1、第八章第八章 带传动带传动8-1 概概 述述8-2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析8-3 带传动的设计计算带传动的设计计算8-4 带轮结构设计带轮结构设计8-5 带传动的张紧装置带传动的张紧装置8-6 带传动设计实带传动设计实例例带传动概述带传动概述2 24带传动的类型带传动的类型平带传动：结构简单，带轮制造容易，多用于中心距平带传动：结构简单，带轮制造容易，多用于中心距 较大的场合。较大的场合。带传动：带传动：应用最广，在同样的张紧力下，带传动的应用最广，在同样的张紧力下，带传动的 摩擦力比平带传动大。摩擦力比平带传动大。多楔带传动：柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率多楔带传动
2、柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率 而结构要求紧凑的场合。而结构要求紧凑的场合。同步带传动：是啮合传动，无滑动，能保证固定的传动比，同步带传动：是啮合传动，无滑动，能保证固定的传动比，带的柔韧性好。带的柔韧性好。带传动概述带传动概述 带传动概述带传动概述3 35传动带的类型传动带的类型传传动动带带平平 带带 带带多楔带多楔带同步带同步带传动带传动带运输带运输带普通带普通带窄带窄带齿形带齿形带宽带宽带带传动概述带传动概述普通带分为普通带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号；七种型号；窄带分为窄带分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号；四种型号；各种型号带的截面尺寸见表各种型号带的截面
3、尺寸见表81。V带的结构组成：强力层、伸张层、压缩层、包布层强力层节面：沿长度不变的中性层形成的面，节面的宽度为节宽bp，节面的周长为带的基准长度Ld。帘布结构抗拉强度高，制造方便线绳结构抗弯强度高、柔韧性好普通V带特点应用广泛传动功率大结构简单成本低包边型V带切边型V带V带轮同步带安装精度不高瞬时传动比不变不适合高转速传动中有动载荷急速反向转时性能差带传动概述46带传动的应用带传动的应用带传动概述 工作情况分析工作情况分析带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析一、受力分析一、受力分析设带的总长度不变，根据线弹性假设：设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2或：或：F1 F22F0
4、设：带的有效拉力为设：带的有效拉力为FeP/v，带与带轮间的总摩擦力为，带与带轮间的总摩擦力为Ff 。预紧力预紧力F0、紧边拉力、紧边拉力F1、松边拉力、松边拉力F2 尚未工作状态尚未工作状态 工作状态工作状态 则：则：FeFfF1F2工作情况分析工作情况分析(力分析力分析)带传动的最大有效拉力带传动的最大有效拉力Fec有多大？有多大？由欧拉公式可知：由欧拉公式可知：预紧力预紧力F0最大有效拉力最大有效拉力Fec 包角包角最大有效拉力最大有效拉力Fec 摩擦系数摩擦系数 f最大有效拉力最大有效拉力Fec 切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析
5、由欧拉公式确定，即：由欧拉公式确定，即：F1F0Fe2 F2F0Fe2包角的概念包角的概念带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析 在相同条件下V带能传递较大的功率在相同功率下V带传递的结构较为紧凑因此V带传动比平带传动应用更为广泛工作情况分析工作情况分析(应力分析应力分析)二、带传动的应力分析二、带传动的应力分析带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析 拉应力：紧边拉应力、松边拉应力；拉应力：紧边拉应力、松边拉应力；离心拉应力：带作圆周运动时的离心力引起的离心拉应力；离心拉应力：带作圆周运动时的离心力引起的离心拉应力；紧边紧边 F1 松边松边 F2 式中式中：A 带断面面积带断面面积 mm
6、2FcFc离心力离心力 式中：式中：q 带单位长度的质带单位长度的质 量量 kg/m（表（表84）v 带的速度带的速度 m/s注意：因注意：因c c与速度与速度 v 的平方成正比，为减小的平方成正比，为减小c，应限制速度，应限制速度，工作情况分析工作情况分析(应力分析应力分析)带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析 弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。一般应使普通一般应使普通V带带 v (2530)m/s 窄窄V带带 v (3540)m/s另外，因另外，因 P=FeV 当当 P 一定时，一定时，V则则 Fe,为减小为减小Fe，一般应使一般应使 V
