机械基础教学精.ppt

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1、机械基础教学课件第1页，本讲稿共73页摩擦型带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的挠性传动带组成（图101）。带紧套在两个带轮上，借助带与带轮接触面间的压力所产生的摩擦力来传递运动和动力。101带传动概述一、带传动的类型和特点带传动的应用有：带直齿轮、带斜齿轮、带锥齿轮、带蜗轮、带链、带齿蜗轮和带蜗齿轮等。第2页，本讲稿共73页图101摩擦型带传动第3页，本讲稿共73页图102啮合型带传动第4页，本讲稿共73页啮合型带传动由主动同步带轮，从动同步带轮和套在两轮上的环形同步带组成（图102），带的工作面制成齿形，与有齿的带轮相啮合实现传动。摩擦型带传动，按带横剖面的形状是矩形、梯形或圆形，可

2、分为平带传动（图103a）、V带传动（图103b）、楔带传动（图103c）和圆带传动（图103d）。第5页，本讲稿共73页图103带传动的类型第6页，本讲稿共73页平带的横截面为扁平矩形，其工作面是与轮面相接触的内表面（图104a），而V带的横截面为等腰梯形，V带靠两侧面工作（图104b）。第7页，本讲稿共73页图104平带与V带传动的比较第8页，本讲稿共73页当平带和V带受到同样的压紧力FN时，它们的法向力却不相同。平带与带轮接触面上的摩擦力为，而V带与带轮接触面上的摩擦力为第9页，本讲稿共73页式中，为V带轮轮槽角，为当量摩擦系数。显然，因此在相同条件下，V带能传递较大的功率。V带传动平稳

3、，因此在一般机械中，多采用V带传动。第10页，本讲稿共73页二、V带的结构和规格V带已标准化，按其截面大小分为7种型号（表101）。V带的横剖面结构如图105所示，其中图a是帘布结构，图b是绳芯结构，均由下面几部分组成：（1）包布层：由胶帆布制成，起保护作用；（2）顶胶：由橡胶制成，当带弯曲时承受拉伸；第11页，本讲稿共73页（3）底胶：由橡胶制成，当带弯曲时承受压缩；（4）抗拉层：由几层挂胶的帘布或浸胶的棉线（或尼龙）绳构成，承受基本拉伸载荷。第12页，本讲稿共73页图105V带结构第13页，本讲稿共73页当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线称为节线，由全部节线构成的面称为节面

4、，带的节面宽度称为节宽（bp），当带受纵向弯曲时，该宽度保持不变。在V带轮上，与所配用的节宽bp相对应的带轮直径称为节径dp，通常它又是基准直径dd（图106）。V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld。普通V带的长度系列见表102。第14页，本讲稿共73页图106带轮基准直径第15页，本讲稿共73页三、带传动的优缺点（与齿轮传动比较）优点：1）适用于中心距较大的传动；2）带具有弹性，可缓冲和吸振；3）传动平稳，噪音小；4）过载时带与带轮间会出现打滑，可防止其他零件损坏，起安全保护作用。5）结构简单，制造容易，维护方便，成本低。第16页，本讲稿共73页1）传动的外廓尺

5、寸较大；2）由于带的滑动，因此瞬时传动比不准确，不能用于要求传动比精确的场合；3）传动效率较低；4）带的寿命较短。缺点：第17页，本讲稿共73页带传动多用于原动机与工作机之间的传动，一般传递的功率P100kW；带速v=525m/s；传动效率=0.900.95;传动比i7。需要指出，带传动中由于摩擦会产生电火花，故不能用于有爆炸危险的场合。第18页，本讲稿共73页四、带传动的几何参数带传动主要几何参数有中心距a、带轮直径d、带长L和包角等，如图107。图107带传动的几何参数第19页，本讲稿共73页4包角：带与带轮接触弧所对的中心角。3带长L：对V带传动，指带的基准长度。用Ld表示带的基准长度。

6、1中心距a：当带处于规定张紧力时，两带轮轴线间的距离。2带轮直径d：在V带传动中，指带轮的基准直径，用dd表示带轮的基准直径。第20页，本讲稿共73页由图107可知，带长根据计算所得的带长L，由表102选用带的基准长度。第21页，本讲稿共73页因角很小，以代入上式得式中“+”号用于大轮包角2，“”号用于小轮包角1。包角第22页，本讲稿共73页如图108a所示，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上，使带与带轮的接触面上产生正压力。带传动未工作时，带的两边具有相等的初拉力F0。102带传动的工作能力分析一、带传动的工作原理第23页，本讲稿共73页第24页，本讲稿共73页图108带传动的力分析第25页，

