、带易打滑。普通带传动的设计计算6、计算带的根数

9、 z2）计算V带的根数 z取4根。根据 n11440 r/min，i3.4 和A型带，查表 8-5 得 P00.17 kW。查表 8-6 得 K0.93，查表 8-2 得 KL0.99，于是一般要求 z 10。z 为何不宜太多？z 太多会使各带受力不均匀性增大。此时应改选带的截型，重新计算。1）计算单根V带的额定功率 Pr。由 dd190 mm 和 n11440 r/min，查表 8-4 得 P01.064 kW。普通带传动的设计计算7、计算单根V带的初拉力 F0 由表 8-3 得 A 型带的单位长度质量 q0.105 kg/m，所以由式（8-27）得8、计算压轴力 FP。(设计带轮轴和轴承用

10、）9、带轮结构设计（后述）10、主要设计结论（供后续计算查用）由式（8-31）得选用 A 型普通V带4根，带基准长度 Ld1640 mm，带轮基准直径 dd190 mm、dd2315 mm，中心距控制在 a465539 mm。单根带初拉力 F0142 N。V带传动的设计2计算功率计算功率 P Pcaca 设计机械时一般给定“额定功率”，但为了机械工作的安全、可靠，计算用的载荷值应考虑零件在工作中受到的各种“附加载荷”，如由机械振动、工作阻力变动、载荷分布不均匀等因素引起的附加载荷，给额定功率乘一个系数通常称为“工作情况系数”、“工况系数”或“载荷系数”。普通带传动的设计计算 带轮的基准直径带轮

11、的基准直径d dd1d1、d dd2d2确定的 dd1 的依据是什么？dd1 过小 取 dd1 等于或稍大于 ddmin（表8-7）注意：dd1、dd2 都必须圆整为标准值。圆整后，实际传动比（或从动轮转速）将与设计要求不相等，一般允许误差不超过5%，如果有误差要求则要验算。普通带传动的设计计算dd1 过大 传动尺寸过大 浪费空间、材料、能源并且：带弯曲应力过大 带寿命减小带速小，传动功率小 带的根数增加而：dd2 i dd1普通带传动的设计计算 带的速度带的速度 vv 过大 带的离心应力过大 带寿命减小（此时应减小dd1）普通带传动的设计计算v 过小 传动功率 P 过小 带的根数过多（此时应

12、增大dd1）（传动功率 PFe v）一般推荐 v525 m/s，最高 vmax 30 m/s。从充分发挥带的工作能力和减少带传动的总体尺寸考虑，在多级传动中应将带传动设置在高速级。初选中心距初选中心距 a0 a过小 包角减小、带的应力循环次数增大 传动功率、带寿命减小 带传动的中心距一般设计为可调。普通带传动的设计计算（8-20）a过大 传动尺寸过大、带下垂严重 浪费空间和材料、传动平稳性差 普通带传动的设计计算 普通带传动的设计计算 普通带传动的设计计算带轮结构设计带轮的设计（仅讲解带轮的材料与结构形式，其余内容自学。）1带轮的材料通常采用铸铁HT150和HT200。转速较高时宜采用铸钢或用

13、钢板冲压后焊接而成。小功率时可用铸铝或塑料。轮辐的典型结构有：实心式、腹板式、孔板式和 轮辐式。2带轮的结构形式轮辐的结构形式主要取决于带轮的基准直径。轮槽尺寸与所选用的V带型号相对应。轮毂和轮辐的尺寸通常按经验公式（图8-14）确定，实际设计时查手册。（详细介绍）V带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。带传动的张紧1V带传动的张紧、安装与防护 根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的 运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。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。1、定期张紧装置（仅讲解张紧问题）带传动的张紧23、采用张紧轮张紧装置张紧轮一般应安装在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。2、自动张紧装置V带传动的张紧、安装与防护张紧轮的安装位置？带传动的张紧2作 业8-18-4