2017-第13章带传动-zly解析

机械设计基础§13-1带传动的类型和应用§13-2带传动的受力分析§13-3带的应力分析§13-4带传动的弹性打滑和传动比§13-5Ｖ带传动计算第十三章带传动基本要求:熟悉一般V带的结构、标准、张紧方法和装置驾驭带传动的工作原理、受力状况、弹性滑动、打滑驾驭V带传动的失效形式、设计准则、参数选择、设计方法工作原理:§13-1带传动的类型和应用带轮1、带轮2、环形带构成:d2

，d1－大小轮直径

a－中心距α2,α1－大小轮包角

L－带长计算公式见p.205带轮1带轮2带aα2α1靠带与带轮接触弧间的摩擦力或啮合传递运动和动力（一）带传动的类型1）摩擦型传动带平带——最简洁，适合于中心距a较大的状况V带——三角带，带两侧面是工作面，承载力大多楔带——适于传递功率较大要求结构紧凑场合圆带——适于传递功率较小的场合抗拉体多楔带圆带2）啮合型传动带:同步齿形带——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。优点：传动比恒定，结构紧凑，带速可达40m/s，i可达10，传递功率可达200kW，效率高，约为。缺点：结构困难，价格高，对制造和安装要求高。（二）带传动的张紧装置①定期张紧（定期调整中心）图(13-4a)②自动张紧（靠自重）图(13-4c)(一)缘由:(二)张紧方法：┌安装制造误差└工作后的塑性变形1.调整中心距

Ｖ带传动：张紧轮设置在松边内侧靠大轮处(∵Ｖ带只能单向弯曲，避开过多减小包角）平带传动：张紧轮设置在

松边外侧靠小轮处

(∵平带可以双向弯曲，应尽量增大包角)→利用张紧轮使带张紧图(13-4c)平带Ｖ带2.张紧轮装置（三）带传动的优缺点p.205倒3缺点：1.外廓尺寸大2.须要张紧装置3.不能保持精确的传动比4.带的寿命短5.效率低优点：1.适用于中心距较大的传动2.缓冲吸振,传动平稳3.过载具平安疼惜作用4.结构简洁,要求精度低,成本低§13-2带传动的受力分析(一)带传动中的力分析一.初始状态:二.工作状态:拉力增加→紧边F0→F1紧边拉力拉力削减→松边F0→F2松边拉力1.紧松边的推断→带两边拉力相等＝F0

→

张紧力带两边拉力不相等

绕出从动轮的一边→紧边绕出主动轮的一边→松边尚未工作状态

工作状态

分析:设带在工作前后带的总长不变，∵紧边由F0→F1→拉力增加，带增长松边由F0→F2→拉力削减，带缩短3.摩擦力的方向∵总长不变→∴带增长量＝带缩短量o2o1∴F1－F0＝F0－F2；

F1＋F2＝2F0(13-4)2.紧松边力的大小∵带传动是靠带与带轮接触弧上的摩擦力传递运动和动力的。Ff－带与轮接触面上的总摩擦力4.F1、F2、Ff、F的关系定义F

：传动带两边拉力之差为有效圆周力F∴Ff＝F＝F1－F2

(13-5)

F1+F2=2F0(13-4)Ｆfo1F2F1*Ff不是作用于某点的集中力，而是带与轮接触面上各点摩擦力的总和→摩擦力→F1=F0+F/2F2=F0－F/2当时拉力F0确定时，F1、F2的大小→即F1－F2之差未定→F1－F2＝Ff＝F→随带传动F的变更而变更。未定5.带传动的功率但Ｆf有极限值，

P=Fv／1000kW(13-6)

∴F=1000P/vN

F－Ｎ，v－m/s当F＞Ffmax→打滑P=Fv/1000F↑v↑→P↑（二）带传动最大有效拉力Fec

F<Ffmax→正常工作F＞Ffmax→打滑一.Fec的大小dFNdldαF+dFFdα/2dα/2F2F1fdFN当F=Ffmax=Fec→最大有效拉力当带刚要打滑时，依据欧拉公式，Ｆ1、Ｆ2的关系为：1.平带传动联立关系式：Ｆ＝Ｆ1－Ｆ2可得：FQFQFNFN/2FN/2φ/2FN=FQ－当量摩擦系数将f

用f′(当量摩擦系数)

代入2.V带传动Fec:得a.初拉力F0↑→Fec↑，因为压力越大摩擦力越大，但F0过大，会加剧带的磨损c.摩擦系数f↑→Fec↑加工带轮表面提高摩擦系数分析：d.

