第六章-带传动选编课件.ppt

第三篇 机械传动,一.传动的重要性：,二.机械传动分类：,机械传动,按传动比是否变化分,摩擦传动,摩擦轮传动,带传动,啮合传动,直接接触,靠中间件,齿轮、蜗杆及螺旋传动,链、同步带传动,定传动比传动,变传动比传动,有级变速传动,无级变速传动,按传动方式分,直接接触,靠中间件,1.调整速度：减速箱，变速器2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动3.传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构4.安全，维护，尺寸等需要(分离、制动)。,三.机械传动装置类型选择的一般依据,1.功率与效率（P137表2）：,2.速度（P138表3）：速度是传动的主要运动特性之一。不同的运动形式受 不同因素的限制，如动载荷，离心力，振动，发热等影响。3.传动比：,3.工作环境：空间大小、噪声、防尘、防爆。,效率是评定传动性能的主要指标之一。,效率低不适于大功率、经常工作的机械。,传递功率受多种因素的影响，如传动原理、承载能力、载荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。啮合传动的功率大于摩擦传动；,本篇内容：带传动 链传动 齿轮传动 蜗杆传动,第八章 带传动,基本要求：1）熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；2）掌握带传动的受力分析、弹性滑动与打滑现象和带传动 的失效形式、设计准则；3）掌握V带传动的设计方法以及提高带传动承载能力措施；4）了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以 比较。着重了解平带传动V带传动的特点。5）了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。,重 点：1）传动的工作情况分析、弹性滑动与打滑现象和带传动 的失效形式、设计准则；2）提高带传动承载能力的措施；3）平带传动、V带传动的特点；,8-1 概 述,一.带传动的组成及工作原理：,2.工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。工作前：带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产生压力，工作时：主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。,1.组成：主动轮1、从动轮2、传动带3,按带的截面形状：,平带,V带 承载能力高,圆带,同步带,二.带传动的类型：,多楔带,fv当量摩擦系数,演示带传动,点击小图看运动图,V带传动,平带传动,联组V带传动,同步带传动,圆带传动,带传动的主要类型及应用,三.带传动的特点：,1.中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；2.能缓冲减振，运转平稳无噪音适用于高速传动；3.摩擦式传动具有过载保护作用；4.不需要润滑，环境易清洁；5.结构简单，维修方便，价格低廉；6.结构尺寸大；7.瞬时传动比不恒定；8.效率较低，寿命较短；9.需张紧，对轴和轴承的压力大；,四.应用范围：主要用于两轴平行且转向相同的场合。以 及对传动比无精确要求的中小功率传动。,一般：,1.普通V带：,五.V带的类型与结构,普通V带、窄V带、宽 V带、大楔角V 带、汽车V带等。,V带的类型：,帘布结构V带,线绳结构V带,帘布：制造方便 绳芯：柔软易弯曲有利提 高寿命。,基准直径：,节圆直径：V带轮上与V带节宽相对应的带轮的直径,节线：当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线。,节面：由全部节线组成的面。,节宽：带的节面的宽度。用bp表示。,名词解释：,普通V带型号：Y Z A B C D E,六.几何计算,将 带入经整理得：,在角 较小的情况下，有：,82 带传动工作情况分析,一.带传动中的力分析：,工作前：带以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力F0工作时：由于带与轮的摩擦力Ff，形成紧边和松边。,紧边：F0 F1,松边：F0 F2,假设带的总长不变，则：紧边的伸长量=松边的收缩量,又设带的变形量与力的增量成正比，则：,或,有效拉力,取主动轮一端的带为分离体，其受力：F1、F2、N、Ff,O1,Fe是由功率P（外载）决定的，P FeFf 是有限的，当F0和f 一定时，Ffmax=f N,讨论：1）若Fe Ffmax：Fe=Ff，正常工作；2）若Fe=Ffmax：打滑临界状态；3）若Fe Ffmax：打滑。