《机械原理与机械设计》第九章-带传动和链传动.ppt

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1、9-1带传动的类型和应用9-2 带传动工作情况分析9-3 普通V带传动的设计计算 9-4 V带轮的材料和结构,第九章 带传动和链传动,日常生活中，带传动与链传动较为普遍。,通过中间挠性体传递运动和动力，适用于两轴中心距较大的场合。,9-1带传动的类型和应用,一、带传动机构的工作原理及特点,带传动机构由主、从动带轮、带组成。,一般带传动：以张紧在两轮上的带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生的摩擦力来传递运动与动力。,1、工作原理,优点：1）有过载保护作用；2）有缓冲吸振作用；3）运行平稳无噪音；4）适于远距离传动（amax=15m）；5）制造、安装精度要求不高。,2、特点,缺点：1）有弹性滑动

2、使传动比i不恒定；2）张紧力较大（与啮合传动相比）使轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑，使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。,二、带传动的类型,1)平带 2)V型带：窄带、普通带、宽带 普通V带：Y、Z、A、B、C、D、E。截面积3)多楔带,1.按带形状分,带传动的类型（平带）,带传动的类型（V带/三角带）,带传动的类型（圆形带）,带传动的类型（多楔带）,带传动的类型（同步齿形带）,结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。,普通V带,应用最广的带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。,窄V带,V带截

3、面组成,帘布结构：一般传动,绳芯结构：柔韧性好,注意：对V带来说，,为什么带传动较平带传动能产生更大的摩擦力？,汽车发动机,啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、i 准确，在汽车、打印机中广泛应用。,机器人关节,开口传动-两平行轴、同向；2)交叉传动-两平行轴、反向、寿命短；3)半交叉轴-空间交错轴。,2.按传动形式分,开口传动,交叉传动,半交叉传动,角度传动,1）包角,因较小，所以：,三、开口传动的几何关系,2）带长,3）中心距,1）调节中心距（最主要）,四、带的张紧和维护,1、带的张紧,2）加张紧轮法,2、带的维护,1）安装时，保持两带轮轴平行2）严防与酸碱等介质接触3）不能新旧带混用

4、（多根带时），以免载荷分布不匀4）安装好防护罩5）工作一定时间后，应重新张紧胶带,9-2 带传动工作情况分析,一、带传动的受力分析,工作前：两边初拉力F0=F0,当主动轮转动时，带与轮之间就会产生摩擦力，在摩擦力的作用下，主动轮驱动带运动；运动的带又靠摩擦力驱动从动轮转动。,绕入主动轮一边的带:F0F1 紧边；,摩擦力使绕入主动轮的一边被进一步拉紧，绕出主动轮的一边则被放松，即两边拉力发生变化：,绕出主动轮一边的带:F0F2 松边。,所以:紧边拉力 F1=F0+Ft/2 松边拉力 F2=F0Ft/2,假设带工作时的总长度不变，则：F1F0=F0F2 即：F1+F2=2F0,记：Ft=F1F2

5、带传动的有效圆周拉力 Ft=F1F2=1000P/v,但：F0一定时，则Ffmax也一定,故：Ft 不能一味地增大,若：P，则必须Ft,打滑使传动失效，加剧带的磨损，应避免,由于在小带轮上带的接触长度小于在大带轮上带的接触长度，所以打滑总是先发生在小带轮上。,带在带轮表面上将发生较显著的相对滑动。,打滑：,为了保证带传动的正常工作，首先需要确定满足传递功率要求的至少具有的总极限摩擦力、与之相对应的最小初拉力。,由于带表面所能提供的总极限摩擦力Ffmax由初拉力F0所决定，因此,当带有打滑趋势时，摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。,带传动的最大有效圆周拉力（临界值）：,经分析，松、紧边

