第09章-带传动学习.pptx

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1、9.1 9.1 带传动的类型和特点带传动的类型和特点 带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。当原动机驱动主动带轮转动时，由于带与带轮之间摩擦力的作用，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。第1页/共49页9.1 9.1 带传动的类型和特点带传动的类型和特点带传动的类型按传动原理分：按传动原理分：（1）摩擦带传动：靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动：靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。第2页/共49页9.1 9.1 带传动的类型和特点带传动的类型和特点带传动的类型按传动带的截面形状分：按传动带的截面形

2、状分：（1）平带：平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。（2）V带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。第3页/共49页9.1 9.1 带传动的类型和特点带传动的类型和特点带传动的类型（4）圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。（5）齿形带（同步带）：（6）齿孔带：（3）多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。按传动带的截面形状分：按传动带的截面形状分：第4页/共49页9.1 9.1 带传动的类型和特点带传动的类型和特点带传动的类型按用途分：按用途分：（1）传动带传递动力用；（2）输送带输送物品用。本章仅讨论传动带。第5页/共49页9.1 9.1 带传动的类型和特点带

3、传动的类型和特点带传动的特点能吸收振动，缓和冲击能吸收振动，缓和冲击,传动平稳，噪音小；传动平稳，噪音小；过过载载时时，带带会会在在带带轮轮上上打打滑滑，防防止止其其他他机机件件损损坏坏，起起到到过过载载保护作用；保护作用；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；u带带与与带带轮轮之之间间存存在在一一定定的的弹弹性性滑滑动动，故故不不能能保保证证恒恒定定的的传传动动比，传动精度和传动效率低；比，传动精度和传动效率低；u由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；u带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；带传

4、动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；u带的寿命较短，需要经常更换；带的寿命较短，需要经常更换；u不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。第6页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的受力分析 把一根或多根环形V V带张紧套装在主动轮1 1和从动轮2 2上，使带与带轮的接触面间产生压力。工作时，靠带与带轮间的摩擦力传递运动与动力。在一定的条件下，摩擦力有一极限值，如果工作阻力超过了摩擦力的极限值，带将在带轮面上打滑，带传动将不能正常工作。第7页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的受力分析当当传

5、传动动带带静静止止时时，带带两两边边承承受受相相等等的拉力，称为的拉力，称为初拉力初拉力初拉力初拉力F F0 0。当当传传动动带带传传动动时时，由由于于带带与与带带轮轮接接触触面面之之间间摩摩擦擦力力的的作作用用，带带两两边边的的拉拉力力不不再再相相等等。一一边边被被拉拉紧紧，拉拉力力由由F0增增大大到到F1，称称为为紧紧紧紧边边边边；一一边边被被放放松松，拉拉力力由由F0减减少少到到F2，称称为为松松松松边边边边。设设环环形形带带的的总总长长度度不不变变，则则紧紧边边拉拉力力的的增增加加量量F1-F0应应等等于于松松边边拉拉力力的减少量的减少量F0-F2。F F1 1-F-F0 0=F=F0

6、 0-F-F22F F0 0=（F F1 1+F+F2 2）/2/2第8页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的受力分析 带两边的拉力之差F=FF=FF=FF=F1 1 1 1-F-F-F-F2 2 2 2称为带传动的有有效效拉拉力力。实际上F F是带与带轮之间摩擦力的总和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效拉力F F与总摩擦力相等，F F同时也是带传动所传递的圆周力圆周力。在一定的初拉力F F0 0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打打滑滑

7、。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。第9页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带的应力分析1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力：紧边拉应力：松边拉应力：松边拉应力：式中：式中：A带的横截面积，带的横截面积，mm2。第10页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带的应力分析2.离心力产生的拉应力离心力产生的拉应力式中：式中：q传动带每米长的质量，传动带每米长的质量，kg/m；v带的线速度，带的线速度，m/s。第11页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的

