河海大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)

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1、第13章 撓性傳動(dòng),撓性傳動(dòng)： 帶有中間撓性件的傳動(dòng)方式。包括：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和繩傳動(dòng),13-1 帶傳動(dòng)概述,1帶傳動(dòng)的組成,,開口傳動(dòng),交叉?zhèn)鲃?dòng),半交叉?zhèn)鲃?dòng),3帶傳動(dòng)的特點(diǎn),,優(yōu)點(diǎn)：1）有過載保護(hù)作用 2）有緩沖吸振作用 3）運(yùn)行平穩(wěn)無噪音 4）適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（amax=15m） 5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝精度要求不高 缺點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)使傳動(dòng)比i不恒定 2）張緊力較大（與嚙合傳動(dòng)相比）軸上壓力較大 3）結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊 4）打滑，帶的壽命較短 5）帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場(chǎng)合。,嚙合傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞

2、動(dòng)力（同步帶傳動(dòng)）。,2傳 動(dòng) 原 理,摩擦傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力（平帶和帶傳動(dòng)） 。,,普通V帶傳動(dòng),同步帶傳動(dòng),平帶傳動(dòng),多楔帶傳動(dòng),4帶傳動(dòng)的類型,帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶組成。,原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),,驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng),,帶與輪的摩擦,工作原理：利用中間撓性件(帶)，靠摩擦力(或嚙合)在主、從動(dòng)軸,間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。,帶的傳動(dòng)過程：,分類：,按工作原理分,摩擦式帶傳動(dòng),嚙合式帶傳動(dòng),按帶的截面形狀分,平帶,按傳動(dòng)的布置形式分,V帶,多楔帶,同步齒形帶,圓帶,平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，

3、在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合應(yīng)用較多。,在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)是帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。,多楔帶傳動(dòng)兼有平帶傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合。,同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，具有的優(yōu)點(diǎn)是：無滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。,點(diǎn)擊小圖看運(yùn)動(dòng)圖,優(yōu)點(diǎn)：1.緩沖，吸振，平穩(wěn)，無噪音；,2.過載保護(hù)；,3.制造和安裝精度要求不高，成本低；,4.中心距大。,缺點(diǎn)：,應(yīng)用范圍,帶和帶輪的結(jié)構(gòu),平帶和帶輪,平帶,膠帆布(應(yīng)用廣泛),編織帶,高速膠帶,強(qiáng)力錦綸帶,帶的長(zhǎng)度：可變化； 帶輪：見表1

4、1.3,V帶結(jié)構(gòu),包布層(膠帆布)：保護(hù)作用,伸張層(橡膠，或稱頂膠)：彎曲變形受拉,壓縮層(橡膠，或稱底膠)：彎曲變形受壓,承載層(膠簾布或膠繩芯)：受拉,帶和帶輪的結(jié)構(gòu),普通V帶型號(hào)：Y Z A B C D E (窄帶型號(hào)4種見表11.4),長(zhǎng)度：無端、環(huán)形，基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld見圖11.4,V帶輪槽尺寸標(biāo)準(zhǔn),帶和帶輪的結(jié)構(gòu),帶輪輪輻的計(jì)算,帶輪,輪緣(裝帶),輪轂(裝軸),輪輻和腹板(聯(lián)接緣和轂),S型-實(shí)心帶輪,P型-腹板帶輪,材料：,其他內(nèi)容：自閱,H型-孔板帶輪,E型-橢圓輪輻帶輪,當(dāng)v25m/s時(shí)，用HT150；當(dāng)v=2530m/s時(shí)用HT200；當(dāng)2545m/s時(shí)用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼

5、；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料.,帶和帶輪的結(jié)構(gòu),主要幾何參數(shù)：,帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算,代入上式，得：,13-2 帶傳動(dòng)工作情況分析,一、 帶傳動(dòng)中的力分析,不工作時(shí),工作時(shí),F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0,帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ),工作前：帶全長(zhǎng)受F0 (張緊力)作用,工作后：帶的緊邊受力由F0 變?yōu)?F1，松邊由F0變?yōu)?F2,以輪1為例：,帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ),歐拉公式(取一段dl，后積分)(計(jì)入質(zhì)量后),(甲),帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ),若由此式計(jì)算有效拉力dF，則,(3)(11.6)描述各種狀態(tài)下F1與F2定量關(guān)系,帶傳動(dòng)的有效拉力F F=F1-F2,,圓周力F(N)、帶速v(m/s)和傳遞功率p

