14、第六章、帶傳動(V帶標(biāo)準(zhǔn)、帶輪材料及結(jié)構(gòu);帶傳動的工作情況分析)

1、第六章 帶傳動 V帶標(biāo)準(zhǔn)、帶輪材料及結(jié)構(gòu) 帶傳動的工作情況分析 機(jī)械科教師：馬少萍 2005年9月制作 一、機(jī)器的組成 二、傳動裝置 三、傳動類型的選擇 機(jī)器通常由動力機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)組成。 定義：是實現(xiàn)能量傳遞運動轉(zhuǎn)換的裝置。 作用：1）能量的分配與傳遞； 2）運動形式的改變； 3）運動速度的改變。 主要指標(biāo)：效率高、外廓尺寸小、質(zhì)量小， 運動性能良好及符合生產(chǎn)條件等。 主要考慮因素：功率的大小、效率高低； 速度的大??；轉(zhuǎn)動比的大??； 外廓尺寸；傳動質(zhì)量成本的要求。 導(dǎo)入：機(jī)械傳動 61 概述 一、帶傳動的工作原理及特點 如圖：由主動帶輪1、從動帶輪2、傳動帶3組成帶 傳動裝置。 1、傳

2、動原理以 張緊在兩輪上的帶 作為中間撓性件， 靠帶與輪接觸面間 產(chǎn)生摩擦力來傳遞 運動與動力。 2、優(yōu)點： 1）有過載保護(hù)作用； 2）有緩沖吸振作用； 3）運行平穩(wěn)無噪音； 4）適于遠(yuǎn)距離傳動（中心距Amax=15m）； 5）制造、安裝精度要求不高。 缺點： 1）有彈性滑動使傳動比i不恒定； 2）張緊力較大（與嚙合傳動相比）、軸上壓力較大； 3）結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊； 4）打滑，使帶壽命較短； 5）帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、 易燃、易爆的場合。 e.同步帶傳動：嚙合傳動， 高速、高精度，適于高精 度儀器裝置中帶比較薄， 比較輕。 二、帶傳動的類型與應(yīng)用 按帶的載面形狀分為： a

3、.平型帶傳動：最簡單，適 合于中心距a較大的情況； b.V 帶傳動：三角帶； c.多楔帶傳動：適于傳遞功 率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場合； d.圓形帶傳動：只能傳遞較 小的功率； 根據(jù)帶的傳動形式，分為開式傳動、交叉?zhèn)鲃雍桶虢?叉?zhèn)鲃印?A.傳動形式：兩帶輪 軸線平行同向回轉(zhuǎn)。 B.交叉?zhèn)鲃樱簝蓭л嗇S線 平行反向回轉(zhuǎn)。 C.半交叉?zhèn)鲃樱簝蓭л?軸線在空間交錯。 三、帶傳動的幾何關(guān)系 帶傳動的主要幾何參數(shù)是包角、帶長L和中心距a。 1、包角帶與帶輪接觸弧長所對應(yīng)的中心角。 如圖示： 2、帶長L 其中：開式傳動，按（6.3）式計算； 交叉?zhèn)鲃樱?半交叉?zhèn)鲃樱?L2a 2 (d1d2)(d2d1) 2 4a

4、 L2a 2 (d1d2)d2 2d 1 2 2a 3、中心距a 練習(xí)與思考： 6-1-1、帶傳動的工作原理和主要特點是什么？ 6-1-2、V帶傳動為什么比平帶傳動應(yīng)用更廣泛？ 62 V帶標(biāo)準(zhǔn)、帶輪材料及結(jié)構(gòu) 一、V帶的標(biāo)準(zhǔn) 1、V帶結(jié)構(gòu)分簾布式、線繩式兩種，如下圖示。 3、有關(guān)截面名稱： 節(jié)面：帶彎曲時寬度保持不變 的一層，又稱中性層。 節(jié)寬bp：節(jié)面寬度保持不變。 基準(zhǔn)長度Ld(公稱長度)：在節(jié) 面上量得的周長。見表6-5 帶輪基準(zhǔn)直徑D：輪槽與節(jié)寬 相應(yīng)寬度處所對應(yīng)的帶輪直徑。 2、型式：分Y、Z、A、B、C、 D、E七種類型。有關(guān)尺寸見 表6-1 標(biāo)注舉例：例 A 2240A型帶，公稱

