机械设计 第8章 带传动学习课件

俞爱林广东工业大学机电学院电话：39322212EMAIL：allan75@126.com机械设计

DesignofMachinery

传动总论原动机传动装置工作机减速、增速、变速改变力或力矩改变运动形式一个或多个驱动若干执行机构一、传动的功用机械传动摩擦传动啮合传动摩擦轮传动带传动齿轮、蜗轮及螺旋传动同步带传动、链传动按工作原理分二、传动的类型及其比较与选择机械传动定比传动变比传动有级变速传动无级变速传动按改变传动比的可能性分二、传动的类型及其比较与选择传动类型优点缺点摩擦传动结构简单、制造容易、价格便宜传动平稳、噪声小、缓冲和过载保护存在滑动，传动比不恒定带传动中心距变化范围大，可用于大中心距传动外廓尺寸大，带寿命短，轴和轴承受力大齿轮传动外廓尺寸小，效率高，传动比恒定，圆周速率及功率范围广制造、安装精度较高，无缓冲、过载保护蜗杆传动结构紧凑，传动比大且恒定，平稳无噪声，可设计成自锁效率低，传动功率不宜大，精度高，材料好链传动中心距变化范围大，平均传动比恒定恶劣环境下可靠，轴和轴承上作用力小瞬时传动比不恒定，有冲击、振动、噪声二、传动的类型及其比较与选择选择原则：

1、传递功率和效率的要求；

2、传动链配置要求（如速度低、传动比大时）；

3、轴线位置要求；

4、寿命要求；

5、工作环境、条件要求。二、传动的类型及其比较与选择1、传动装置总效率三、传动计算常用参数公式2、传动比i三、传动计算常用参数公式3、功率P三、传动计算常用参数公式4、转距T三、传动计算常用参数公式5、圆周速度v三、传动计算常用参数公式第8章带传动重点、难点:

带传动的工作情况分析

带传动的弹性滑动8-1

带传动的类型和应用8-2带传动的工作情况分析8-3

普通V带的设计计算8-4V带轮的结构8-5V带传动的张紧装置§8-1带传动的类型和应用主动带轮1、从动带轮2、环形带静止时，两边拉力相等；传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力小的一边为从动边（松边）靠带与带轮接触面间的摩擦力传递运动和动力F1F2Ff12F0F0F0F0一、带传动组成二、工作原理开口传动－两轴平行，同向回转交叉传动－两轴平行，反向回转半交叉传动－两轴交错，不能逆转按形传式动分三、带传动的类型平带传动－底面是工作面，可实现多种形式的传动Ｖ带传动－带两侧面是工作面，承载力大，只用于开口传动多楔带传动－具有平带和Ｖ带的优点同步带传动－具有带与链传动的特点按带的截面分三、带传动的类型圆形带传动汽车发动机带被张紧时，带与带轮接触弧所对的中心角叫带在带轮上的包角四、带传动的参数1中心距a

在规定的张紧力下，两带轮轴线间的距离2包角α3带轮（基准）直径dd→带轮上与Ｖ带节面对应的直径节线：带受纵向弯曲时，保持长度不变的周线节面：全部节线构成的面节面宽度：纵弯宽度不变4带（基准）长度Ｌd→Ｖ带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度已知带长时，中心距为五、带传动的优缺点优点：远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单,精度低,成本低缺点：外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温,易燃场合一、带传动的受力分析二、带传动的最大有效拉力三、带的应力分析四、带的弹性滑动和打滑§8-2带传动工作情况分析一、带传动的受力分析

静止时，两边拉力相等=F0→初拉力工作时:拉力增加

紧边：F0→F1

紧边拉力拉力减少

松边：F0→F2

松边拉力工作状态:

带两边拉力不相等紧松边判断：绕进主动轮的一边→紧边F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边动画分析--取主动轮端的带为分离体，则：1紧松边力的大小紧边由F0→F1

拉力增加，带增长；松边由F0→F2

拉力减少，带缩短；总长不变

带增长量＝带缩短量；F1－F0＝F0－F2

F1＋F2＝2F0；

Fe=F1-F2

有效拉力。Ｆf

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→静摩擦力Ｆf＝Ｆeo12带传动的功率分析：◆v一定，Fe=P／v

