修世超机械设计课件第三章带传动

1、第三章第三章 带传动带传动东北大学国家工科机东北大学国家工科机械基础课程教学基地械基础课程教学基地2 第三章 带传动3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 3.3 3.3 带传动设计准则和单根带传动设计准则和单根V V带传递功率带传递功率 3.5 3.5 其他带传动简介其他带传动简介3.43.4 V带传动设计带传动设计3 3.1 概述 （Introduction）一、带传动类型一、带传动类型2、分类与特点、分类与特点(2)(2)摩擦带摩擦带平带平带- -橡胶带、编织带、皮革带橡胶带、编织带、皮革带O O形带形带多楔带多楔带V V带带- -普通普通V V带、

2、联组带、联组V V带、窄带、窄V V带带金属金属V V带带(1)(1)啮合带啮合带同步齿形带同步齿形带1、组成：主动轮、组成：主动轮带带从动轮从动轮n1n2 主动轮主动轮从动轮从动轮带带摩擦摩擦4 3.1 概述概述 （Introduction） 一、带传动类型一、带传动类型平带结构特点：平带结构特点：结构：帆布芯带、编织平带、皮革平带结构：帆布芯带、编织平带、皮革平带特点：带轮简单、按需取长，接头成环特点：带轮简单、按需取长，接头成环 高速噪声（接头冲击）高速噪声（接头冲击）特点：无噪声特点：无噪声无接头封闭环无接头封闭环 传动比大、结构紧凑传动比大、结构紧凑 承载大承载大带、轮楔形传动带、轮

3、楔形传动结构：帘芯、绳芯结构：帘芯、绳芯普通普通V V带结构特点带结构特点(3)(3)摩擦带结构特点摩擦带结构特点5 3.1 绪论绪论 （Introduction） 一、带传动类型一、带传动类型 (4)(4)承载分析承载分析平、平、V V带与轮间摩擦力比较带与轮间摩擦力比较平带平带Q QN NfQfNFfP 平平带带：QfQffNFQNvfV 2sin22sin2 V带带：fPfVvFFfff ; sin2 结论：结论：V V带带Q QN NN N26 3.1 绪论绪论 （Introduction） 一、带传动类型一、带传动类型 (5)V(5)V带主要参数（标准件带主要参数（标准件）V V带型

4、号：带型号：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E截面尺寸渐大截面尺寸渐大主要参数主要参数: :对于带：对于带：节节 宽宽b bp p: : 带截面中性层宽带截面中性层宽基准带长基准带长L Ld d：带中性层长（节线长）：带中性层长（节线长）对于对于轮：轮：带轮基准宽度带轮基准宽度b bd d: :轮槽与带中性层重合处宽轮槽与带中性层重合处宽带轮基准直径带轮基准直径d dd d：基准宽度对应的带轮直径：基准宽度对应的带轮直径36bp(bd)dd367 3.1 绪论绪论 （Introduction） 二、带传动特点二、带传动特点 二、带传动特点二、带传动特点（1 1）缓冲减振）缓

5、冲减振- -带弹变带弹变（2 2）过载保护）过载保护- -过载打滑过载打滑（3 3）结构简单）结构简单（4 4）大中心距传动）大中心距传动（5 5）传动比不准（摩擦带）传动比不准（摩擦带）（6 6）压轴力大）压轴力大（7 7）不适于高温、油污等场合）不适于高温、油污等场合8 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析一、带传动受力分析一、带传动受力分析1、带离心力引起带中拉力、带离心力引起带中拉力FCd qv rvqdl dCd22离心力：22 2sin2qvFdqvdCdFcc 离离心心力力引引起起带带拉拉力力：力力平平衡衡： 说明：说明：Fc由绕轮带段引起，作用于带全长由绕轮带段引起，作

6、用于带全长 Fc使带内拉力、应力增大，带与轮间压力减小使带内拉力、应力增大，带与轮间压力减小要求：要求： v25m/sFcdCn ddr2 dFcdl9 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 一、带传动受力分析一、带传动受力分析2、带传递的力、带传递的力(1)工作前后带中力的变化工作前后带中力的变化主动边：初张力主动边：初张力F0从动边：初张力从动边：初张力F0F1紧边紧边F2松边松边2001FFFF (2)初张力初张力F0与与F1、F2的关系的关系 设：带为弹性体、服从虎克定律；带总长不变设：带为弹性体、服从虎克定律；带总长不变)1( 2021FFF F0F0F0F0F2F1Ffn1

