教学课件第二节带传动的工作情况分析.ppt
第 二 节 带传动的工作情况分析,1、有效拉力 带传动是靠摩擦力来工作的。带张紧在带轮上，带轮未传动时，带轮两边的带上有相同的初拉力F0。,一、带传动的受力分析,工作时，主动轮转动，接触面间产生摩擦力Fi,Fi 为带轮轮缘作用在带上的总摩擦力。,Fi,Fi,带轮作用在带上摩擦力,带轮作用在带上摩擦力,带作用在从动 轮上摩擦力,带作用在主动 轮上摩擦力,受力分析,由于摩擦力的作用，带绕入主动轮的一边被拉的更紧，拉力由F0 增加到F1。,另一边被放松，拉力由F0 降到F2。,松边,紧边,受力分析,两边的拉力差称为有效拉力F，也就是带所传递的圆周力。（有效拉力等于各点摩擦力的总和）,由于工作前和工作时带长相等，所以紧边拉力增量F1F0 等于松边拉力减量F0F2：,(1),(2),受力分析,2、圆周力、速度、功率之间的关系,(3),带速m/s,小带轮直径 mm,扭矩 Nm,主动轮传递功率kW,分析：,在功率一定的情况下，v 减少，圆周力F 增大。所以，带传动一般放在高速级，以减少圆周力，从而减少结构尺寸。放在高速级还起到吸震，过载保护的作用。当传递的圆周力大于带轮的极限摩擦力，带与带轮就会打滑。,(4),3、欧拉公式：,e:自然对数的底f:当量摩擦系数：包角，rad,联立式（1）、（2）、（3)、(4)，解得 F1、F2 与包角之间的关系:,当传动带和带轮间有全面滑动趋势时，摩擦力达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，忽略离心力 的影响，紧边拉力和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示，即,带传动最大有效拉力F：,初拉力F0 增加，可提高承载能力。但F0 过大,则带的张紧应力过大，使带寿命降低，并使轴和轴承受力大;但F0 过小,摩擦力小,易发生打滑。,N,4、影响带传动承载能力的主要因素,单根带最适宜的初拉力:,1)初拉力F0,N,初拉力F0,计算功率,kW Pc=KAPKA:工作情况系数,带根数,带单位长度的质量kg/m,带速，m/s,计算功率Pc是根据额定功率P并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。,工作情况系数KA,工作情况系数KA,一班制,两班制,三班制,2)包角,包角愈大，传递的有效拉力F 愈大。带轮摩擦力的最大值Fmax取决于小带轮包角1,要求1 120。一般应使松边在上,加大中心距,以增大包角。,包角系数K,包角系数K,当量摩擦系数f愈大，传递的有效拉力F 愈大；f与带轮、带的材料、表面粗糙度及带轮的楔角有关。,3)当量摩擦系数f,带传动的功率:,传递功率随带速增大;当带速v过大，带与带轮间正压力减小，摩擦力减小，传递功率P 也减小。当带速v过小时，传递功率P 也减小，则不能充分发挥的工作能力，带速 v5-25m/s。,kW,4)带速v,二、带的应力分析,紧边拉力F1 紧边拉应力 1=F1/A松边拉力F2 紧边拉应力 2=F2/A F1 F21 2,1,2,、拉力产生的拉应力1、2,2、离心力产生的拉应力c,c,离心力产生的拉应力作用于全长，是定值。,每米带长的质量m或密度,带速,3、弯曲应力b,d1 b2,b1,b2,只在包角所对圆弧部分产生。,带的弹性模量,带轮的直径,带的中性层到最外层的距离,b1,b2,1,2,c,max,紧边进入小带轮A处的应力最大,带的应力分析,经过疲劳试验带的许用应力MPa,思考题,左图为减速带传动，右图为增速带传动，其中大小轮的直径、中心距分别相同，带轮1和3是主动轮，转速都是n，其他条件都相同。分析：哪个带传动传递的圆周力大？哪个带传动传递的功率大？哪个带传动中带的寿命长？,1,2,3,4,思考题,哪个带传动传递的圆周力大？,1,2,3,4,一样大,思考题,哪个带传动传递的功率大？,1,2,3,4,增速带传动的功率大,d3d1 v3v1,思考题,哪个带传动中带的寿命长？