,二.带传动的最大有效拉力及其影响因素：,现以平带为例：研究带在打滑临界条件下的受力情况,略去高阶微量，考虑到d很小，取、，并将两式整理得：,取带的一微段dL，对应的圆心角d，其上受力有：F+dF、F、dN、dFf=f dN,柔韧体摩擦的欧拉公式,返回,平衡条件：,切向：,法向：,影响带有效拉力（承载能力）的因素有：,3）f F ec 承载能力 因fv f，故在相同的条件下，V带能传递较大的功率。或者说，在相 同的条件下，V带传动的结构较紧凑；,2）包角F ec 承载能力；,1）F0F ec 承载能力。,F0 和 f 越大越好吗？,将式 和其它公式联立，并整理得：,考虑离心力时的欧拉公式,三.带的应力分析：,1.拉应力：,2.离心拉应力：,于是带的离心拉力为：,离心拉应力为：,如图所示，由微段弧长的力平衡式有：,松边:,紧边:,式中：h为带的高度（P141表8-1）。,3.弯曲应力：,结论：1）带是在变应力作用下工作疲劳破坏。2）最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：,影响带传动疲劳强度的因素有：,3）aLd 单位内应力循环次数 N 疲劳强度,2）vc 疲劳强度 v vmax v（P）Fe 1 疲劳强度 v vmin,1）dd1b1 疲劳强度 dd1 ddmin,dd1和a越大越好吗？,四.带传动弹性滑动：,1.弹性滑动的产生机理：,带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹性变形量也不同。,1）带的紧边在A1点绕上主动轮时：带的受力：F1 带的速度：v=v1 当带由A1B1运动时：带拉力：F1F2 减小 带的弹性变形量减小（带收缩），即带一边随带轮前进，一边又向后收缩，带的速度：v v12）从动轮上：正好相反。,即有：,弹性滑动产生的原因：1）带具有弹性；2）紧边、松边有拉力差。,注意：弹性滑动是带传动不可避免的固有特性,2.带传动的传动比：,滑动率从动轮对主动轮速度的相对降低率(=12%)。,传动比,由于：,弹性滑动由于带的弹性变形和紧边、松边的拉力差而引起的带与 带轮之间的滑动,弹性滑动与打滑：1）区别；2）带来的后果,外载荷增加，使得 过载,带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。,可以避免的，也必须避免,产生的原因,造成的后果,打滑的特点,打滑,3.带传动的打滑：,1）正常工作时：Fe Fec 弹性滑动只在带离开带轮前的一部分接触弧上发生。动弧B1C1、动角 静弧A1C1、静角2）当FeFec：动角、静角3）当Fe=Fec：动角=、静角=0 打滑失效,83 V带传动的设计计算,一.设计准则和单根V带的基本额定功率,1.主要失效形式：,1）打滑,2）带的疲劳破坏,2.设计准则：在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度 和寿命,3.单根带的基本额定功率为：,对于V带用 fv 代替 f,1）不打滑：,2）带具有一定的疲劳强度：,单根带能传递的最大功率为：,最大有效拉力：,既不打滑，又使带具有一定的疲劳强度：,实际工作条件与特定条件不符时，对表中的P0要进行修正,功率增量，计i对P0的影响。查P149表8-5b。,5.实际工作条件下单根普通V带传递的许用功率 P0：,特定条件下，计算求得不同型号单根普通V带传递的基本额定功率P0（见P148表8-5a）,特定条件：1）载荷平稳；2）包角为1800，即 i=1；3）特定带长。,减少带的根数的措施:,1）适当地增大带轮直径dd1P0 z；2）适当地增加中心距a 带长 KL z；包角 K z。,6.实际工作条件下所需普通V带的根数：,二、V带传动的设计步骤和方法,已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工 作条件设计的内容：1）带：型号、长度L、根数z；2）传动中心距a；3）带轮：直径db1、db2，带轮结构设计；4）张紧装置设计。设计步骤：,1.确定计算功率：,根据计算功率Pca和小带轮转速n1由P152图8-8选取。,3.确定带轮的基准直径：,1）小带轮直径db1：按V带的型号查P145表8-3得dbmin db1 dbmin 取标准系列值,Pca=KAP,2.选择带的型号：,2）验算带速：,普通V带：,窄V带：,取标准系列值,1）初定a0：,4.确定中心距a和带的基准长度Ld：,3）大带轮直径db2：,2）确定 Ld：,3）确定实际中心距a：,如果：1）v vmax，则：c应使dd1 2）v vmin，则：Fe（P一定）应使dd1,考虑到安装调整及补偿F0的需要，应使：,5.