，需要的Ｆfmax大于Fe；◆Ｆf

一定时，P=Fev=Ｆf

v，若要P↑，可↑v，故宜将

带传动布置在高速级。→P↑

当Fe<Ffmax→正常工作

当Fe＞Ffmax→打滑

当Fe=Ffmax=Fec→最大有效拉力1

Fec的大小2Fec的影响因素1）张紧力F0→F0愈大Fec愈大2）包角α1→α愈大Fec愈大3）摩擦系数f→f愈大Fec愈大Fe↑v↑二、最大有效拉力由离心力产生的离心拉应力σc：?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？带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力由拉力产生的拉应力s1、s2：由带弯曲产生的弯曲应力:σb1,σb2变应力→疲劳破坏最大应力:

smax=s1+sb1+sc发生位置:

小带轮与紧边接触处三、带的应力分析为限制σb不过大→限制dmin为限制离心拉应力σc不过大→限制Vσb=2yE/dFc=qV25m/S≤v≤25m/S

一般以v=20m/s为宜1）弹性滑动定义：由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑动产生的原因：带的弹性、松边与紧边拉力差

变形量改变，相对轮滑动弹性滑动的特点：弹性滑动不可避免F↑

弹性滑动↑

弹性滑动范围↑

后果：带速滞后于主动轮，超前于从动轮→v1>v带>v2

，v1>v2

带传动传动比不稳定弹性滑动率：F1F2紧边松边四、带的弹性滑动和打滑

=0.01

0.022）打滑定义：带沿带轮面发生全面滑动产生的原因：Fe>Ffmax

弹性滑动扩展到整个接触弧

显著滑动(打滑)特点：打滑可以避免，而且应当避免短时打滑起到过载保护作用打滑先发生在小带轮处

后果：打滑

带的剧烈磨损

从动轮转速剧烈降低

传动失效F1F2紧边松边一、V带的结构二、普通V带标准三、V带传动设计计算§8-3普通V带传动的设计计算一、V带的结构伸张层(顶胶)、强力层(抗拉体)、压缩层(底胶)、包布层二、V带规格普通V带：Y、Z、A、B、C、D、E七种窄V带：SPZ、SPA、SPB、SPC四种截面尺寸见表8-1三、V带传动设计计算1带传动失效形式及设计准则2单根V带能传递的功率3普通V带的型号和根数的确定4设计步骤1带传动失效形式及设计准则失效形式：打滑、带的疲劳损坏设计准则：Fe≤Ffmax、

smax=s1+sb1+sc≤[s]或s1≤[s]-sb1+sc设计依据：保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命具体做法：确定单根带所能传递的许用功率根据带传动的设计功率确定带安全工作的根数2单根V带能传递的功率保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命单根普通v带的基本额定功率可查表8-4a基本额定功率确定条件：i=1,特定带长，工作平稳实际工作中单根带所能传递的许用功率：不打滑不疲劳破坏带长修正系数，表8-2包角修正系数，表8-5时的功率增量，表8-4b图8-11KA工况系数见表8-63

普通V带的型号和根数的确定4设计步骤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、原动机类型等选择：

V带的型号、dd、Ｌd

、a=(0.7~2)(dd1+dd2)计算:根数、压轴力验算:带速v

、包角α≥120°d2=i

d1(1–ε)，圆整成标准值，表8-8带轮愈小，弯曲应力愈大，所以d1≥dmin表8-6

7、计算带的根数z2、根据n1、Pca选择带的型号3、确定带轮基准直径d1、d2

具体步骤1、确定计算功率Pca＝KAP工况系数，查表8-74、验算带速v(v＝5～25m/s)N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α1N

z≥7？NY8、确定初拉力F09、计算压轴力Fp10、带轮结构设计根据图8-11

套基准长度，表8-2a过小，带短，易疲劳a过大，易引起带的扇动确定中心距初定中心距a0式8-200.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)初算带长L0式8-20计算实际中心距a（圆整）取基准带长Ld(表8－2)轮缘－安装带轮辐－联接轮缘与轮毂轮毂－与轴联接灰铸铁HT150、HT200－常用铸钢、焊接（钢板）－高速铸铝、塑料－小功率§8-4Ｖ带轮的结构

一、结构组成二、V带轮材料－按带轮直径确定实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式实心式腹板式三、基本结构形式辐轮式孔板式

表8—101标准直径系列

（表8—8）2轮槽角φ0

＜40°四、结构尺寸①定期张紧（定期调整中心）图(8-15a)

图(8-15b)②自动张紧（靠自重）→使中心距增大或使带张紧┌安装制造误差└工作后的塑性变形→F0不保证→设张紧装置1）调整中心距带传动靠带与带轮间的摩擦力工作，需F01原因2张紧方法2）张紧轮装置→利用张紧轮使带张紧§8-5Ｖ带传动的张紧装置