机械设计基础 课件 项目6 带传动

项目6带传动机械设计基础目录CONTENTS认识带传动1带和带轮2V带传动能力分析3V带传动设计4带传动的安装、张紧和维护51认识带传动Part民俗走访时，在某面粉加工作坊有发现一老式面粉加工机，发现其带传动如图所示。试分析哪种类型的带可以适用于这种传动形式？任务引入任务目标：1.了解带传动的工作原理；2.了解带传动形式。3.掌握带传动的类型和各自特点。一、摩擦性带传动带传动为挠性传动，主动轮1、传动带2和从动轮3组成了带传动。工作时传动带借助带和带轮之间的摩擦（或啮合）来传递运动和动力。一、摩擦性带传动根据工作原理，带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动两类。一、摩擦性带传动圆形带截面为圆形，牵引力小，常用于低速、小功率、传动比较小的仪器或家用器械中，如缝纫机、磁带盘等一、摩擦性带传动平带横截面为扁平矩形，根据不同材料和结构，可分为帆布平带、编织平带、聚酰胺片基平带和高速环形胶带。平带抗折弯性能好，可用于动力传动或物品输送，例如磨面机、输送机等。一、摩擦性带传动V带截面为梯形或近似梯形。相较于平带和圆带，在相同的预紧力情况下，V带与带轮之间产生的摩擦力更大，因此具有较大的牵引力，但抗折弯性能较差。广泛用于机床、汽车、内燃机、纺织机械等。一、摩擦性带传动多楔带以平带为基体，内表面排布有等间距形如V带的环形橡胶传动带，结合了平带和V带的各自优点。其接触面积和摩擦力比较大，牵引力大。适用于结构紧凑，传动功率大的高速运转设备，如电机、发动机等动力传动设备。一、摩擦性带传动双面V带，截面为六边形（非正六边形），四个侧面均为工作面。带体较厚，抗折弯性能差，寿命和效率较低。一般使用在需要两面都工作的场合。在农业机械中使用较广泛。工作面工作面工作面工作面二、啮合型带传动同步带通过带齿与带轮之间的相互啮合实现运动和动力传递，保障了输出转速和输入转速能够形成比较严格的比例关系。同步带传动具有传动比恒定、传动比大，适合于结构紧凑的场合。广泛用于办公、纺织、汽车、线速加工等设备中。三带传动形式2带和带轮Part在某测绘制图课上，学生对一V带轮和V带截面进行测绘，发现带轮的槽角与其相配的V带楔角大小不同。试说明两者不同的原因。任务引入任务目标：1.了解V带结构及其分类；2.了解同步带结构及其分类；3.理解V带轮结构及其类型；4.理解同步带轮结构及其类型。一、V带和V带轮普通V带与窄V带根据其结构分为包边V带和切边V带两种；切边V带又可分为普通切边V带、有齿切边V带和底胶夹布切边V带。（一）普通V带和窄V带一、V带和V带轮普通V带高度与节宽比值近似为0.7，而窄V带高度与节宽比值近似为0.9。普通V带有Y、Z、A、B、C、D和E共七种型号，而窄V带有SPZ、SPA、SPB和SPC共四种型号。节面（中性层）：当V带弯曲时，外层受拉伸长，内层受压而缩短，在两者之间有一层其长度不发生变化，该层被称为中性层。V带的基准长度是从优先数R20常用值中选取（Y型除外）优先数系是由公比分别为10的5、10、20、40、80次方根，且项值中含有10的整数幂的理论等比数列导出的一组近似等比的数列。（一）普通V带和窄V带一、V带和V带轮V带轮一般由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成，轮辐一般分为实心、辐板（或孔板）和轮辐三种。（二）V带轮一、V带和V带轮对于线速度超过5m/s或者作为生产储备的带轮应做静平衡；对于线速度超过25m/s的带轮应做动平衡。带轮材料常采用铸铁、铸钢、钢、铝合金或工程塑料等。灰铸铁应用最为广泛，当v≤30m/s时，一般选用HT200；当v≥25~45m/s，宜采用HT300或铸钢，也可采用钢板冲压焊接带轮。小功率传动可用铸铝或工程塑料。（二）V带轮二、同步带传动同步带按照齿形分布情况分未单面齿和双面齿，按齿形分为梯形齿、圆弧齿和曲线齿。每种不同的型号，根据其节距大小又分为不同的型号。同步带一般由齿布、带齿、芯绳和背带4部分构成。芯绳采用高模量骨架材料，芯绳中心线应位于节平面上。齿布采用高耐磨织物，其经线和纬线的密度应均与，纱线不得由残缺、歪斜等疵点。（一）同步带二、同步带传动带的标记由长度代号、型号代号组成，带长以节线长表示。对于双面同步带，应在最前面标识出相应的型式代号DA或DB（一）同步带二、同步带传动与梯形齿同步带相配的带轮齿形有两种：渐开线形和直边形，一般采用渐开线齿形。通常加工原理为范成法（展成法）。带轮材料可采用钢、铝合金、铸铁、铸钢、铜或工程塑料等。同步带轮结构类型与V带轮相同，为实心、辐板（或孔板）和轮辐三种。根据是否有挡边，带轮又可分为双边挡圈带轮、单边挡圈带轮和无挡圈带轮三种。（二）同步带轮3V带传动能力分析Part某设备采用V带传动，在使用过程中发现工作动力不足。机修工程师对两轮间距做了调整后，动力满足使用要求。试述对两轮间距做了怎样调整，以及这样调整的原因？任务引入任务目标：1.掌握V带传动能力影响因素；2.理解V带三种应力分布；3.理解摩擦性带传动比计算。一、V带传动受力分析静止状态工作状态

