机械零件第八章..ppt

,第八章带传动,8-1概述,8-2带传动工作情况的分析,8-3普通V带传动的设计计算,8-4V带轮的设计,8-5V带传动的张紧、安装与防护,8-1概述,组成,主动轮1、从动轮3和张紧在两轮上的环形传动带2。,1,2,3,当主动轮转动时，依靠带与带轮接触面间的摩擦(或啮合)，使传动带驱动从动轮转动，并传递一定动力。,n2,n1,工作原理,带传动优点,具有缓冲和吸振作用，传动平稳，噪音小；中心距变化范围大，适宜较远距离传动；具有过载保护能力，防止其它零件的损坏；结构简单、价格低廉；维护方便，不需要润滑。,带传动缺点,依靠摩擦力工作的带传动不能保持准确的传动比，传动效率较低；传递同样大的圆周力时，装备轮廓尺寸和轴上所受压力较大；带的寿命较短，一般为20003000h；不宜用于高温、易燃场合；,应用,多用于传递功率不大（50KW），带速在525m/s，传动比不要求准确而传动距离较大的场合，在多级减速传动中常将其放置在高速级。,（一）带传动的类型,带传动,多楔带传动,V带传动,平带传动,工作面为带的内表面，适用于中心距较大的场合,工作面为带的两侧面，承载能力比平带大,工作面为带的侧面是，具有两者的优点,同步带传动,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。,特点：与摩擦型带传动相比，同步带传动具有传动比恒定、传动效率高、结构紧凑的特点，主要用于中小功率、传动比要求精确的场合，如电影放映机、绘图机、打印机等精密机械中。,（二）V带的类型和结构,V带有普通V带、宽V带、窄V带、大楔角V带、汽车V带等多种类型，均为标准件，其中普通V带应用最广，近年来窄V带也得到广泛的应用。,普通V带的结构,无接头的环形带，由顶胶1、抗拉体2、底胶3和包布4组成,线绳芯V带,帘布芯V带,帘布结构制造方便，抗拉强度高，应用较广。,绳芯结构柔韧性好，抗弯强度高，用于转速高、带轮直径小的场合。,普通V带的标准,普通V带按截面大小分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，各型号代表的截面尺寸及其长度查表8-1、8-2。,截面标准,Y,Z,B,A,D,C,E,表8-1V带的截面尺寸mm,表8-1V带的截面尺寸,注：超出表列范围是可另查机械设计手册，下同。,表8-2V带的基准长度系列及长度系数KL,基准宽度制,用基准线的位置和基准宽度来确定带轮的槽型、基准直径和带在槽中的位置。,V带受到垂直于其底面的弯曲时，带中长度及宽度尺寸于自由状态时相比保持不变的那个面称为节面，节面的宽度称为节宽bp，V带轮在bp的直径称为基准直径dd,V带轮在规定的张紧力下，其截面上与“测量带轮”轮槽基准宽度相重合的宽度处，V带的周线长度称为基准长度Ld。该长度为V带的公称长度。,V带标记：带的型号带的基准长度国标代号,8-2带传动工作情况分析,（一）带传动中的力分析,1,2,F0,F0,F0,F0,1.带传动不工作时,安装带传动时，传动带以一定的预紧力F0紧套在两个带轮上，从而在带和带轮的接触面上产生了正压力。这个力称为初拉力F0。,2.带传动工作时,F2,F1,F2,F1,n1,n2,主动轮以转速n1转动，从动轮以转速n2转动。带两边的拉力发生变化：皮带进入主动轮的一边被拉紧，我们称作紧边，其拉力由F0增加到F1；皮带进入从动轮的一边被放松，叫做松边，其拉力由F0减小到F2。,实际情况,由于安装带传动时，传动带以一定的初拉力F0紧套在两个带轮上，在带和带轮的接触面上产生了正压力。当主动轮以转速n1转动，皮带和带轮的接触面上的摩擦力作用，使从动轮以转速n2转动。,原因分析,F2,F1,F0,F0,F0,F0,n1,n2,Ff,假定环形带总长不变，则应有：F1-F0F0-F2即：F0（F1+F2）/2,受力计算,1,2,F2,F2,F2,F1,n1,n2,取主动轮上的带为分离体，根据力矩平衡方程0,fdd121dd122dd120得：f12,F2,F1,带传动的有效圆周力Fe：ef12注意：它不是作用于某点的集中力！,带传动的功率：P=FeV1000kw,F1=F0+Fe/2F2=F0Fe/2,Ff,（二）带传动中的最大有效拉力及其影响因素,带传动中，当带有打滑的趋势时，摩擦力达到极限值。即带传动的有效拉力达到极限值。带的紧边拉力和松边拉力的临界值间关系为：,1.欧拉公式,2.带轮包角,3.最大（临界）拉力Fec,预紧力00大ec增大。因为正压力越大摩擦力越大，但F0过大，会加剧带的磨损，F0过小，不能充分发挥带的传动能力。,包角大ec增大，因为包角越大，带与带轮接触弧越长，总摩擦力越大，传动能力越高。