《挠性传动设计上》PPT课件.ppt
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1、挠性传动挠性传动通过挠性曳引元件传递运动和动力通过挠性曳引元件传递运动和动力挠性传挠性传动包括动包括传动带3带带传动传动(挠性曳引元(挠性曳引元件为传动带)件为传动带)链传动链传动(挠性曳引元(挠性曳引元件为传动链)件为传动链)传动链传动链vvn11 1n22 2主动轮1从动轮21.带传动的类型、结构及特点;带传动的类型、结构及特点;.本章主要内容本章主要内容2.带传动受力分析、运动分析及应力分析带传动受力分析、运动分析及应力分析(重点)(重点)3.3.带传动设计带传动设计一一.带带传动的组成及工作原理传动的组成及工作原理带传的带传的组成动组成动 主动带轮主动带轮1从动带轮从动带轮2环形胶带环
2、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摩擦带与带轮之间的摩擦 力传动运动和动力的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 带传动的类型和应用带传动的类型和应用1 1小轮包角小轮包角2 2大轮包角大轮包角n1 1小轮转速小轮转速 (r/minr/min)n2 2大轮转速大轮转速 (r/minr/min)v带速带速(m/s)二二.带传动的类型带传动的类型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
3、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)按工作一)按工作 原理分原理分平带平带V V带带多楔带多楔带圆带圆带/2/2Fn/2/2 FnFQ平带:平带:F Fn n=F=FQ Q,F Ff f=F=Fn nf=f=F FQ Qf f 承载能力小承载能力小FQFnV V带:带:承载能力大承载能力大V V带带多楔带多楔带圆带圆带平带平带二)二)按带的剖按带的剖 面型状分面型状分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
4、。带等。三三.V V带的带的结构及尺寸结构及尺寸11伸张层伸张层33压缩层压缩层44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二)二)V V带截面型号及尺寸带截面型号及尺寸YZ(SPZ)A A(SPASPA)B B(SPBSPB)
5、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各种型号各种型号V带的剖面带的剖面尺寸见尺寸见表表8-1。3.V3.V带的长度带的长度外周长外周长基准长度基准长度Ld内周长内周长带轮基准直径带轮基准直径d四四.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
6、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:应用:用于中心距较大,传动比无严格要求的场合,在多级用于中心距较大,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
7、级传动。带带 长:长:L=2a+L=2a+中心距中心距:小轮包角:小轮包角:2 2六六.带传动的几何尺寸计算带传动的几何尺寸计算1 1 BAC CDD一带传动的受力分析一带传动的受力分析8-2 8-2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析一)带传动的有效拉力一)带传动的有效拉力F F 工作前:带中各处均受工作前:带中各处均受到一定的初拉力到一定的初拉力F FO O OO2 2OO1 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
8、T1 1 n n1 1工作时:工作时:主动边被称为紧主动边被称为紧边;另一边称为松边。边;另一边称为松边。紧边拉力与松边拉力的差值紧边拉力与松边拉力的差值称为带传动的有效拉力称为带传动的有效拉力F F:F F=F F1 1一一F F2 2 =F Ff f带传动工作时,有效拉力带传动工作时,有效拉力F F与初拉力与初拉力F Fo o、紧边拉力、紧边拉力F F1 1、松边拉力松边拉力F F2 2关系:关系:F F1 1+F F2 2=2 2F Fo oF F1 1一一F F2 2=F F由由 F F1 1=F FO O+F F/2/2F F2 2=F F0 0-F F/2/2 得得二)带传动的极限
9、有效拉力二)带传动的极限有效拉力F Fflimflim及其影响因素及其影响因素 带在带轮上即将打滑时:带在带轮上即将打滑时:F F1 1+F F2 2=2 2F Fo oF F1 1一一F F2 2=F F由由得得1 1)初拉力)初拉力F F0 0 F F0 0,正压力,正压力,FFfmaxfmax,F Fflimflim 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 Fflimflim 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