8、工作情况分析带的应力分析3.弯曲应力弯曲应力式中：式中：y带的中性层到带的最外层的垂直距离，带的中性层到带的最外层的垂直距离，mm；E带的弹性模量，带的弹性模量，MPa；d带轮直径，带轮直径，mm。最大应力发生在紧边与小带轮接触处：最大应力发生在紧边与小带轮接触处：第12页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的弹性滑动和传动比传传动动带带是是弹弹性性体体，受受到到拉拉力力后后会会产产生生弹弹性性伸伸长长，伸伸长长量量随随拉拉力力大大小小的的变变化化而而改改变变。带带由由紧紧边边绕绕过过主主动动轮轮进进入入松松边边时时，带带的的拉拉力力由由F F1 1减减小小

9、为为F F2 2，其其弹弹性性伸伸长长量量也也减减小小。带带在在绕绕过过带带轮轮的的过过程程中中，相相对对于于轮轮面面向向后后收收缩缩，带带与与带带轮轮面间出现局部相对滑动，导致轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度带的速度逐步小于主动轮的圆周速度带的速度逐步小于主动轮的圆周速度带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动弹性滑动。p当当带带由由松松边边绕绕过过从从动动轮轮进进入入紧紧边边时时，拉拉力力增增加加，带带逐逐渐渐被被拉拉长长，沿沿轮轮面面产产生向前的弹性滑动，使生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度带的

10、速度逐渐大于从动轮的圆周速度带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。第13页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的弹性滑动和传动比u由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动系数滑动系数(滑动率滑动率)。考虑弹性滑动时的考虑弹性滑动时的传动比传动比为为 ：一般带传动的滑动系数=0.01=0.010.020.02，因值很小，非精确计算时可以忽略不计。第14页/共49页9.2 9.2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的弹性滑动和传动比l弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。l打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避

11、免的。l而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。第15页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带的规格V带带有有普普通通V带带、窄窄V带带、宽宽V带带、汽汽车车V带带、大楔角大楔角V带等。带等。其中以普通其中以普通V带和窄带和窄V带应用较广。带应用较广。第16页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带的规格1.V1.V带的规格标准带的规格标准 普普通通V带带已已标标准准化化，按按截截面面尺尺寸寸从从小小到到大大可可分分为为Y、Z、A、B、C、D、E七七种种型型号号。标标准准V带带都都制制成成无无接接头头的的

12、环环形形带带，其其横横截面结构如图所示。抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。截面结构如图所示。抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。第17页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带的规格p带带绕绕在在带带轮轮上上时时产产生生弯弯曲曲，外外层层受受拉拉伸伸长长，内内层层受受压压缩缩短短，内外层之间必有一长度不变的内外层之间必有一长度不变的中性层中性层，其宽度，其宽度b bp p称为称为节宽节宽。pV V带轮上与带轮上与b bp p相应的带轮直径相应的带轮直径d d称为称为基准直径。基准直径。p与与带带轮轮基基准准直直径径相相应应的的带带的的周周线线长长度度称称为为基基准准长长度

13、度，用用L Ld d表表示。示。p两两带带轮轮轴轴线线间间的的距距离离a称称为为中中心心距距，带带与与带带轮轮接接触触弧弧所所对对应应的的中心角称为包角中心角称为包角。12第18页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计单根普通V带的许用功率在在包包角角=180、特特定定带带长长、工工作作平平稳稳的的条条件件下下，单单根根普普通通V带带的基本额定功率的基本额定功率P0（实验所得）见表（实验所得）见表9-3。当当实实际际工工作作条条件件与与确确定定P0值值的的特特定定条条件件不不同同时时，应应对对查查得得的的P0值值进进行行修修正正。修修正正后后得得实实际际工工作作条条件件下下单单

14、根根V带带所所能能传传递递的的功率功率P0：P0实验条件下单根普通实验条件下单根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率(kW)；P0i1时单根普通时单根普通V带额定功率增量带额定功率增量(kW)，表，表9-4；K包角修正系数，表包角修正系数，表9-5；KL带长修正系数，表带长修正系数，表9-2。第19页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法已知条件一般为：已知条件一般为：原动机的性能原动机的性能传动用途传动用途传递的功率传递的功率两轮的转速两轮的转速n1、n2（或传动比（或传动比i12）工作条件及外廓尺寸要求等。工作条件及外廓尺寸要求等。第20页/共49页

