04机械设计基础带传动解析.ppt

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1、主动轮主动轮从动轮从动轮传动带传动带带中间挠性件（传动带）的摩擦传动带中间挠性件（传动带）的摩擦传动一、一、二、二、 1 1、按剖面形状分按剖面形状分平型带平型带传动传动V带传动带传动圆形带传动圆形带传动同步齿形带传动同步齿形带传动2 2、按传动方式分、按传动方式分123开口传动开口传动交叉传动交叉传动半交叉传动半交叉传动多楔带多楔带V带的结构带的结构拉伸层（顶层拉伸层（顶层）强力层强力层压缩层（底胶）压缩层（底胶）包布层包布层V型带型带普通普通V带带窄型窄型V带带帘布结构帘布结构线绳结构线绳结构普通普通V带标准带标准1 1、按剖面尺寸分：、按剖面尺寸分：Y Y、Z Z、A A、B B、C C

2、、D D、E E几种几种 小小 大大 2、轮槽基准宽度、轮槽基准宽度 (节宽节宽) bp 和带轮基准直径和带轮基准直径dd(节圆直径节圆直径)3、V带基准长度带基准长度Ld（节线长度节线长度）bpddbp相同条件下，普通相同条件下，普通V带传带传动与平带传动相比较，谁动与平带传动相比较，谁能传递更大的功率？能传递更大的功率？QVQNVVFFFF2cos2sin2极限摩擦力为：极限摩擦力为：平带传动平带传动V带传动带传动 对于普通对于普通V带，带，=3238 。若取。若取=0.3，则平均则平均V =0.51。相同相同条件下，普通条件下，普通V带传动比平带传动能传递更大的功率。带传动比平带传动能传

3、递更大的功率。2cos2sinVQNFFF带传动带传动优点优点：1) 传动平稳、噪声小、可以传动平稳、噪声小、可以缓冲吸振缓冲吸振。2) 过载时打滑过载时打滑，有过载保护作用。，有过载保护作用。3) 适用于适用于两轴中心距较大两轴中心距较大的传动。的传动。4) 结构简单，加工和维护方便、成本低。结构简单，加工和维护方便、成本低。带传动带传动缺点缺点：1) 传动的外廓尺寸较大。传动的外廓尺寸较大。2) 存在弹性蠕动现象，存在弹性蠕动现象，不能保证固定不变的传动比。不能保证固定不变的传动比。3) 轴及轴承受力较大。轴及轴承受力较大。4) 传动传动效率较低，效率较低，V带传动约为带传动约为0.940

4、.97。带的寿命短。带的寿命短 ，仅约，仅约30005000小时。小时。5) 带传动中的摩擦会产生电火花，带传动中的摩擦会产生电火花，不宜用于易燃易爆场合。不宜用于易燃易爆场合。6) 一般需要有一般需要有张紧装置张紧装置。 因此，带传动多用于两轴传动比无严格要求，中心距较大的机械中因此，带传动多用于两轴传动比无严格要求，中心距较大的机械中 。一般，带速一般，带速v=525m/s,传动比传动比i8,传递功率传递功率P45kW。 预预（初）拉力初）拉力F0 紧边拉力紧边拉力F1 松边拉力松边拉力F2 有效拉力有效拉力Fe)(21210FFFf21eFFFF2001FFFFF0F0F0F0F2F2（

5、紧边紧边）（松边松边）（未工作时）（未工作时）（工作时）（工作时）n1T1T2FfFfF1F1（1）欧拉公式）欧拉公式：当当F0一定，且当带在带轮上即将打滑时，一定，且当带在带轮上即将打滑时， F达到达到极限值，此时有：极限值，此时有：带与带轮的包角带与带轮的包角带与带轮间静摩擦系数带与带轮间静摩擦系数自然对数的底自然对数的底feFF21带是理想的挠性体带是理想的挠性体带在工作时无内摩擦力和离心力。带在工作时无内摩擦力和离心力。忽略带的弹性变形、厚度与重量。忽略带的弹性变形、厚度与重量。（2）欧拉公式的假设条件：）欧拉公式的假设条件：112e0ffeeFF220201FFFFFF由上式可知：由