,摩擦系数ff大ec增大，总摩擦力越大，传动能力越高。,4.影响最大（临界）拉力Fec的因素,（三）带的应力分析,n2,c,2,1,b1,b2,max,离心应力,拉应力,弯曲应力,最大应力,表8-3V带轮的最小基准直径,表8-4V带单位长度的质量,（四）带的弹性滑动和打滑,1.带的弹性滑动现象,带两边拉力不等,带弹性变形量也不等,带在带轮上微量滑动,带的弹性滑动,带的弹性滑动结果,传动比不准确,弹性滑动率,由于1%2%，粗略计算时，可忽略不计。,或,其中,带传动比,问答题,1.问：带传动常用的类型有哪些？,2.问：V带的主要类型有哪些？,3.问：普通V带和窄V带的截型各有哪几种？,4.问：什么是带的基准长度？,5.问：带传动工作时，带中的应力有几种？,6.问：带传动中的弹性滑动是如何发生的？,7.问：带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影响？,8.问：打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？,9.问：弹性滑动引起什么后果？,10.问：当小带轮为主动轮时，最大应力发生在何处？,选择题1、带传动是依靠来传递运动和功率的。A、带与带轮接触面之间的正压力B、带与带轮接触面之间的摩擦力C、带的紧边拉力D、带的松边拉力,2、带张紧的目的是。A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命C、改变带的运动方向D、使带具有一定的初拉力,3、与链传动相比较，带传动的优点是。A、工作平隐，基本无噪声B、承载能力大C、传动效率高D、使用寿命长4、与平带传动相比较，V带传动的优点是。A、传动效率高B、带的寿命长C、带的价格便宜D、承载能力大,8-3V带传动的设计计算,1.失效形式,打滑,带的疲劳破坏,(一)带传动的失效形式及设计准则,2.设计准则,在保证带传动不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度和寿命。,当efmaxec时,当max时,即,FeFfmax=Fec,max,（二）设计思路,efmaxec,max,分析,将,带入,初设计时，能否求出？,做实验,单根V带所能传递的功率P0,不打滑,带不发生疲劳破坏,实验条件,载荷平稳、包角（）、带长为特定长度、强力层为化学纤维线绳结构条件下，单根V带传递的基本额定功率,见表8-5a。,x,y,O,x1,x2,y1,y2,x3,y3,插入法查表,表8-4a单根普通V带的基本额定功率Po,表8-4b单根普通V带额定功率的增量Po,当实际工作条件与实验条件不同时（如包角、带长等），应该对P0进行修正。单根普通V带的额定功率是由基本额定功率加上额定功率增量P0，并乘以修正系数而确定：,其中：P0单根V带的额定功率增量，查表8-4b；K考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数，查表8-5；Kl为带长不同时的影响系数，简称长度系数，查表8-2。,表85包角系数Ka,（三）原始数据及设计内容,设计的内容：传动带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮直径、带轮结构尺寸和材料、带的初拉力和压轴力、张紧及防护装置等。,原始数据：带传动的功率P、大小带轮的转速（n1、n2）或传动比、原动机类型、传动位置要求及工作条件等。,（四）设计步骤和方法,1.确定计算功率Pca=KAP,KA查表8-7,2.选择带型,由Pca和n1查图8-11,3.确定带轮的基准直径选择dd1和dd2,选择小带轮基准直径，使d1dmin，并取标准直径，查表8-6。,大带轮基准直径依据：,验算带速,要求：v525m/s,4.计算中心距a、带的基准长度d,初选中心距a0,选定a0后，根据带传动几何关系，计算所需带的基准长度,由和表8-2选取相近的带的基准长度d,中心距的近似值,6.确定带的根数,注意：带的根数应根据计算进行圆整。当z过大时，应改选带轮基准直径或改选带型，重新计算。,主动轮包角为：,（一般要求大于90120）,5.验算主动轮上的包角1,7.确定初拉力F0,8.计算带传动作用在轴上的力(简称压轴力)FP,8-4V带轮设计,（一）V带轮设计的要求,质量小，结构工艺性好，无过大的铸造内应力、质量分布均匀，转速高时要经动平衡，轮槽工作面要经过精细加工（表面粗糙度一般为3.2），以减轻带的磨损。各槽的尺寸与角度应保持一定的精度，以使载荷分布较均匀等。