验算包角1：,6.带的根数：,主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。,7.预紧力F0：,太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴的压力也大。合适的张紧力由下式确定：,P155T8-9,为后面轴、轴承的计算打基础,9.带轮的结构设计：,10.合理的张紧：,8.对轴的压力Fp:,精确：,8-4 带轮的结构设计及带传动的张紧,一.带轮的结构设计：,1.设计要求：,1）质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验；2）工艺性好；3）无大的铸造应力；4）轮槽的粗糙度不高于3.2，以减少磨损；5）多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。,2.带轮的材料：,HT200、HT250；高速：铸钢；小功率：非金属、铸铝,3.带轮的结构：实心、腹板、孔板和轮辐式的，各部分的结构和尺寸见教材或手册。,带轮的结构,实心带轮dd(2.53)d 轴径,腹板带轮,材料：,孔板带轮,椭圆轮辐带轮（dd350mm),当v25m/s时，用HT150；当v=2530m/s时用HT200；当2545m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可用铸铝或塑料.,带轮的结构,带轮结构型式的选择：根据带轮基准直径大小确定。,带轮的结构,盘式（实心式）,腹板式,孔板式,轮辐式,带轮轮槽尺寸见P157表8-10，结构尺寸P158(图8-12),带轮槽角随着带轮基准直径的增大而增大。,？,弯曲变形程度,二、带传动的张紧装置,根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,张紧的目的,运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须 重新张紧，才能正常工作。,常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置。,1.定期张紧装置,滑道式定期张紧装置,摆架式定期张紧装置,2.自动张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,自重自动张紧装置,张紧轮式张紧装置,设计例题,例：试设计一鼓风机用普通V带传动。已知：动力机为Y系 列三相异步电机，功率P=7.5kW，转速n1=1440rpm，鼓风机转速n2=630rpm，每天工作16小时，希望中心距 不超过700mm。,解：,1.计算功率：Pc=KAP=1.27.5=9kW,2.选择带的型号：由P152图8-8选择A型,3.带轮直径（表8-3和8-7）,取,取,转速误差：,4.确定带长：,由P142表8-2取 Ld=2000(2000)mm,实际中心距：,5.小带轮包角：,6.带的根数：,初定：a0=700 mm,P148表8-5a，Po=1.93(2.27)；,P154表8-8,P142表8-2,由P149表8-5b查出,7.对轴的压力：,张紧力：,最终取z=5(4)根,轴上载荷：,8.结构设计：,思考题,1.简述带传动的优缺点。2.在动力传动中，为什么V带传动比平带传动用的多？3.V带截面的楔角都是40o，为什么随着带轮计算直径的减小轮槽的楔角要小于40o呢？4.试根据理论公式分析：影响带传动传递功率大小的因素有哪些？他们是怎样影响带传动的传递功率的？5.带传动为何会存在弹性滑动？该现象能避免吗？带传动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首先出现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断？6.带传动的设计准则是什么？7.设计V带传动时，带速太低或太高有什么不好？,8.今有一V带传动，要求传递的功率一定，但工作时有 两种转速（960rpm、1440rpm）。问：设计该带传动 应哪一个转速设计？为什么？9.能否这样说：“带传动是靠摩擦传力的，因而张紧 力越大越好，带轮工作面越粗糙越好”。10.带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有和异同？,机械设计作业集（2）：P128-21、22、23,END,提高V带承载能力的措施,适当地增大带轮直径（或提高带速）；适当地增加带长；适当增加带的根数（一般小于10根）；增大包角。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,