松边紧边

当传动能力需求超过总摩擦力上限值时，带与带轮会产生相对滑动，称为打滑。一、V带传动受力分析由于带为弹性体，紧边和松边的拉力可用欧拉公式表示：

带传动的最大有效拉力与预紧力、当量摩擦因数和小轮的包角有关。二、带传动应力分析带工作时，由于预紧力和有效拉力的作用，带内部产生拉应力；带与轮贴合弧长部分被弯曲，存在弯曲应力；绕着带轮转动部分，产生离心应力。1.拉应力

2.离心应力

3.弯曲应力

三、带传动弹性滑动和传动比由于带是弹性体，因此在拉力作用下容易被拉长变形。这种由于带的弹性变形引起的相对滑动称为弹性滑动。三、带传动弹性滑动和传动比由于弹性滑动的影响，引起从动轮圆周速度V2低于主动轮圆周速度V1的比率，称为滑动率，用ε表示：由上式可推出两轮的传动比为：由于弹性滑动引起的滑动率ε较小，一般ε=0.01-0.02，设计时可略去不计。三、带传动弹性滑动和传动比(1)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(2)原因：弹性滑动——带两边的拉力差，带的弹性打滑——过载(3)结论：弹性滑动——是带传动中不可避免的现象打滑——可避免弹性滑动与打滑的区别4V带传动设计Part某抽水泵采用V带传动，已知电机额定功率为7.5KW，转速为970r/min，水泵轴转速为350r/min，两轮间距约为900mm，每天工作24h。尝试为该设备设计V带传动。任务引入任务目标：1.了解工况及其它因素对带传动设计的影响；2.掌握V带传动设计方法与步骤。一、确定设计功率设计功率与设备工作环境有很大关系，因此在设计时需要选择相应的工况系数KA。

二、确定V带型号根据设计功率和小带轮转速，从图中确定普通V带的型号。实线为相应型号的界限。设计功率为9kW，小带轮转速为970r/min，因此选择B型普通V带。三、确定带轮基准直径由于弯曲应力对V带寿命影响较大，因此国标对不同型号的V带规定了小轮的最小基准直径。设计时，普通V带的速度一般要求：暂取B槽型的最小带轮基准直径进行验算：

大带轮基准直径为：

查表，取D2=355mm四、确定带的基准长度若设计有要求，按照要求确定中心距；若没有要求，一般建议按照以下范围选取中心距：

本设计对中心距：

取带的基准长度：

五、确定中心距根据带的基准长度和大小带轮的基准直径可以确定两轮传动的实际中心距。常用如下公式计算：

计算得：

六、验算小带轮包角根据带的基准长度和大小带轮的基准直径可以确定两轮传动的实际中心距。常用如下公式计算：计算得：

七、单根V带的额定功率通过查表计算单根V带的额定功率。计算公式为：计算得：

八、确定带的根数通过如下公式确定带的根数：计算得：

取Z=4根九、确定单根带的初拉力单根V带预紧力计算可采用下式进行计算：计算得：

十、计算作用于轮轴的压力传动带作用于轴上的压力可以近似按照初拉力F0的合力来计算，公式如下：计算得：

5带传动安装、张紧和维护Part某厂房有一带传动设备，两带轮之间采用3根V带传动。由新招聘的设备维护员小李负责该台设备的维护。库管盘点时发现，最近该台设备V带出库次数异常之多，试分析可能原因。任务引入任务目标：1.了解带传动安装注意事项；2.了解带传动维护注意事项。3.理解带传动张紧方法。一、带传动的安装1.两轮轴线保持平行、两轮槽应保持对齐，误差不得超过20’；2.应通过调整一轮与另一轮的中心距，使得V带被轻松安装到两轮轮槽后，再把两轮中心距调整到合适位置；3.按照不同带的类型，测定带的预紧力是否达到要求；4.多根V带传动时，为避免载荷不均，要保证V带配组代号相同。新旧带不能混用、不同厂家的V带也不要混用。正确的安装，是保证带传动正常工作的首要条件，对带的使用寿命有很大的影响。安装时要注意下面几点：一、带传动的安装初拉力的测定，通常是在V带与两带轮切点的跨度中点处，施加一规定的垂直带边的力G，使跨度每100m产生挠度1.6mm。初拉力计算公式：二、带传动的张紧带传动不是完全的弹性体，所以在工作一段时间后，会由于塑性变形而变长、松弛，使得预紧力变小，影响系统的正常运行。因此必须对带传动进行重新张紧，以保持传动的正常运行。带传动张紧的方法有两种：调节中心距和使用张紧轮，而调节中心距又可分为定期调整和自动调整两种方式。三、带传动的张紧张紧轮张紧，主要用于中心距不可调整的场合。由于受折弯应力和包角的大小，一般张紧轮安装在松边内侧靠近大带轮位置处。对于有接头的平带，常采用定期截去带长使带张紧的方法，一般截去长度∆L=0.01L（L为带的长度）。四、带传动的维护良