6、上式可知：1. F0、 、f，则则Fe，传递的功率愈大。传递的功率愈大。2.但但 F0过大，则拉应力过大，则拉应力, 带的工作寿命带的工作寿命, 轴和轴承受力轴和轴承受力。3. f过大，则磨损增加，过大，则磨损增加，带轮表面粗糙度要适当。带轮表面粗糙度要适当。)(21210FFFf21eFFFFfeFF21feFF111e1、传动带工作时，带的横剖面上存在三种应力、传动带工作时，带的横剖面上存在三种应力：、由紧、松边拉力、由紧、松边拉力F1、F2拉应力拉应力1、2（作用于带的全长）作用于带的全长）、由带本身质量引起的离心拉力、由带本身质量引起的离心拉力离心拉应力离心拉应力c（作用于带的全长）作

7、用于带的全长）、带绕过带轮时，因弯曲、带绕过带轮时，因弯曲弯曲应力弯曲应力b1、b2 （作用于弯曲段上）作用于弯曲段上）AF11AF22A带的截面积，带的截面积，mm2AqvAFcc2q传动带单位长度的质量，传动带单位长度的质量，kg/m, 见表见表.v带的圆周速度，带的圆周速度，m/sdbdEy2E带的弹性模量，带的弹性模量，MPa；y带的中性层到最外层的垂直距离，带的中性层到最外层的垂直距离，mm；dd带轮的基准直径，带轮的基准直径，mm；b2b13、结论：、结论： 带是在变应力下工作的带是在变应力下工作的带的疲劳损坏。带的疲劳损坏。 带的紧边开始进入小带的紧边开始进入小带轮处应力最大。带

8、轮处应力最大。 最大应力值为：最大应力值为：max=1+b1+c。2、应力分布图、应力分布图b2b1由于带的弹性变形不同而引起的微小局部蠕动。由于带的弹性变形不同而引起的微小局部蠕动。设：设：v传动带的带速；传动带的带速； v1主动带轮圆周速度；主动带轮圆周速度； v2从动带轮圆周速度。从动带轮圆周速度。 可见可见：由于弹性滑动的存在，使得由于弹性滑动的存在，使得 v2vv1； 带传动带传动不能保证固定的传动比不能保证固定的传动比； 引起带的磨损并使效率降低。引起带的磨损并使效率降低。F2F1主动轮上：主动轮上： vv1使使同理：从动轮上：同理：从动轮上：v2v使使若：若：v1=v2 则则:1

9、2212211100060100060ddddddnnindnd静静动动n1C1A1B12、打滑、打滑带的弹性滑动遍及全部接触弧，带在带轮上带的弹性滑动遍及全部接触弧，带在带轮上发生了发生了全面滑动全面滑动。3、滑动率、滑动率11221122111211ndndndndndvvvddddd11221ddddnni4、传动比、传动比 i通常取通常取=0.010.02当传动比不要求严格计算时，可忽略当传动比不要求严格计算时，可忽略的影响，即的影响，即1221ddddnni弹性滑动和打滑的区别？弹性滑动和打滑的区别？二、二、单根单根V V 带所能传递的功率带所能传递的功率（许用功率）为（许用功率）为

10、： 10001110001ec0AvevFPVfbc（kW）但需注意实验条件但需注意实验条件：载荷平稳，包角为载荷平稳，包角为180，传动比，传动比 i=1, 特定带长，承载层材质为化学特定带长，承载层材质为化学纤维，规定的循环次数。当设计条件与实验条件不符时，应作修正：纤维，规定的循环次数。当设计条件与实验条件不符时，应作修正：与带的材质和应力循环总次数有关，与带的材质和应力循环总次数有关，由实验得到由实验得到单根单根V 带的基本额定功率表带的基本额定功率表LKKPPP00r长度系数长度系数包角修正系数包角修正系数功率增量功率增量单根单根V带额定功率带额定功率设计准则：在保证不打滑的条件下，

11、使带具有一定疲劳强度和寿命设计准则：在保证不打滑的条件下，使带具有一定疲劳强度和寿命 1、已知条件：传递的名义功率、已知条件：传递的名义功率P，转速转速n1，n2（或传动比或传动比 i），），传动用途，传动用途，载荷性质，工作环境和外廓尺寸要求等。载荷性质，工作环境和外廓尺寸要求等。 2、设计计算任务：、设计计算任务：V型带：型号、长度和根数型带：型号、长度和根数 带轮：直径、结构尺寸带轮：直径、结构尺寸 传动：中心距、带速等传动：中心距、带速等 3、设计步骤及参数选择：见例题、设计步骤及参数选择：见例题1 1）、确定计算功率）、确定计算功率Pc计算功率：计算功率：Pc=KAP kW工作情况系