7、5 m/s故一般取：普通故一般取：普通V带带 V=(530)m/s 窄窄V带带 V=(540)m/s式中：式中：E 带的弹性模量，带的弹性模量，MPa；y 带的截面高度，带的截面高度，mm；dd 带轮基准直径，带轮基准直径，mm 注意：注意：因因 b 的大小与的大小与 dd 成反比，成反比，dd 则则b，为减小为减小 b 应使应使 dd1 ddminddmin查查表表83工作情况分析工作情况分析(应力分析应力分析)带传动的应力分布带传动的应力分布带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析 n1n2b2b12max1结论：结论：1 1、带在变应力状态下工作、带在变应力状态下工作 失效形式：疲劳破坏
8、失效形式：疲劳破坏；2、带的最大应力发生在紧边开始绕在小带轮处，、带的最大应力发生在紧边开始绕在小带轮处，最大应力为：最大应力为：拉应力：拉应力：离心力离心力:弯曲应力：弯曲应力：工作情况分析工作情况分析(运动分析运动分析)三、带传动的运动分析三、带传动的运动分析n弹性滑动弹性滑动带传动中因带的弹性变形的不同带传动中因带的弹性变形的不同所导致的带与带轮之间的相对运动，所导致的带与带轮之间的相对运动，称为称为弹性滑动弹性滑动。或或其中：其中：因此，传动比为：因此，传动比为：当带的圆周力大于临界值当带的圆周力大于临界值F Fec ec 后，即产生打滑，带传动失效。后，即产生打滑，带传动失效。弹性
9、滑动导致：弹性滑动导致：v2v1，速度降低的程度可用，速度降低的程度可用滑动率滑动率来表示：来表示：带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析注：弹性滑动是不可避免的；打滑是可以避免的。注：弹性滑动是不可避免的；打滑是可以避免的。n打滑打滑V带传动的设计带传动的设计1带传动的设计计算带传动的设计计算1带传动的设计准则带传动的设计准则主要失效形式：打滑、带的疲劳破坏。主要失效形式：打滑、带的疲劳破坏。2单根单根V带的基本额定功率和额定功率带的基本额定功率和额定功率为避免打滑带的最大有效拉力为：为避免打滑带的最大有效拉力为：设设 计计 准准 则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。则：在不打
10、滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。在在i=1、180、特定长度、平稳工作载荷的条件下，、特定长度、平稳工作载荷的条件下，单根单根V V带的带的基本额定功率基本额定功率P0见表见表85。带的疲劳强度条件为：带的疲劳强度条件为：联立上两式解得：联立上两式解得：则单根带允许传递的功率：则单根带允许传递的功率：额定功率P0功率增量K包角系数KL长度系数V带传动的设计带传动的设计23带传动的设计带传动的设计u原始数据：功率原始数据：功率P，转速，转速n1、n2（或传动比（或传动比i），传动要求及工作条件等。），传动要求及工作条件等。u设计内容：确定带的类型、长度设计内容：确定带的类型、长度L、根数、
11、根数Z、传动中心距、传动中心距a、带轮基、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。准直径及其它结构尺寸等。u设计步骤和方法：设计步骤和方法：带传动的设计计算带传动的设计计算1、确定计算功率、确定计算功率工作情况系数见表工作情况系数见表872、选择带型、选择带型详见详见选型图选型图3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径带轮基准直径标准系列，表带轮基准直径标准系列，表88应满足：应满足：验算带速，应使：验算带速，应使：v=(530)（普通（普通V带）带）v=(540)（窄（窄V带）带）根据计算功率和小带轮转速选择。根据计算功率和小带轮转速选择。V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算
12、普通普通V带选型图带选型图V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算4、确定中心距、确定中心距 a 和带的基准长度和带的基准长度 Ldl 初定中心距初定中心距 a00.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)l 计算基准长度计算基准长度Ldl 根据根据 Ld选取标准的基准长度选取标准的基准长度 Ldl 计算实际中心距计算实际中心距a近似计算公式：近似计算公式：中心距的变动范围：中心距的变动范围：amin=a-0.015 Ld amax=a+0.03 Ld5、验算小带轮包角、验算小带轮包角V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算7、确定带的预紧力、确