7、本讲稿共73页当主动轮1在转矩作用下以转速n1转动时，由图108b可知，由于摩擦力的作用，主动轮1拖动带，带又驱动从动轮2以转速n2转动，从而把主动轮上的运动和动力传到从动轮上。在传动中，两轮与带的摩擦力方向如图所示，这就使进入主动轮一边的带拉得更紧，拉力由F0加到F1，称为紧边。设环形带的总长不变，则在紧边拉力的增加量F1F0应等于在松边拉力的减少量F0F2，则有第26页，本讲稿共73页带紧边和松边的拉力差应等于带与带轮接触面上产生的摩擦力的总和 ，称为带传动的有效拉力，也就是带所传递的圆周力F，即第27页，本讲稿共73页由式（107）可知，当功率P一定时，带速v小，则圆周力F大，因此通常把

8、带传动布置在机械设备的高速级传动上，以减小带传递的圆周力；当带速一定时，传递的功率P愈大，则圆周力F愈大，需要带与带轮之间的摩擦力也愈大。圆周力F（N），带速V（m/s）和传递功率P（kW）之间的关系为（107）第28页，本讲稿共73页实际上，在一定的条件下，摩擦力的大小有一个极限值，即最大摩擦力，若带所需传递的圆周力超过这个极限值时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。出现打滑时，虽然主动轮还在转动，但带和从动轮都不能正常运动，甚至完全不动，这就使传动失效。经常出现打滑将使带的磨损加剧，传动效率降低，故在带传动中应防止出现打滑。第29页，本讲稿共73页在一定条件下当摩擦力达到极限

9、值时，带的紧边拉力F1与松边拉力F2之间的关系可用柔韧体摩擦的欧拉方式来表示式中，F1、F2为紧边和松边拉力，N；f为带与轮之间的摩擦系数；为带在带轮上的包角，rad。第30页，本讲稿共73页由式（108）可知，增大包角和增大摩擦系数，都可提高带传动所能传递的圆周力。对于带传动，在一定的条件下f为一定值，而且21，所以摩擦力的最大值取决于1。第31页，本讲稿共73页带是弹性体，它在受力情况下会产生弹性变形。由于带在紧边和松边上所受的拉力不相等，因而产生的弹性变形也不相同。从图108b可知，在主动轮上，带由A点运动到B点时，带中拉力由F1降到F2，带的弹性伸长相应地逐渐减小，即带在轮上逐渐缩短并

10、沿轮面滑动，使带的速度小于主动轮的圆周速度（即v带v1）。在从动轮上二、带传动的运动分析第32页，本讲稿共73页带从C点到D点时，带中拉力由F2逐渐增加到F1，带的弹性伸长也逐渐增大，也会沿轮面滑动，所以，从动轮的圆周速度又小于带速（即v2dmin，以减小带内的弯曲应力。大带轮的基准直径dd2由式（1010）确定：3确定带轮基准直径dd1、dd2dd2值应圆整为整数。（1017）第43页，本讲稿共73页第44页，本讲稿共73页图1010普通V带型号选择线图第45页，本讲稿共73页表104普通V带轮最小基准直径mm型号YZABC最小基准直径ddmin205075125200注：带轮基准直径系列：

11、20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212、224、236、250、265、280、300、315、335、355、375、400、425、450、475、500、530、560、600、630、670、710、750、800、900、1000、1060、1120、1250、1400、1500、1600、1800、2000、2240、2500（摘自BG/T13575.11992）第46页，本讲稿共73页带速v应在525m/

12、s的范围内，其中以1020m/s为宜，若v25m/s，则因带绕过带轮时离心力过大，使带与带轮之间的压紧力减小，摩擦力降低而使传动能力下降，而且离心力过大降低了带的疲劳强度和寿命。而当v5m/s时，在传递相同功率时带所传递的圆周力增大，使带的根数增加。4验算带速v由式（109）得第47页，本讲稿共73页由于带是中间挠性件，故中心距可取大些或小些。中心距增大，将有利于增大包角，但太大则使结构外廓尺寸大，还会因载荷变化引起带的颤动，从而降低其工作能力。若已知条件未对中心距提出具体的要求，一般可按下式初选中心距a0，即5确定中心距a和基准长度Ld第48页，本讲稿共73页由式（102）可得初定的V带基准

13、长度根据初定的L0，由表102选取相近的基准长度Ld。最后按下式近似计算实际所需的中心距考虑安装和张紧的需要，应使中心距大约有0.03Ld的调整量。第49页，本讲稿共73页由式（104）计算一般要求90120，否则可加大中心距或增设张紧轮。6验算小轮包角17确定带的根数z第50页，本讲稿共73页z应圆整为整数，通常z120故主动轮上的包角合适。（6）验算主动轮上的包角1第70页，本讲稿共73页由式（1021）得由n1=1430r/min，dd1=80mm，查表106得P0=0.03kw，查表107得K=0.90，查表102查得KL=1.06，所以取z=6根。（7）计算V带的根数z第71页，本讲稿共73页由式（1022）得查表101，得=0.06kg/m，所以=56.8（8）计算V带合适的初拉力F0第72页，本讲稿共73页由式（1023）得FQ=2zF0sin=646.7（10）带轮结构设计（略）（9）计算作用在轴上的载荷FQ第73页，本讲稿共73页