带传动Ff

有限（有最大值），P=Fv=Ff

v有限，要提高P可增大v，故宜将带传动布置在高速级b.包角α↑→Fec

↑，因为包角α越大，带与带轮接触弧越长，总摩擦力越大§13-3带的应力分析

带传动工作时，作用于带上有哪些应力?

它们的分布及大小有什么特点?最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？1.由拉力产生的拉应力：σ1、σ2→∵F1>F2→∴σ1＞σ2σb=2yE/dE－带的弹性模量dy2.由带弯曲产生的弯曲应力：σb1,σb2

∵d1<d2→∴σb1＞σb2一.带传动工作时，作用于带上应力为限制弯曲应力σb不过大→限制ddmin3.由带弯曲运动而产生的离心拉应力3.由带弯曲运动而产生的离心拉应力：FC→

σC→发生在带作圆周运动部分,作用于带的全长FC=qv2为限制离心拉应力σC不过大→限制v→

vmax≤25m/S为限制σb不过大→限制dmin为限制离心拉应力σC不过大→限制Vσb=2yE/dFC=qV2

i＞1(小轮主动):

i＜1(大轮主动):发生位置:∵紧边（绕出从动轮的一边）拉应力大于松边拉应力；小轮弯曲应力大于大轮弯曲应力带绕进小轮处带绕出小轮处σmax＝?σ2σCσ1σb2σmaxσb1二.带传动工作时最大应力:P.209σmax＝σ1+σb1+σc例13-1自己回去看看§13-5一般Ｖ带传动的计算一、Ｖ带规格潘存云教授研制帘布芯结构绳芯结构包布顶胶抗拉体底胶V带结构如图所示，有四层组成。组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。基本尺寸:中性层(节面)——全部节线所组成的面称作节面，节面的宽度称作节宽bd，其尺寸见教材。d节线——当带垂直底边弯曲时保持原长不变的一条周线。(1)分类一般Ｖ带：Y、Z、A、B、C、D、E窄Ｖ带：SPZ、SPA、SPB、SPC(2)当带弯曲时→中性层带长不变→节面带楔角φ变更(减小)→带轮轮槽角φ0＜40°

Ｖ带型号:bbdhφ=40˚，h/bd=0.7的V带称为一般V带。已经标准化，有七种型号。

型号ZABCDEF顶宽b10131722323850节宽bd

8.5111419273242

高度h6810.513.51923.530

楔角φ每米质量q（kq/m）0.060.010.170.300.620.901.52表13-1普通V带的截面尺寸（GB11544-89）40˚在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径d。dV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

(公称长度)bdφ标注：例A2240——A型带公称长度Ld=2240mmφ=40˚，h/bd

=0.9的V带称为窄V带。与一般V带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载实力提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。bh40˚二、一般Ｖ带传动的计算(一)带传动的失效形式及设计准则

☆失效形式☆设计准则当Ｆ＞Ｆfmax＝Ｆec→当σmax＞[σ]→☆带传动的设计准则：保证带传动不打滑及具有确定的乏累寿命。σmax≤[σ]σ1≤[σ]－σb1－σC

带乏累破坏Ｆ≤Ｆec打滑V带传动的设计步骤例13-2p.221已知条件及设计内容：已知条件设计内容传递的名义功率P主动轮转速n1从动轮转速n2或传动比i传动位置要求