15、9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法设计内容：设计内容：确定普通确定普通V带的型号、基准长度带的型号、基准长度Ld和根数和根数z；确定带轮的材料；确定带轮的材料；基准直径基准直径d1、d2及结构尺寸；及结构尺寸；确定传动的中心距确定传动的中心距a；计算初拉力计算初拉力F0及作用在轴上的压力及作用在轴上的压力FQ；选择张紧装置。选择张紧装置。第21页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（1 1）确定计算功率）确定计算功率PC计算功率计算功率(kW)；KA工作情况系数，表工作情况系数，表9-6；P传递的额定功率传递的额定功率(k

16、W)。第22页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（2 2）选择）选择V V带的型号带的型号u根据计算功率根据计算功率PC和小带轮转速和小带轮转速n1，按下图选择普通，按下图选择普通V带的型号，带的型号，图图9-11。第23页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法一一般般取取d1dmin，若若过过小小则则带带的的弯弯曲曲应应力力太太大大而而导导致致带带的的寿寿命命降降低低；反反之之，则则带带传传动动的的外外廓廓尺尺寸寸增增大大。普普通通V带带轮轮的的最小基准直径如下（表最小基准直径如下（表9-7）：）：带轮的基准直径

17、、应符合带轮基准直径尺寸系列。带轮的基准直径、应符合带轮基准直径尺寸系列。（3 3）确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径d1、d2p大带轮的基准直径由下式计算大带轮的基准直径由下式计算:带型dminYZABCDE205075125200355500第24页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（4）验算带速）验算带速v带速一般限制在带速一般限制在525m/s之间。之间。d1小带轮的基准直径小带轮的基准直径(mm)；n1小带轮的转速小带轮的转速(r/min)。第25页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法u初步确定初步确

18、定中心距中心距a0：设计时设计时如无特殊要求，可按下式：如无特殊要求，可按下式：（5）确定中心距和带的基准长度）确定中心距和带的基准长度Ld实实际际中中心心距距a：考考虑虑到到安安装装、张张紧紧的的调调整整，中中心心距距变变动范围为：动范围为：(a-0.015Ld)(a+0.03Ld)0.7(d1+d2)a02(d1+d2)u基准长度计算：由带传动的几何关系可得带的计算公式：L0带的基准长度计算值，查表9-2选定带的基准长度Ld。第26页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（6）验算小带轮包角）验算小带轮包角1u一一般般要要求求1120，若若不不能能满满

19、足足，可可增增大大中中心心距距或设置张紧轮。或设置张紧轮。第27页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（7）确定带的根数z带带的的根根数数应应取取整整数数。为为使使各各根根带带受受力力均均匀匀，带带的的根根数数不不能能太太多多，一一般般25根根为为宜宜，最最多多不不多多于于10根根。否否则则应应加加大大带带轮轮基基准准直直径径或或选选择择较较大大型型号号的的带，重新设计。带，重新设计。第28页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（8）确定单根带的初拉力）确定单根带的初拉力F0保保持持适适当当的的初初拉拉力力是是带带

20、传传动动正正常常工工作作的的必必要要条条件件。初初拉拉力力过过小小，则则传传动动时时摩摩擦擦力力过过小小易易打打滑滑；过过大大则则降降低低带带的的寿寿命命，并并增大了轴和轴承的压力。单根增大了轴和轴承的压力。单根V带的初拉力可按下式计算：带的初拉力可按下式计算：q为每米带长的质量为每米带长的质量(kg/m)，表，表9-1。第29页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计带传动的设计步骤和方法（9）计算作用在带轮轴上的压力）计算作用在带轮轴上的压力FQl为为了了设设计计轴轴和和轴轴承承，必必须须求求出出V V带带作作用用在在轴轴上上的的压压力。可按下式计算：力。可按下式计算：第30

21、页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第31页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第32页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第33页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第34页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第35页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第36页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第37页/共49页9.3 V9.3 V带传动的设计带传动的设计例9-1第38页/共49页9.3 V9.3 V带传动的