10、数f f ff,FFfmaxfmax,F Fflimflim,f f取决于带取决于带 和带轮的材料。和带轮的材料。影响影响F Fflimflim的因素的因素二二.带的应力分析带的应力分析一)带传动工作时,带截面上的应力种类一)带传动工作时,带截面上的应力种类 2.2.拉应力拉应力紧边拉应力:紧边拉应力:1 1=F F1 1/A /A MP MPa a松边拉应力:松边拉应力:2 2=F F2 2/A/A MP MPa aFF1 1F F2 2 1 1 2 23.3.弯曲应力弯曲应力 带绕过小带轮时:带绕过小带轮时:式中式中:E E 带的当量弯曲弹性模量;带的当量弯曲弹性模量;y 带的最外层到中性
11、层的距离;带的最外层到中性层的距离;dd2、dd1 大小带轮节圆直径。大小带轮节圆直径。1.1.离心拉应力:离心拉应力:c c=F Fc c/A A=q qv v2 2/A A MP MPa a离心拉应力离心拉应力 作用于带的全长。作用于带的全长。带绕过大带轮时:带绕过大带轮时:当传动比当传动比i1 1时时,d dd d2 2 d dd d1 1,b2 2 b1 1 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+b b1 1 C C=C C+2 2+b b2 2 D D=C C
12、+1 1+b2b2 max max=A A=C C+1 1+b1b1E E max max=A A=C C+1 1+b1b1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二带传动的运动分析二带传动的运动分析 带传动的运动特性带传动的运动特性存在弹性滑动和打滑存在弹性滑动和打滑 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在带轮接触面带在带轮接触面 上局部的微量相对滑动上局部的微量相对滑动的现象,称为弹性滑动。的现象,称为弹性滑动。1 1 2 2vvn n1 1
13、n n2 21 1A AB B 1)1)降降低低传传动动效效率率(V(V带带传传动动效效率率 0.96)0.96),使使带带与带轮摩损增加和温度升高。与带轮摩损增加和温度升高。2 2弹性弹性滑动对传滑动对传动的影响动的影响 2)2)使从动轮的圆周速度使从动轮的圆周速度v2 2低于主动轮的圆周速低于主动轮的圆周速度度v1 1,即:,即:v2 2 v1 1 。从动轮圆周速度相对降低量从动轮圆周速度相对降低量称为滑动率称为滑动率。滑动率滑动率:F F则,正常工作时,=1%=1%2%2%3)传动比不为常数即:传动比不为常数即:常数常数二)带传动打滑二)带传动打滑 打滑打滑当传递的有效拉力达到极限值当传
14、递的有效拉力达到极限值F Fflimflim时时,过载引起过载引起的带与小带轮接面间将发生的带与小带轮接面间将发生显著的相对滑动显著的相对滑动。2 2C CD Dvvn n1 1n n2 21 1A AB BF F1 1F F1 1F F2 2F F2 2带带与与带带轮轮 2 2整整个个接接触触弧弧上上发发生生相相对对滑动滑动带带与与带带轮轮 1 1整整个个接接触触弧弧上上发发生生相相对对滑动滑动12三)弹性滑动与打滑的本质区别三)弹性滑动与打滑的本质区别发生在带和带轮的发生在带和带轮的全部接触弧上全部接触弧上。弹性滑动弹性滑动打打 滑滑是带传动正常工作时是带传动正常工作时不可避免的固有特性;
15、不可避免的固有特性;是是带传动的带传动的失效形式失效形式,设计时必须避免;,设计时必须避免;只发生在带离开带轮前的那只发生在带离开带轮前的那部分接触弧上部分接触弧上;2 2C CD D1 1B BA An n1 121弹性滑动弹性滑动打打 滑滑2 2C CD D1 1B BA An n1 1n n2 221三三.带传动的失效形式和计算准则带传动的失效形式和计算准则2 2)疲劳破坏(脱层和疲劳断裂)疲劳破坏(脱层和疲劳断裂)max max 引引起失效起失效一)带传动一)带传动的失效形式的失效形式 1 1)过载打滑)过载打滑由由F F实传实传F Flimlim引起的失效引起的失效二)带传动的计算准
16、则二)带传动的计算准则 带传动的计算准则是:保证带传动不打滑的前提下,充分带传动的计算准则是:保证带传动不打滑的前提下,充分发挥带的传动能力,并使传动带具有足够的疲劳强度和寿命。发挥带的传动能力,并使传动带具有足够的疲劳强度和寿命。即应满足:即应满足:不打滑条件:不打滑条件:F F实传实传疲劳强度条件:疲劳强度条件:8-3 V8-3 V带传动的设计带传动的设计kWkW同时满足两条件同时满足两条件的带传动功率:的带传动功率:式中:式中:由带的疲劳寿命决定的许用拉应力,由实验得出,由带的疲劳寿命决定的许用拉应力,由实验得出,在在10108 8 10109 9 次应力循环下,次应力循环下,V V带的
17、许用应力为:带的许用应力为:式中:式中:CC由由V V带的材质和结构决定带的材质和结构决定 的实验常数的实验常数L Ld dVV带的基准长度,带的基准长度,m m;j jn nVV带绕行一周时绕过带轮的数目带绕行一周时绕过带轮的数目t th hVV带的预期寿命,带的预期寿命,h h;mm指数,对普通指数,对普通V V带,。带,。疲劳强度条件:疲劳强度条件:根根据据不打滑条件:不打滑条件:F F实传实传一在特定条件下,单根一在特定条件下,单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率P P1 1将将 、b b、c c 代入,取当量摩擦系数代入,取当量摩擦系数f=0.51,f=0.51,可得可得V V