工况条件、原动机类型等V带的型号、长度和根数带轮直径和结构传动中心距a验算带速v

和包角α计算初拉力和压轴力三、一般V带型号和根数的确定P0

＝FecV／1000→单根带可传递最大功率Fec≤F1（1－1／ef’α

）→不打滑F1

＝σ1A

σ1≤[σ]－σb1－σc→足够的乏累强度∴单根V带可传递功率P0:(13-13)单根Ｖ带的基本额定功率P0（特定条件）2.P0：按P1、n1、型号→查表(13-3)p.2141.特定条件：①包角α1=π(i=1);②载荷平稳;③特定基准长度Ｐ0计算式200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000小带轮基准直径d1/mm表13-3单根普通V带的基本额定功率（包角α=π

、特定基准长度、载荷平稳时）型号ZABC500.040.060.100.120.140.160.170.190.200.220.260.280.300.320.340.31560.040.060.120.140.170.190.200.230.250.300.330.350.370.390.410.40……………900.100.140.240.280.330.360.400.440.480.540.600.640.680.720.730.56750.150.260.450.510.600.680.730.790.840.921.001.041.081.091.00.80900.220.390.680.770.931.071.151.251.341.501.641.751.831.871.821.5……………1800.591.091.972.272.743.163.403.673.934.324.544.584.404.001.811250.480.841.441.641.932.192.332.502.642.852.962.942.802.511.091400.591.051.822.082.472.823.003.233.423.703.853.833.633.241.29…………2801.582.895.135.856.907.768.138.468.608.226.804.26小带轮转速n1/(r/min)2001.392.414.074.585.295.846.076.286.346.025.013.232241.702.995.125.786.717.457.758.008.067.576.083.57…………………4504.518.2013.815.2316.5916.4715.5713.299.64①工作系数KA→非平稳载荷KA

＞1

表(13-8)p.218②包角修正系数Kα：

表(13-7)P.217当α1＜π(i＞1)→承载力↓→Kα＜1→α1↓→Kα↓③长度系数KL:表(13-2)P.212

表（13-5）P.216当i＞1→d2↑→σb2↓→承载力↑→传动功率↑→△P0＞04.单根V带功率增量△P03.非特定条件下的修正系数

P.216[P0]=(P0+△P0)KαKL(13-14)单根V带的许用功率[P0]计算功率：一般V带的型号和根数的确定跟着例题13-2讲PC=KA

P根数：Z=PC/[P0](13-15)KA---工作状况系数型号的确定:依据Pc和小带轮的转速n1，由选型图（p.219图13-15）确定。→书中Z＜10，建议Z≤6即：带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：d1>dmin查p.219表13-9四、主要参数的选择1.带轮直径与带速2022.4252831.535.54045505663677175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153553754004254755005305606306707107508009001000大带轮的直径d2：V带轮的d1、d2：必需符合带轮的基准直径系列：型号

YZABCDEdmin205075125200315500表13--9带轮的最小直径dmin带速：一般应使v在5~25m/s的范围内。2.中心距、带长和包角举荐范围：0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)初定V带基准长度：p.205式13-2依据L0由表13-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距：中心距变动范围为：考虑带传动的安装、调整和V带张紧的须要。(a-0.015Ld)~(a+0.015Ld)小轮包角：一般应使α1≥120˚,否则可加大中心距或增加张紧轮。计算功率：一般V带的型号和根数的确定PC=KA

P根数：Z=PC/[P0](13-15)KA---工作状况系数→书Z＜10，建议Z≤6即：3.初拉力保持适当的初拉力是带传动工作的首要条件。初拉力不足，会出现打滑，初拉力过大将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。计算公式：其中：Pc为计算功率；z为V带根数；v为带速；q为V带每米长的质量；ka为包角修正系数。4.作用在带轮轴上的压力计算公式：设计带传动的原始数据是：传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速以及对传动的外廓尺寸的要求等。设计带传动的主要任务是：选择合理的传动参数、确定V带型号、长度和根数；确定带轮材料、结构和尺寸。带传动设计的步骤:1.求计算功率；2.选择一般V带型号；3.求带轮的基准直径d1

、d2

；4.验算带速；5.求V带的基准长度Ld和中心距a；6.验算小带轮的包角；7.求V带根数z；8.求作用在带轮轴上的压力FQ；9.带轮的结构设