,（二）带轮的材料,主要材料：铸铁（常用牌号HT150、HT200）转速较高时：铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）小功率时：铸铝或塑料,（三）结构尺寸,8-5V带传动的张紧装置,（一）张紧原因,各种材质的V带都不是完全的弹性体，在预紧力作用下，经过一段时间的运转后，就会由于塑性变形而松弛，使初拉力F0降低。为了保证带的传动能力，必须定期检查初拉力，发现不足必须重新张紧。,（二）张紧方法,定期张紧装置,自动张紧装置,采用张紧轮的装置,（三）带的维护,安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）；带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒；不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀；防护罩；定期张紧；安装时两轮槽应对准，处于同一平面。,例题：设计带式输送机中普通V带传动，采用Y系列三相异步电动机驱动。已知V带的传动功率P=7.5KW，小带轮转速n1=960r/min，大带轮转速n2=320r/min，每天工作16h。,解：,KA查表8-7：KA=1.2,1.确定计算功率Pca=KAP=1.27.5=9KW,2.选择带型,由Pca和n1查图8-11B型,3.确定带轮的基准直径选择dd1和dd2,选择小带轮基准直径，使，并取标准直径，查表8-6得:。,选择大带轮基准直径：,验算带速:v525m/s,4.计算中心距a、带的基准长度d,初选中心距a0,初选中心距a0=800,计算所需带的基准长度,由和表8-2选取带的基准长度d=2500mm,中心距的近似值,中心距的变动范围,5.验算主动轮上的包角1,6.确定带的根数,7.确定初拉力,8.计算带传动作用在轴上的力(简称压轴力)FP,11.问：带传动的主要失效形式是什么？12.问：带传动的设计准则是什么？13.问：带轮的结构形式有哪些？14.问：根据什么来选定带轮的结构形式？15.问：V带传动常见的张紧装置有哪些？16.问：带传动中，在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置较为合理？17.问：带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？18.问：为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？,5、选取V带型号，主要取决于。A、带传递的功率和小带轮转速B、带的线速度C、带的紧边拉力D、带有松边拉力6、V带传动中，小带轮直径的选取取决于。A、传动比B、带的线速度C、带的型号D、带传递的功率7、中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由决定。A、小带轮直径B、大带轮直径C、两带轮直径之和D、两带轮直径之差8、两带轮直径一定时，减小中心距将引起。A、带的弹性滑动加剧B、带传动效率降低C、带工作噪声增大C、小带轮上的包角减小9、带传动的中心距过大时，会导致。A、带的寿命缩短B、带的弹性滑动加剧C、带的工作噪声增大D、带在工作时出现颤动,10、设计V带传动时，为防止，应限制小带轮的最小直径。A、带内的弯曲成力过大B、小带轮上的包角过小C、带的离心力过大D、带的长度过长11、一定型号V带内弯曲应力的大小，与成反比关系。A、带的线速度B、带轮的直径C、带轮上的包角D、传动比12、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带。A、进入大带轮处B、紧边进入小带轮处C、离开大带轮处D、离开小带轮处13、带传动产生弹性滑动的原因是。A、带与带轮间的摩擦系数较小B、带绕过带轮产生了离心力C、带的紧边和松边存在拉力差D、带传递的中心距大,填空题1带传动中，带上受的三种应力是：应力、应力和应力。最大应力等于，它发生在带的许用应力小于它，将导致带的失效。2带传动中，打滑是指，多发生在轮上。刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为：。3带传动与齿轮传动一起做减速工作时，宜将带传动布置在齿轮传动之。4带传动一周过程中，带所受应力的大小要发生变化，其中以应力变化最大，而应力不变化。5某V带传动，带的横剖面积A=142mm，由张紧力产生的应力o15MPa，有效拉力Fe=300N，不计离心力的影响，紧边拉力Fl和松力拉力F2分别=N和N。,控制适当的初拉力是