18、带带传动功率的计算公式:传动功率的计算公式:kW kW 载荷平稳载荷平稳 1 1=2 2=180=1800 0,即,即 i=1=1L Ld d为特定长度为特定长度一)特定条件一)特定条件二)单根二)单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率P P1 1表表8-38-3P P1 1可根据可根据V V带型号、小带轮直径带型号、小带轮直径d d1 1及小轮转速及小轮转速n n1 1由表由表8-38-3查出。查出。V带型号带型号特定长度特定长度Y450Z800A1700B2240C3750D6300E7100表表8-3 8-3 单根普通单根普通V V带的基本额定功率带的基本额定功率P P1 1 如:Z
19、型V带、d1=80 mm、n1=1420 r/min时,P0=0.35 kWA型V带、d1=100 mm、n1=1420 r/min时,P0=1.31 kW带型d1 mmn n1 1 r/min r/min800950120014501600Z Z630.150.200.220.180.230.260.220.270.300.250.300.350.270.330.397180A A75 0.450.680.83 1.00 1.19 0.51 0.770.95 1.15 1.37 0.600.931.14 1.39 1.66 0.68 1.07 1.32 1.611.92 0.73 1.151
20、.42 1.742.07 90100112125100100A142014208080Z式中:式中:额定功率增量,考虑传动比额定功率增量,考虑传动比i1i1时,带在大带轮时,带在大带轮 上的弯曲应力较小,在相同寿命的条件下,额定上的弯曲应力较小,在相同寿命的条件下,额定 功率可比功率可比i=1i=1时的传动功率大。根据时的传动功率大。根据V V带型号、带型号、n n1 1 及及i i查表查表8-48-4。当使用条件与特定条件不符时,需引入附加项和修正系当使用条件与特定条件不符时,需引入附加项和修正系数。经过修正后数。经过修正后单根单根V V带的额定功率带的额定功率PP为:为:二二.实际实际使用
21、条件下使用条件下单根V带的许用功率K K包角系数,考虑包角系数,考虑1801800 0时对传动能力影响,时对传动能力影响,根据小带轮包角根据小带轮包角1 1查表查表8-58-5。K KL L 长度系数,考虑带长不为特定长度时对传动能力长度系数,考虑带长不为特定长度时对传动能力 的影响,的影响,K KL L根据根据V V带型号及基准带长带型号及基准带长L Ld d查表查表8-68-6;表表8-4 8-4 单根普通单根普通V V带额定功率的增量带额定功率的增量 P P0 0 kWkW带带型型传传 动动 比比 i i带速带速m/sv1.001.011.021.041.051.081.091.121.
22、131.181.191.241.251.341.351.511.521.992.0P1kWA A0.000.000.010.010.020.020.030.030.050.050.090.090.100.100.110.110.150.150.170.170.190.190.240.240.290.292.556.78.31012.51517.520250.020.020.030.030.030.030.040.040.050.050.060.060.060.060.080.080.100.100.020.020.040.040.040.040.050.050.070.070.080.080.
23、090.090.110.110.130.130.030.030.050.050.050.050.060.060.080.080.090.090.110.110.130.130.160.160.030.030.060.060.060.060.070.070.100.100.110.110.130.130.160.160.190.190.040.040.070.070.080.080.080.080.110.110.130.130.150.150.190.190.230.230.040.040.080.080.090.090.090.090.130.130.150.150.170.170.220.
24、220.260.260.020.020.020.020.030.030.030.030.040.040.040.040.060.060.070.070.020.020.020.030.03 2.0v=7.44m/sA A表表8-48-4查法如:查法如:i vP=0.095 kw 0.1 kw A型带型带小轮包角小轮包角180175170165160155150145140135130125K10.990.980.960.950.930.920.910.890.880.860.84表表8-5 8-5 包角系数包角系数K K1520.924 表8-6 普通V带的基准长度系列和长度系数KL基准长度基
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