7、Ffn2从动边从动边主动边主动边10 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 一、带传动受力分析一、带传动受力分析(3)有效圆周力有效圆周力Fe与与F1 、F2(2) 21FFFFfe )3( 2/ 2/)2()1(0201eeFFFFFF ；得得：、由由(4)带传动能力分析带传动能力分析?maxmax feFF0 :00 :0 dFfdNYdCdNFdX 2 dF+dFFdCn1ddrdNfdNxF1F2Y主动轮微带元力平衡：主动轮微带元力平衡：F2F1Ffn1O111 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 一、带传动受力分析一、带传动受力分析 dFfdNdqvFdN )(2

8、0212)(fdqvFdFFF(4) 2221 feqvFqvFEuler 公公式式：(5) 11F1F(4)(2)2max22max1 qveFqveeFfeffe 得得：、由由12 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 一、带传动受力分析一、带传动受力分析 112(5)(1)20maxffeeeqvFF）（力：得带传递的最大有效周、由 ）打打滑滑（要要求求保保证证适适当当、初初张张力力的的影影响响因因素素分分析析：讨讨论论：0max0maxmaxmax00emaxFFFFLPFFFaehe ),( c )120:max1maxfff Fff:Fbvee境有关与材料、表面状态、环、摩

9、擦系数（要求：、包角)/25(:) :max2max2smvFqvvveFqvqqdee 要要求求：、带带速速质质带带（要要求求：高高速速传传动动用用轻轻、线线密密度度13 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 二、带传动运动分析二、带传动运动分析二、带传动运动分析二、带传动运动分析1 1、带的运动状态、带的运动状态1 2 2 1 1F2F1n1b1a2b1 2 2 1 1c2a2c2n主动轮主动轮带带轮轮vvFFca 1212111 从动轮从动轮带带轮轮vvFFca 2121222 21轮轮轮轮滑滑动动结结论论：带带与与轮轮产产生生相相对对vv 14 3.2 带传动工作情况分析带传动

10、工作情况分析 二、带传动运动分析二、带传动运动分析2、带传动的弹性滑动、带传动的弹性滑动1 2 2 1 1F2F1n1b1a2b1 2 2 1 1c2a2c2n(1)(1)弹性滑动弹性滑动弹弹性性滑滑动动。相相对对滑滑动动引引起起带带与与轮轮间间产产生生微微小小不不同同，带带绕绕过过轮轮时时两两边边变变形形量量差差，由由于于紧紧边边松松边边存存在在拉拉力力 产产生生弹弹滑滑弧弧段段、动动角角动动弧弧不不产产生生弹弹滑滑弧弧段段、静静角角静静弧弧 cbba、动弧与静弧的概念、弹滑大小与载荷有关固有属性，不可避免、弹滑是摩擦带传动的cba15 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 二、带传

11、动运动分析二、带传动运动分析(2)(2)弹滑影响弹滑影响与与载载荷荷有有关关不不恒恒定定 i效效率率降降低低温温度度升升高高、带带磨磨损损)()1(2112 fddnndd 11221211/ndndvvvdd 轮轮轮轮轮轮）（滑滑动动率率： 21FFFe 式中：式中：)1(12 ddddi16 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 二、带传动运动分析二、带传动运动分析(2)(2)打滑影响打滑影响过载保护过载保护max2 ;0eeFFn 设设计计要要求求：带带磨磨损损，传传动动失失效效；3 3、打滑、打滑1max1 eeeFFF打打滑滑动动带带相相对对于于轮轮产产生生全全面面滑滑动动角

12、角达达到到整整个个包包角角， (1)(1)现象：现象：1 2 2 1 1F2F1n1b1a2b1 2 2 1 1c2a2c2n17 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 三、带中应力分析三、带中应力分析三、带传动应力分析三、带传动应力分析1 1、拉应力、拉应力AFF2211A 松松边边：紧紧边边：smvAqvAFqvccc/2522 设计要求：设计要求：作用于整个带长：作用于整个带长：引起带中的应力引起带中的应力离心力离心力其中：其中： 18 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 三、带中应力分析三、带中应力分析2 2、弯曲应力、弯曲应力带带中中性性层层到到外外表表面面距距离离

13、式式中中： aabhhE d2d min12121 ddbbddbadddddhd 设设计计要要求求：因因、带带轮轮直直径径带带高高讨讨论论： 19 3.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 二、带中应力分析二、带中应力分析3 3、带工作过程应力分布、带工作过程应力分布111max111bcffebeeAF (1)带受变应力作用（疲劳破坏）带受变应力作用（疲劳破坏）(2)带中变应力最大值带中变应力最大值max位于紧边带刚绕上小轮处位于紧边带刚绕上小轮处紧边紧边松边松边20 3.3 带传动设计准则与单根带传动设计准则与单根V带传递功带传递功率率一、失效形式与设计准则一、失效形式与设计准则失效