v3v1，带的应力循环次数多，易疲劳破坏减速带传动中带的寿命长,1,2,3,4,三、带传动的弹性滑动与过载打滑,、弹性滑动 弹性滑动是由于带有弹性，且松边和紧边存在拉力差所产生的，使vv，它是不可避免的。2、过载打滑 由于载荷过大，需要传递的圆周力超过最大摩擦力而引起。,1.弹性滑动,带在拉力作用下弹性伸长，拉力大，伸长量大。带绕过主动轮时，拉力由F1逐渐减少到F2，带的伸长量也相应减少。,但是，主动轮的转动是等速的，这就使带与轮之间出现微量的滑动：弹性滑动，使带速vv1。,带绕过从动轮时，拉力由F2逐渐增加到F1，带的伸长量也相应增加。带沿从动轮的运动是一面随轮前进，一面向前伸长，于是V 带速vv,带与带轮之间发生了相对滑动。,弹性滑动,由于弹性滑动的影响，使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，其相对降低程度称为滑动率,滑动率与弹性滑动的大小有关，也与带的材料和受力大小有关，不能得到准确的数值，一般为1%2%，所以带传动不能获得准确的传动比。,弹性滑动,若不计弹性滑动的影响传动比:,带速:,弹性滑动,2.过载打滑,在一定的0、1、f下，Fi 有一极限值，如果克服外载荷所需圆周力大于带轮接触弧AB上的极限摩擦力Fi，带将沿轮面发生全面滑动，叫过载打滑。,过载打滑使传动失效，使带严重发热和磨损。过载打滑是能够避免的，一般通过更换V带，增大小带轮的包角1，从而增大带传递圆周力的能力来提高。,过载打滑,带的弹性滑动与打滑比较,弹性滑动,打滑,发生的 原因,现象,后果,防止措施,由于带具有弹性，在传动中又有拉力差，摩擦力使带在松紧两边发生不同性质的拉伸变形，引起与轮面的相对滑动,局部带在局部轮面上（所谓动弧区）发生弹性滑动,使从动轮圆周速度低于主动轮，效率下降，引起带磨损；温度上升,带靠摩擦传动，弹性滑动是不可避免的。但可选用大弹性模量的材料，降低这种滑动,由于过载，需要传递的圆周力超过最大摩擦力所引起,整个带在整个轮面上发生弹性滑动,使传动失去稳定性，严重时无法继续工作，引起严重磨损,为保证传动正常，应避免也可以避免打滑，只要保证F1/F2ef即可,计算题,有一V 带传动，测量主动轮直径d1180mm，从动轮直径d2710mm，主动轮转速n1940rpm，从动轮转速n2233rpm，V带型号为B型。求：该带传动的实际传动比；滑动率。,实际传动比：,滑动率：,n2的理论值：,思考题,一平带传动，小带轮直径d1150mm，大带轮直径d2225mm，在一定功率下打滑，后来改用d1100mm，d2150mm，其他条件不变，传动便可正常工作，为什么？,1.先看看传动比：,传动比不变,思考题,2.再看看小带轮的包角1：,1 1,增加1，就增大带传递的圆周力，提高了带的传递能力。,例题,单根A 型V 带，能传递的最大功率P4.7kW，主动轮的基准直径d1200mm，主动轮的转速n11800rpm，小带轮包角1135，胶带与带轮间的当量摩擦系数f0.25。求：1.有效拉力F；2.离心拉力mv2 3.紧边拉力F1 4.松边拉力F2 5.最合适的初拉力F0（设KA1.2)。6.带中最大应力中各应力所占的百分比。,1.有效拉力F,2.离心拉力mv2,紧边拉力F1,3.紧边拉力F1,4.松边拉力F2,5.最合适的初拉力F0（设KA1.2)；,其中计算功率PCKAP1.24.75.64（kW）包角系数：由表11-3 Ka0.875A型V带单位长度质量：由表11-1，得0.10kg/m，其截面积是80.71mm2,初拉力F0,6.带中各应力所占的百分比,紧边拉应力：,离心拉应力：,带中各应力所占的百分比,弯曲应力：,最大应力：,13,11,带中各应力,在一般带传动中，影响带寿命的主要因素是弯曲应力，而离心应力的影响很小。但在高速时离心应力的影响迅速上升，例如当带速为60m/s时，c4.69MPa，而当带速为100m/s时，c13.04MPa。,紧边拉应力：,离心拉应力：,弯曲应力：,作业,一、填空题 111116二、选择题 11-1411-15三、问答题与综合题 11221123,