13、定带的预紧力8、计算压轴力、计算压轴力6、计算带的根数、计算带的根数式中：式中：K 包角系数，查表包角系数，查表8 6；KL 长度系数，长度系数，查表查表82；P0 单根带的基本额定功率，查表单根带的基本额定功率，查表84；P0 单根带基本额定功率的增量，单根带基本额定功率的增量，查表查表85。注：为了使每根带受力均匀，根数不宜太多，一般注：为了使每根带受力均匀，根数不宜太多，一般 z10。V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动
14、的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计1V带轮设计的要求带轮设计的要求结构工艺性好、铸造内应力小、质量分布均匀。结构工艺性好、铸造内应力小、质量分布均匀。应有一定的加工精度，以减少磨损、载荷分布均匀。应有一定的加工精度，以减少磨损、载荷分布均匀。2带轮的材料带轮的材料铸铁：铸铁：HT150 HT200HT150 HT200铸钢：（转速较高时）铸钢：（转速较高时）铸铝或塑料：（小功率时）铸铝或塑料：（小功率时）3结构与尺寸结构与尺寸带轮的结构设计：带轮的结构设计：1）根据基准直径选择结构形式。）根据基准直径选择结构形式。2）根据截型确定轮槽尺寸
15、根据截型确定轮槽尺寸。3）其它结构尺寸按经验公式计算确定。）其它结构尺寸按经验公式计算确定。带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计V V带轮的结构有：带轮的结构有：实心式实心式注：当基准直径小于注：当基准直径小于2.5d 时采用实心式结构。时采用实心式结构。带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计 腹板式腹板式 带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计 孔板式孔板式 注：注：带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计 轮辐式轮辐式 注：注：带传动的张紧装置带传动的张紧装置 带必须在预张紧后才能正常工作。带必须在预张紧后才能正常工作。张紧的目的张紧的目的 带会
16、松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧。带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧。常见的张紧装置常见的张紧装置一、定期张紧装置一、定期张紧装置 带传动的张紧带传动的张紧2带传动的张紧装置带传动的张紧装置三、采用张紧轮的张紧装置三、采用张紧轮的张紧装置注：张紧轮应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲；注：张紧轮应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲；张紧轮应尽量靠近大轮，以免减小小带轮上的包角；张紧轮应尽量靠近大轮，以免减小小带轮上的包角；张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。二、自动张紧装置二、自动张紧装置V带传动的设计带传动的设计3 带传动设计实例带传动设计实例题目：题目
17、解：解：1.1.确定计算功率、选择带型确定计算功率、选择带型2.2.确定带轮基准直径确定带轮基准直径(工况系数表工况系数表)(选型图选型图)(最小直径最小直径)(直径系列直径系列)V带传动的设计带传动的设计3 带传动设计实例带传动设计实例V带传动的设计带传动的设计33.3.确定带的基准长度和传动中心距确定带的基准长度和传动中心距(长度系列长度系列)V带传动的设计带传动的设计3 带传动设计实例带传动设计实例4.验算主动轮的包角验算主动轮的包角5.计算带的根数计算带的根数(额定功率额定功率)(功率增量功率增量)(包角系数包角系数)(长度系数长度系数)V带传动的设计带传动的设计3 带传动设计实例带
18、传动设计实例6.计算预紧力计算预紧力F07.计算作用在轴上的压轴力计算作用在轴上的压轴力FP8.设计计算结果设计计算结果V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带轮的最小基准直径带轮的最小基准直径V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算V带传动的设计带传动的设计3 带传动的设计计算带传动的设计计算工作情况分析工作情况分析(应力分析应力分析)带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析 位置位置1位置位置2带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计带轮结构设计
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