机械设计带传动课件.ppt

1、第第第第1515章章章章 带传动带传动本章要点：本章要点：本章要点：本章要点：带传动带传动的的的的类类型、工作原理及型、工作原理及型、工作原理及型、工作原理及应应用用用用 带传动带传动的失效及的失效及的失效及的失效及带传动带传动的的的的设计设计 带传动带传动的安装与的安装与的安装与的安装与维护维护 V V带传动带传动的参数的参数的参数的参数选择选择和和和和设计计设计计算算算算应应掌握内容：掌握内容：掌握内容：掌握内容：1、组成固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；固联于从动轴上的带轮2(从动轮)；紧套在两轮上的传动带3。151 151 带传动的类型和特点带传动的类型和特点 啮合传动：当主动轮转动时

2、，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。2传 动 原 理 摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和带传动）。3、传动特点 优点：1）有过载保护作用（过载打滑)2）有缓冲吸振作用，运行平稳无噪音（带有弹性）3）适于远距离传动（中心距大）4）结构简单，制造、安装精度要求不高，维护方便 缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，使带寿命较短 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合 6）效率低。二、带传动的类型二、带传动

3、的类型 1.应用:带传动传动的功率P100KW，带速v=5-30m/s，平均传动比i7，传动效率为94%-96%。同步齿形带的带速为40-50m/s，传动比i10，传递功率可达200KW,效率高达98%-99%。带传动主要用于要求传动平稳,传动比要求不严格的中小功率的较远距离传动。2.类型:1)摩擦式带传动 按传动带的截面形状分 （1）平带：平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。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。（2）V带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。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。(3）多楔带：它是在平带

4、基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。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。（4）圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。2)啮合式带传动 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;传递功率大。用于要求传动平稳,传动精度较高的场合.(强力层为钢丝绳,变形小;带轮为渐开线齿形)配气机构3)带传动传动形式 开开口口传传动动 交交叉叉传传动动 半半交交叉叉传传动动V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。其中以普通V带和窄V带应用较广，本章主要讨论普通V带传

5、动。一、一、V V带的结构和标准带的结构和标准 1.结构:标准V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图所示。强力层的结构形式有帘布结构(制造方便,抗拉强度高)和线绳结构(柔韧性好,抗弯强度高,适用带轮直径小,转速较高场合)。152 V152 V带与带与V V带轮带轮 2.标准:按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就大 3.参数和尺寸:节宽节面的宽度bp。相对高度V带高度h与 节宽bp之比。约为0.7(窄0.9)带轮基准直径V带轮上与所配V带节宽bp相对应的带轮直径。基准长度带节面长度(V带在带轮上张紧后，位于带轮

6、基准直径上的周线长度Ld)节面当V带受弯曲时，长度不变的中性层。因此，与普通v带传动相比，窄v带传动具有传动能力更大、（比同尺寸普通v带传动功率大50150）能用于高速传动（v=3545m/s）、效率高（达9296）、结构紧凑、疲劳寿命长等优点。目前，窄v带传动已广泛应用于高速、大功率的机械传动装置。4.带的标记:Z1400GB11544-89带型基准长度标准编号2.结构和尺寸二、带轮的材料与结构二、带轮的材料与结构1.材料:转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。小功率时可用铸铝或塑料。通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。S型：实心带轮 P型：腹板带轮H型：孔板带轮 E

7、型：椭圆轮幅带轮15153 3 带传动的受力分析和应力分析带传动的受力分析和应力分析一一.带传动的受力分析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，其值由带传动的功率P和带速v决定。带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。F1-F2=有效拉力F=摩擦力总和 Ff 传递的功率(KW):式中:F圆周力(N)v带速(m/s)带传动在工作过程中带上的应力有：二、带传动的应力分析二、带传动的应力分析拉应力：紧边拉应力、松边拉应力；离心应力：带沿轮

8、缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力；弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。槽 型ZABCSPZSPASPASPCddmin/mm 50751252006390140224工作时带在变应力工作状态下工作，随着位置的不同，应力大小在不断地变化，带将产生疲劳破坏。由疲劳强度条件：带的许用拉应力三、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。带传动中因带的弹性变形变化而引起的带与带轮间的局部相对滑动，称为弹性滑动。或其中：因此，传动比为：弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2主动轮的圆

9、周速度v1，速度降低的程度可用滑动率来表示：因带传动的滑动率=0.01-0.02,其值不大，可不予考虑。打滑:若带的工作载荷加大，有效圆周力达到临界值Fmax后，则带与带轮间会发生明显显著全面的相对滑动，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。弹性滑动与打滑的区别 A.现象：弹性滑动发生在绕出带轮前带与轮的部分接触长度上 打滑发生在带与轮的全部接触长度B.原因：弹性滑动：带两边的拉力差，带的弹性 打滑：过载C.结论：弹性滑动不可避免 打滑可避免 15.4 15.4 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算15