6、拉力 F1 和F2的关系:,由法向和切向力的平衡：,1.F0增大，Ftmax随之增大。F0过大，磨损快，寿命短，轴承受力大,规定1150（平带）120（V带）；一般12。,3.f 增大，Ftmax随之增大,注意：对V带来说，,1）拉应力,二、带传动的应力分析,2）离心力产生的拉应力,带中的离心拉力处处相等。离心力的存在，使带的拉力增加，带与带轮间的正压力和摩擦力减小，传动能力下降，故要限制带的速度v。,3）弯曲应力,最大应力发生在小带轮与紧边接触处,结论：,1、带内最大应力发生在：紧边开始绕上小带轮处；,2、d b 每种带选择 ddmin。,3、带在变应力状态下工作,三、带传动的弹性滑动,弹性

7、滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间相对滑动。,原因：带为弹性体,A 点:带与主动轮开始接触，拉力F1，v带=v轮1,即：带在带轮上发生了相对滑动,使得：v带v轮1,同理:,v带 v轮2,所以：v轮1 v带 v轮2,结论：,1）由于拉力差引起的带弹性变形而产生的滑动现象弹性滑动,3）速度间关系：v轮1v带v轮2。,2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性（只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）,量关系滑动率表示：,传动比,4）后果：,v轮2v轮1，i 不准确；,打滑与弹性滑动：,1）打滑是过载造成的，打滑是可以避免的。,2）打滑造成，磨损，打滑必须避免。,3）打滑首先发生在小带轮

8、上。（）,区别：,9-3 普通V带传动的设计计算,失效形式：1）打滑；2）带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等,设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲 劳强度和寿命。,疲劳强度条件：,传递极限圆周力：,一、失效形式与设计计算,即：,传递的临界功率：,单根V 带在不打滑的前提下所能传递的功率（即基本额定功率）：,在载荷平稳、包角等于180、带长为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构的条件下，实验测定了单根普通V带所能传递的功率，表12-4。,实际带的基本额定功率：,实际工作条件与上述特定条件不同时，应对P0加以修正,包角修正系数,带长修正系数,表 考虑 i1时单根普通 V 带额定功率值的增量

9、P0 kW,二、设计数据及内容,已知：所传递的功率P，n1，n2 或 i,传动布置要求（中心 距），工作条件,要求：带：型号，根数，长度 轮：dmin，结构，尺寸，中心距（a），轴压力Q等,三、设计步骤与方法,确定计算功率Pc：,P传递的名义功率（kW）,KA工况系数，表9-6,选择V 带型号：根据Pc，n1，查图9-9（型号）,定带轮直径（验算带速v）:,v太小:由P=Fv可知，传递同样功率P时，需要带的根数增多。,小轮直径d1min，见表93,b)验算带速v,要求：最佳带速 v=525m/s,v太大:离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力，传递载荷能力,求中心距a和带的基准长度Ld,a)初

10、选a0,b)由a0定计算带长（开口传动）,c)按表9-2 确定与L0相近的基础长度Ld,d)由Ld 求实际中心距,e)考虑到中心距调整、补偿F0，中心距a有个调整范围,验算小轮包角,计算带的根数 z,不满足要求，采取措施：1）a 2）加张紧轮,确定带的初拉力F0（单根V 带）,求带作用于轴的压力Q,表 工作情况系数 KA,普通V带选型图,若处于两种型号交界处,9-4 V带轮的材料和结构,一、设计要求,各轮槽尺寸与角度要有一定的精度，以使载荷分布较均匀；,重量轻，结构工艺性好，无过大的铸造内应力；,轮槽表面要经过精细加工，以减轻带的磨损。,质量分布均匀，高速时要经动平衡；,铸铁、铸钢铸铝或塑料,二、带轮材料,三、带轮结构,1）实心式:dd（2.53）ds2)腹板式:dd300 mm 3）轮辐式:dd 300 mm,V带轮的结构（实心带轮）,带轮的结构型式由基准直径决定,V带轮的结构（腹板式带轮）,V带轮的结构（轮辐式带轮）,作业：习题 9-2，9-3,