6、(kW)之間的關(guān)系,,,,,F,F+dF,dFN,fdFN,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,F1,F2,帶傳動(dòng)中的最大有效拉力及其影響因素,,帶在輪上的包角。,歐拉公式,增大包角和增大摩擦系數(shù)f，都可以提高帶傳動(dòng)所能夠傳遞的圓周力。,平帶的摩擦力為：,V帶的摩擦力為：,f當(dāng)量摩擦系數(shù) ，因?yàn)閒f 相同條件下，V帶的摩擦力大于平帶，傳動(dòng)能力更大,帶傳動(dòng)在工作過程中帶上的應(yīng)力有：, 拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力, 離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力 在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力, 彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力,13

7、-3 帶的應(yīng)力分析,1、離心應(yīng)力,2、拉應(yīng)力,3、彎曲應(yīng)力,最大應(yīng)力,為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。,13-4 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比,由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動(dòng)彈性滑動(dòng)。這是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不可避免的現(xiàn)象。,彈性滑動(dòng),彈性滑動(dòng)將使從動(dòng)輪的圓周速度v2低于主動(dòng)輪的圓周速度v1，其降低量帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率。,,普通V帶及V帶輪,,結(jié)構(gòu)： 頂膠、抗拉體、 底膠、包布。,型號(hào)： Y、Z、A、B、C、D、E,13-5 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,一、普通V帶的參數(shù),節(jié)寬節(jié)面的寬度bp。,相對(duì)高度V帶高度h與 節(jié)寬bp之比。約為0.7,帶輪基準(zhǔn)直徑V帶輪上與所配V帶節(jié)寬b

8、p 相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑。,帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度V帶在帶輪上張緊后，位于 帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度Ld 。,二、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),1、設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)： 功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i）， 傳動(dòng)位置要求及工作條件等。,2、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 確定帶的類型和截型、長(zhǎng)度L、根數(shù)Z、 傳動(dòng)中心距a、帶輪基準(zhǔn)直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。,3、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,主要失效形式： 打滑、疲勞破壞,,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。,特定實(shí)驗(yàn)條件,包角=180； i=D2/D1=1; 特定帶長(zhǎng)； 工作條件平穩(wěn)；,,4、基本額定功率P0

9、 在特定實(shí)驗(yàn)條件下單根V帶所能傳遞的功率。,單根V帶所能傳遞的功率,由：,,,,,,,,,、確定計(jì)算功率Pc,、選擇帶型，由n1和Pc 查圖選取,、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2,、確定中心距a和帶長(zhǎng)Ld,、確定帶的根數(shù)z,、確定帶的預(yù)緊力F0及壓軸力Q,、設(shè)計(jì)帶輪,、設(shè)置張緊裝置,,5、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟,Pc=KAP,計(jì)算功率的確定,P傳遞的額定功率。,KA工作情況系數(shù)。,帶型號(hào)的選擇,根據(jù)計(jì)算功率Pc及小帶輪轉(zhuǎn)速n1由下圖選定帶型,帶輪基準(zhǔn)直徑的確定,初選小帶輪基準(zhǔn)直徑D1；,計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D2,D2=iD1,* D1、D2均應(yīng)符合帶輪基準(zhǔn)直徑系列,驗(yàn)算帶速v,5 m/s < v <

10、2530m/s,中心距及帶長(zhǎng)的確定,初定中心距a0,0.7(D1+D2)

11、過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻，高速時(shí)要經(jīng)動(dòng)平衡，輪槽表面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般為1.6），以減輕帶的磨損。各輪槽尺寸與角度要有一定的精度，以使載荷分布均勻。,鑄鐵、鑄鋼鋼板沖壓件 鑄鋁或塑料,1）實(shí)心式 D（2.5-3）d 2) 腹板式 D300mm 3）孔板式 D300 (D1-d1100mm時(shí)) 4）輪輻式 D350 5）沖壓式,13-6 V帶輪設(shè)計(jì),帶輪結(jié)構(gòu)型式,帶輪結(jié)構(gòu)型式,13-7 帶傳動(dòng)的張緊裝置, 根據(jù)帶的摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；, 運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，為了保證帶傳動(dòng)的能力，必須重新張緊，才 能正常工作。,常見的有定期張緊裝置、自動(dòng)張緊裝置、張緊輪張緊裝置。,1、定期張緊裝置,一、張緊裝置,3、采用張緊輪張緊裝置,張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時(shí)張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。,2、自動(dòng)張緊裝置,二、帶的維護(hù),安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小a或順勢(shì)盤上） 帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免腐蝕帶，不能曝曬 不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不勻 防護(hù)罩 定期張緊 安裝時(shí)兩輪槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)，處于同一平面,