12、数，工作情况系数，传递的名义功率传递的名义功率2 2）、选择）、选择V带的型号带的型号粗实线粗实线虚线虚线3 3）、确定带轮的基准直径）、确定带轮的基准直径 dd1和和dd2要求：要求： dd1 ddmin dd1 、dd2满足标准直径系列满足标准直径系列 （一般要求保证（一般要求保证i5%）理由：理由：dd1b1承载能力承载能力 dd1 dd2，外廓尺寸外廓尺寸4 4）、验算带速）、验算带速v10006011ndvd（m/s）要求：要求：v =525 m/s（推荐推荐v =1020 m/s）理由：理由：P=Fv，当，当P一定时，一定时，v则则Fz v，c 摩擦力摩擦力，承载能力，承载能力 v

13、，单位时间内应力循环次数单位时间内应力循环次数 寿命寿命 5 5）、计算传动的中心距）、计算传动的中心距a和带的基准长度和带的基准长度Ld 初取中心距初取中心距a0 要求要求：a0（0.72）（）（ dd1 +dd2）理由理由： a结构紧凑结构紧凑 a包角包角（两带轮直径不变的条件下），传动能力（两带轮直径不变的条件下），传动能力 a外廓尺寸外廓尺寸，且，且Lp较长，速度高时易颤动。较长，速度高时易颤动。求带的基准长度求带的基准长度L 查表选标准长度查表选标准长度Ld求实际中心距求实际中心距a或按公式近似计算。或按公式近似计算。考虑安装调整和补偿因带的伸长导致张紧力减小，实际中心距还需给出考虑

14、安装调整和补偿因带的伸长导致张紧力减小，实际中心距还需给出最大、最小值。通常取：最大、最小值。通常取： amin=a0.015Ld （mm） amax=a0.015Ld （mm）6 6）、验算小轮包角）、验算小轮包角1要求要求：1120理由理由：1 总摩擦力总摩擦力传动能力传动能力 1 易打滑易打滑应应 a 或加张紧轮。或加张紧轮。3 .57180121adddd7 7）、确定带的根数）、确定带的根数zLAKKPPPKPPz00rca要求：要求：z 取取计算值的整数，通常，计算值的整数，通常，z =3510， 若若z6，可改选可改选型号。型号。理由：理由：z载荷分布不均载荷分布不均8 8）、计

15、算张紧力）、计算张紧力F020P1sin2zFF F0FPF0F0F0FP9）、作用在轴上的载荷（压轴力）、作用在轴上的载荷（压轴力）FQ2ca2ec05 . 2500112qvKKvzPqveeFFff长度系数长度系数包角修正系数包角修正系数功率增量功率增量单根单根V带额带额定功率，查定功率，查表可得表可得一、对带轮材料的要求一、对带轮材料的要求重量轻，质量分布均匀，结构工艺性好，易于制造等。重量轻，质量分布均匀，结构工艺性好，易于制造等。轮槽工作表面应精加工以减少带的磨损，其表面粗糙度轮槽工作表面应精加工以减少带的磨损，其表面粗糙度Ra1.6m。二、常用材料二、常用材料一般传动一般传动（v

16、25m/s时）：时）：HT150重要传动（重要传动（ v =2530m/s时）：时）：HT200高速传动：铸钢或钢板焊接或球墨铸铁高速传动：铸钢或钢板焊接或球墨铸铁小功率传动：铸铝或工程塑料小功率传动：铸铝或工程塑料三、典型结构三、典型结构轮毂轮毂轮辐轮辐轮缘轮缘选择题：选择题：1、V带传动中，带横截面的带传动中，带横截面的楔角为楔角为 ，带轮的轮槽，带轮的轮槽角应角应 该度数。该度数。a)34 b)36 c)38 d)40 e)大于大于 f)等于等于 g) 小于小于dg带轮轮缘尺寸见表带轮轮缘尺寸见表8-10实心轮实心轮腹板轮腹板轮孔板轮孔板轮椭圆辐轮椭圆辐轮一、中心距可调张紧装置一、中心距可调张紧装置（定期张紧装置定期张紧装置-滑道式）滑道式）滑轨滑轨电动机电动机调整螺钉调整螺钉摆动轴摆动轴（定期张紧装置定期张紧装置-摆架式）摆架式）托板托板调整螺钉调整螺钉二二、中心距可调张紧装置、中心距可调张紧装置（自动张紧装置）自动张紧装置）托板托板三、中心距不可调张紧装置（加张紧轮）三、中心距不可调张紧装置（加张紧轮）张紧轮张紧轮 试设计一带式运输机试设计一带式运输机 中的中的普通普通V带传