10、.4.1 15.4.1 设计准则和单根设计准则和单根设计准则和单根设计准则和单根V V带的额定功率带的额定功率带的额定功率带的额定功率 根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要失效形式失效形式失效形式失效形式有：有：有：有：带在带轮上打滑，不能传递动力；带在带轮上打滑，不能传递动力；带在带轮上打滑，不能传递动力；带在带轮上打滑，不能传递动力；带发生疲劳破坏（经历一定应力循环次数后发生带发生疲劳破坏（经历一定应力循环次数后发生带发生疲劳破坏（经历一定应力循环次数后发生带发生疲劳

11、破坏（经历一定应力循环次数后发生拉断、撕裂、脱层）。因此带传动的拉断、撕裂、脱层）。因此带传动的拉断、撕裂、脱层）。因此带传动的拉断、撕裂、脱层）。因此带传动的设计准则设计准则设计准则设计准则为：为：为：为：带在传递规定功率时不发生打滑。带在传递规定功率时不发生打滑。带在传递规定功率时不发生打滑。带在传递规定功率时不发生打滑。具有一定的具有一定的具有一定的具有一定的疲劳强度和寿命。疲劳强度和寿命。疲劳强度和寿命。疲劳强度和寿命。普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算1

12、5.4.2 15.4.2 带传动设计步骤和参数选择带传动设计步骤和参数选择带传动设计步骤和参数选择带传动设计步骤和参数选择已知条件：已知条件：已知条件：已知条件：传动传动的用途和工作情况，的用途和工作情况，的用途和工作情况，的用途和工作情况，传递传递功率，功率，功率，功率，主主主主动轮动轮和从和从和从和从动轮动轮的的的的转转速以及速以及速以及速以及对对外廓尺寸的要求等。外廓尺寸的要求等。外廓尺寸的要求等。外廓尺寸的要求等。设计设计内容：内容：内容：内容：确定确定确定确定V V带带的型号，的型号，的型号，的型号，长长度和根数，度和根数，度和根数，度和根数，带带轮轮的材料，的材料，的材料，的材料，

13、结结构和尺寸，中心距以及作用在构和尺寸，中心距以及作用在构和尺寸，中心距以及作用在构和尺寸，中心距以及作用在轴轴上上上上的力等。的力等。的力等。的力等。普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算1 1确定确定确定确定计计算功率算功率算功率算功率 P Pc c P PCCK KAAP P 2 2选择带选择带的型号的型号的型号的型号 根据根据根据根据计计算功率和主算功率和主算功率和主算功率和主动轮动轮（通常是小（通常是小（通常是小（通常是小带轮带轮）转转速速速速选择选择V V带带型号。型号。型号。型号。设计设计步步步步骤骤：普通普通普通普通V V带带传动的设

14、计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算3 3确定确定确定确定带轮带轮基准直径基准直径基准直径基准直径 通常小通常小通常小通常小轮轮直径直径直径直径d dd1d1不不不不应应小于表小于表小于表小于表15-515-5所示的最小直所示的最小直所示的最小直所示的最小直径，并径，并径，并径，并应应符合符合符合符合带轮带轮直径系列。直径系列。直径系列。直径系列。带轮带轮直径系列直径系列直径系列直径系列见见表表表表15-515-5。

15、4 4验验算算算算带带速速速速v v大大大大带轮带轮直径直径直径直径d dd2d2应应按直径系列按直径系列按直径系列按直径系列进进行行行行圆圆整。整。整。整。d dd2d2ididd1d1 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算5 5确定中心距确定中心距确定中心距确定中心距a a和胶和胶和胶和胶带长带长度度度度L Ld d初步确定中心距初步确定中心距初步确定中心距初步确定中心距a ao o，计计算出算出算出算出实际实际中心距中心距中心距中心距a aa aa ao o（L Ld dL Ldodo）2 mm 2 mm 由表由表由表由表选选取和取和取和取和

16、L Ld0d0相近的相近的相近的相近的标标准胶准胶准胶准胶带带基准基准基准基准长长度度度度L Ld d。0.0150.015L Ld d 0.030.03L Ld d中心距的中心距的中心距的中心距的变变化范化范化范化范围围 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算6 6验验算小算小算小算小带轮带轮包角包角包角包角 1 17 7确定胶确定胶确定胶确定胶带带根数根数根数根数z z8 8计计算算算算预预拉力拉力拉力拉力F F0 0和和和和轴轴上上上上压压力力力力F FQQ 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算 普通普通普通普通V V带带传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算传动的设计计算15.6 15.6 带带传动安装、张紧和维护传动安装、张紧和维护传动安装、张紧和维护传动安装、张紧和维护15.6.1 15.6.1 带传动带传动的的的的张紧张紧和和和和调整调整调整调整1.1.定期定期定期定期张紧张紧浮浮浮浮动动式式式式