第8章带传动机械设计ppt课件.ppt
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1、青岛科技大学专用 潘存云教授研制,第8章 带传动,8-1 带传动的概述,8-2 带传动的工作情况分析,8-3 V带传动的设计计算,8-4 V带轮的结构设计,8-5 带传动的张紧装置,8-7 带传动的设计实例,带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的,适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比,它们具有结构简单,成本低廉等优点。,8-6 同步带传动简介,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,8-1 带传动的概述,1. 带传动的组成,主动轮1、从动轮2、环形带3。,工作原理:安装时带被张紧在带轮上,产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时,依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转。,应用实例
2、:皮带输送装置。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,平带,V 型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,2. 带传动的类型,普通平带,片基平带,片基层,覆盖层,工作面覆盖层,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,类型,平型带,V 型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,普通带是应用最广泛的一种传动带,其传动功率大,结构简单,价格便宜。由于带与带轮槽之间是V型槽面摩擦,故可以产生比平型带更大的有效拉力(约3倍)。,联组带,大楔角带,2. 带传动的类型,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,平型带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,类型,V 型
3、带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,联组带,大楔角带,2. 带传动的类型,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,抗拉体,平型带,普通平带,片基平带,普通带,窄带,齿形带,宽带,类型,V 型带,多楔带,摩擦型,啮合型,圆形带,联组带,大楔角带,2. 带传动的类型,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,组成:抗拉体、顶胶、底胶、包布。,节线:弯曲时保持原长不变的一条周线。,节面:全部节线构成的面。,3. V带的结构与尺寸,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。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,V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 。标准长度系列详
4、见下页表8-3 ,P159,普通V带有:Y、Z、A、B、C、D、E等型号,已标准化,普通V带的尺寸 ( =40,h/bd =0.7),青岛科技大学专用 潘存云教授研制,青岛科技大学专用 潘存云教授研制, =40,h/bd =0.9的V带称为窄V带。,与普通V带相比,高度相同时,宽度减小1/3,而承载能力提高1.52.5倍,适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,4. 带传动的几何关系,中心距a,包角:,因较小,代入得:,带长:,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,带长:,已知带长时,由上式可得中心距 :,带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上,而且当带工作一段时间之
5、后,因带永久伸长而松弛时,还应当重新张紧。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,5. 带传动的特点,1. 适用于中心距较大的传动;,2. 带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸收振动;,3. 过载时带与带轮之间会出现打滑,避免了其它零 件的损坏;,4. 结构简单、成本低廉。,缺点:,1. 传动的外廓尺寸较大;,2. 需要张紧装置;,3. 由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;,4. 带的寿命较短;,5. 传动效率较低。,优点:,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。,V带传动应用最广,带速: v=525 m/s 传动比
6、:i=7 效率: 0.90.95,6. 带传动的应用实例,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,8-2 带传动的工作情况分析,静止时,带两边的初拉力相等:,传动时,由于摩擦力的作用,带两边的拉力不再相等:,F1 = F2 = F0,为了可靠工作,带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。,F1 F2,F1 ,紧边,F2 松边,紧边,松边,设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等:,F1 F0 = F0 F2,F0 = (F1 + F2 )/2,一、带传动中的力分析,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,当圆周力FFf时,带与带轮之间出现显著的滑动,称为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低,
7、导致传动失效。,称 F1 - F2为有效拉力,即带所能传递的圆周力:,F = F1 - F2,且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系:,以平带为例,分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。,取一小段弧进行分析:参数如图,正压力:dFN,两端的拉力:F 和F+dF,力平衡条件:忽略离心力, 水平、垂直力分别平衡,摩擦力: f dFN,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,由力平衡条件:,积分得:,紧边和松边的拉力之比为:,绕性体摩擦的欧拉公式,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,联立求解:, F , 1 2,用1 ,分析:,V带传动与平皮带传动初拉力相等时,它们的法向力则不同。,平带的极限摩擦
8、力为: FN f = FQ f,FN=FQ,FN=FQ/sin(/2),则V带的极限摩擦力为 :,f -当量摩擦系数, f f,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,在相同条件下 ,V带能传递较大的功率。或在传递功率相同时,V带传动的结构更为紧凑。,用 f 代替 f 后,得以下计算公式:,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,二、带传动的应力分析,1.紧边和松边拉力产生的拉应力,紧边拉应力:,松边拉应力:,A为带的横截面积,2.离心力产生的拉应力,带在微弧段上产生的离心力:,带工作时应力由三部分组成,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力 Fc。,由力平衡条件得:,离心
9、力只发生在带作圆周运动的部分,但由此引起的拉力确作用在带的全长。,离心拉应力:,往x轴投影,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,3.弯曲应力当带绕过带轮时,因为弯曲而产生弯曲应力,设y为带的中心层到最外层的垂直距离;,E为带的弹性模量;d为带轮直径。,4. 应力分布及最大应力,弯曲应力为:,最大应力max出现在紧边与小轮的接触处。,由材料力学公式得,离心应力,拉应力,弯曲应力,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,由力平衡条件得静止时轴上的压力为:,5. 作用在轴上的力,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,三、 带传动的运动分析,设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为:,这种因材料的弹性变形
10、而产生的滑动被称为弹性滑动。,紧边:,松边:, F1 F2, 1 2,带绕过主动轮时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使带速落后于轮速。,带经过从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带速超前于轮速。,总有:v2 v1,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,得从动轮的转速:,带传动的传动比:,V带传动的滑动率=0.010.02,一般可忽略不计。,定义:,为滑动率。,若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界值Fec后,则带与带轮间会发生显著的相对滑动,即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降低,带传动失效,这种情况应当避免。,青岛科技大学专用 潘存云教授研制,8-3 V带传动的设计计算,一、V带
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