22、设计带传动的设计例9-1第39页/共49页9.4 V9.4 V带轮的结构带轮的结构设计要求：设计要求：p质量小且质量分布均匀；质量小且质量分布均匀；p足够的承载能力；足够的承载能力；p良好的结构工艺性；良好的结构工艺性；p轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损；轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损；p各各槽槽的的尺尺寸寸和和角角度度应应保保持持一一定定的的精精度度，以以使使载载荷荷分分布较为均匀等。布较为均匀等。第40页/共49页9.4 V9.4 V带轮的结构带轮的结构结构设计：结构设计：带带轮轮由由轮轮缘缘、腹腹板板（轮轮辐辐）和和轮轮毂毂三三部部分分组组成成。轮轮缘缘是是带带轮轮的的工工作作

23、部部分分，制制有有梯梯形形轮轮槽槽。轮轮毂毂是是带带轮轮与与轴轴的的联联接接部部分分，轮轮缘缘与与轮轮毂毂则则用用轮轮辐辐（腹腹板板）联联接接成成一一整整体体。V V带带轮轮按按腹腹板板结结构构的的不不同同分分为为以以下下几几种种型型式式：实实心心带带轮轮、腹腹板板带带轮轮、孔板带轮、轮辐带轮。、孔板带轮、轮辐带轮。直直径径较较小小时时可可采采用用实实心心式式；中中等等直直径径带带轮轮采采用用腹腹板板式式；直直径径大大于于350mm时时可可采采用用轮轮辐辐式式。轮轮毂毂与与轮轮辐辐尺尺寸寸按按经经验验公公式式计计算，轮缘尺寸见表算，轮缘尺寸见表9-8。第41页/共49页9.4 V9.4 V带轮

24、的结构带轮的结构带轮的材料：带轮的材料：u带带轮轮的的材材料料主主要要采采用用铸铸铁铁，常常用用材材料料的的牌牌号号为为HT150或或HT200,允允许许的的最最大大圆圆周周速速度度为为25m/s；转转速速较高时宜采用铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）；较高时宜采用铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）；u小功率时可用铸铝或塑料。小功率时可用铸铝或塑料。失效形式：失效形式：打滑和疲劳断裂。打滑和疲劳断裂。设计准则：设计准则：n在在保保证证不不打打滑滑的的条条件件下下，应应具具有有一一定定的的疲疲劳劳强强度度和和寿命。寿命。第42页/共49页9.5 V9.5 V带轮传动的张紧装置带轮传动的张紧装置定期张紧装

25、置采采用用定定期期改改变变中中心心距距的的方方法法来来调调节节带带的的张张紧紧力力，使带重新张紧。常见的有使带重新张紧。常见的有滑道式滑道式和和摆架式摆架式两种结构。两种结构。滑道式第43页/共49页9.5 V9.5 V带轮传动的张紧装置带轮传动的张紧装置定期张紧装置摆架式采采用用定定期期改改变变中中心心距距的的方方法法来来调调节节带带的的张张紧紧力力，使带重新张紧。常见的有使带重新张紧。常见的有滑道式滑道式和和摆架式摆架式两种结构。两种结构。第44页/共49页9.5 V9.5 V带轮传动的张紧装置带轮传动的张紧装置自动张紧装置 将将装装有有带带轮轮的的电电动动机机安安装装在在浮浮动动的的摆摆

26、架架上上，利利用用电电动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。第45页/共49页9.5 V9.5 V带轮传动的张紧装置带轮传动的张紧装置采用张紧轮的装置当当中中心心距距不不能能调调节节时时，可可采采用用张张紧紧轮轮将将带带张张紧紧，如如图图所所示示。张张紧紧轮轮一一般般放放在在松松边边的的内内侧侧，使使带带只只受受单单向向弯弯曲曲，同同时时张张紧紧轮轮还还应应尽尽量量靠靠近近大大轮轮，以以免免过过分分影影响响带带在在小小轮轮上上的的包包角角。张张紧紧轮轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。张紧轮方式张紧轮方式第46页/共49页作业：作业：9-13第47页/共49页本章完第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页