14、形式：打滑、带疲劳破坏失效形式：打滑、带疲劳破坏设计准则：保证不打滑，带有一定疲劳寿命设计准则：保证不打滑，带有一定疲劳寿命二、单根二、单根V带传递功率带传递功率)11()(11111max1max fbcebcffeeAFeeAF 条条件件：保保证证不不打打滑滑的的疲疲劳劳强强度度1、不打滑、不疲劳的有效圆周力、不打滑、不疲劳的有效圆周力21 3.3 带传动设计准则与单根带传动设计准则与单根V带传递功率带传递功率 二、单根二、单根V带传递功率带传递功率2、实验条件下单根、实验条件下单根V带传递功率带传递功率P0），计计算算式式：规规定定432111011421131211100(kW )lg

15、()(8911355ccccdfPdcdcdccdPPGBddddd ；载载荷荷平平稳稳实实验验条条件件：021;180LLd 1000/)11)(100011max0AvevFPfbce mdutvCLV3600 带带许许用用应应力力：单单根根22 3.3 带传动设计准则与单根带传动设计准则与单根V带传递功率带传递功率 二、单根二、单根V带传递功率带传递功率3、设计条件设计条件下单根下单根V带传递功率带传递功率kW )(P2100PPKP )51.25(118018011 K时时，max(i,1/i)S kW 1012lgd1)11(c21d14114 式式中中：时时，SdcdcPi kW

16、Llgd0d1d1420LcPLLd 时时，sradLcc/ 1041小小轮轮角角速速度度试试验验带带长长；寿寿命命的的带带参参数数；带带特特定定质质量量水水平平、规规定定说说明明： 0P 23 3.4 V带传动设计带传动设计一、一、V带传动设计计算带传动设计计算已知：已知：P、n1、 n2 （I）、工作条件、空间限制）、工作条件、空间限制按按Pc、 n1选带型号，图选带型号，图3-12确定确定KA（表（表3-4）、计算功率）、计算功率Pc=KAP定带轮基准直径定带轮基准直径dd1 ddmin ，由，由i定定 dd2 ，验算带速，验算带速v初定中心距初定中心距a0，按，按a0、dd1、 dd2

17、计算带长计算带长Lc按按Lc、带型号定基准带长、带型号定基准带长Ld，中心距，中心距a，验算包角，验算包角1按带型号、按带型号、i、1、 Ldc1、c2、c3、c4、P1、P2计算计算P0计算带的根数计算带的根数z、F0 、Q24 3.4 V带传动设计带传动设计 一、一、V带传动设计计算带传动设计计算2、选择带型号：、选择带型号：计算功率计算功率Pc=KAP；按；按Pc 、n1查图查图3-12定带型号定带型号3、确定带轮直径：、确定带轮直径：要求：要求：dd1ddmin表表3-5；选标准值表；选标准值表3-6)/255( / 100060411smvsmndvd 要要求求：、验验算算带带速速：

18、 )53(512 取取标标准准表表、确确定定大大带带轮轮直直径径：ddidd1、载荷系数：、载荷系数：KA表表3-425 3.4 V带传动设计带传动设计 一、一、V带传动设计计算带传动设计计算2)/L(La a )33(表LLa、定中心距与带定中6cd0d取标标准c0 93)(82100 PPPKPKPPzAc 、计计算算带带根根数数：轮轮直直径径；加加大大中中心心距距。可可降降低低传传动动比比；减减小小带带小小、验验算算小小轮轮包包角角：:120add180711d2d1 26 3.4 V带传动设计带传动设计 一、一、V带传动设计计算带传动设计计算 9、计计算算初初拉拉力力：a1006 .

19、1ay G1.88316163 .1165 .11006 .1000min0000 处处拉拉力力增增量量，查查表表最最小小：旧旧带带：新新带带：作作用用下下的的挠挠度度为为初初张张力力检检验验：FFFGFFGFFGayG 15 . 250020qvKvzPFc 27 3.4 V带传动设计带传动设计 一、一、V带传动设计计算带传动设计计算2sin22cos210100 zFzFQ 、计计算算压压轴轴力力：10zF0zFQ0zF0zF28 3.4 V带传动设计带传动设计 二、二、V带传动张紧装置带传动张紧装置二、二、V带传动张紧装置带传动张紧装置1、张紧目的：保证初张力、张紧目的：保证初张力2、张紧装置、张紧装置：(2)(2)自动张紧装置自动张紧装置浮动架自重自动张紧浮动架自重自动张紧(3)(3)张紧轮装置张紧轮装置(1)(1)定期张紧定期张紧滑轨和调节螺旋滑轨和调节螺旋摆动架和调节螺旋摆动架和调节螺旋29 3.5 其他带传动简介其他带传动简介一、窄一、窄V带传动带传动1、特点：体轻、高速、长寿、特点：体轻、高速、长寿2、型号：、型号：9N、15N、25N30 3.5 其他带传动简介其他带传动简介二、复合平带传动二、复合平带传动 高强度、弹变小、摩擦