5、長度Ld =2240mm V帶分普通V帶，窄V帶和接頭 V帶，本章主要討論普通V帶。 1、設(shè)計要求 重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布 均勻，高速時要經(jīng)動平衡試驗，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，以使載荷分布較均勻。 2、帶輪材料 鑄鐵；鑄鋼鋼板沖壓件 ；鑄鋁或塑料 3、結(jié)構(gòu)尺寸 1）實心式 D（2.53）d 2) 膠板式 D300mm 3）孔板式 D300(D1-D1100mm時) 4）輪輻式 D300 5）沖壓式 二、帶輪材料和結(jié)構(gòu) 帶輪結(jié)構(gòu)按帶輪直徑大小來定： 直徑較小采用實心式，如右圖。 中等直徑采用

6、腹板 式，如左圖b示。 中等直徑或采用孔板式， 如右圖c示。 直徑較大的帶輪可采用 輪輻式，如左圖d示。 V帶輪輪緣截面尺寸按P79表6-2確定。如上圖 示，有關(guān)尺寸對應(yīng)查表得出。其中，帶輪輪槽角按 直徑不同分別取320 ，340 ， 360 ， 380 ，小于V帶截 面楔角400 。 練習(xí)與思考： 6-2-1、V帶的結(jié)構(gòu)及型號各是什么？ 6-2-2、為什么帶輪輪槽角要小于V帶截面楔角？ 答：V帶結(jié)構(gòu)分簾布式、線繩式兩種， 型號有 Y、Z、A、B、C、D、E七種類型。 答：因為帶繞在帶輪上經(jīng)過磨合會產(chǎn)生彎曲變形， 使截面磨損造成帶截面楔角變小，為保證有足夠的 正壓力，使帶能正常傳動，所以要把帶

7、輪輪槽角設(shè) 計成小于V帶截面楔角。 63 帶傳動的工作情況分析 一、帶傳動的受力分析 工作前 :兩邊初拉力Fo=Fo 工作時:兩邊拉力變化： 緊邊 FoF1；松邊FoF2 （緊邊拉力增量）F1Fo = FoF2（松邊拉力的減量） （6.5）式 拉力差稱有效圓周力：F = F1F2 （6.6）式 所以: 緊邊拉力 F1=Fo + F/2 松邊拉力 F2=FoF/2 二、帶傳動的最大有效圓周拉力及其影響 當(dāng)帶有打滑趨勢時： 摩擦力達(dá)到極限值， 帶的有效拉力也達(dá)到最大值。 松緊邊拉力 F1 和 F2 的關(guān)系: （6.7）式 歐拉公式 ff eFFe F F 21 2 1 式中：1角（rad）為小帶輪

8、包角，e為自然對數(shù)的底， fv為當(dāng)量摩擦系數(shù)。對平帶： fv等于帶與帶輪接觸面間的摩擦系 數(shù)；對V帶： fv=f / sin(/2)， 為V帶截面楔角。 小帶輪包角： ) 3 .57(60180 12 1 a DD 因為帶傳動即將打滑時的摩擦力等于帶傳動的最大有效圓周力 （臨界值（不打滑時），用Ffmax表示。 式中：最大摩擦力的大小與初拉力F0，小帶輪包角1、帶與 帶輪間的摩擦系數(shù)f有關(guān)。 影響因素分析: 1.初拉力F0 : 適當(dāng)選??； 2. 包角 : 包角越大承載能力越好； 3.摩擦系數(shù)f : f越大， Ffmax越大。 （6、8）式 三、帶傳動的應(yīng)力分析 帶在工作進(jìn)程中受到的應(yīng)力有下列幾

9、種情況： 1. 由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 AF AF / / 22 11 松邊 緊邊 （6、9）式 （6、10）式 式中：1 、2分別為緊邊和松邊的拉應(yīng)力；F1 、F2分別為緊邊和松 邊的拉力；A為帶的橫截面面積。 b1 max c 1 2 b2 2 1 b c d e f a 主動 從動 2. 由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲心應(yīng)力： 3. 由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 gA qV AFC C 2 / 式中：q為帶每米長度的質(zhì)量；單位kg/m; v為帶速度，單位m/s。 圖6-8所示為帶的截面在不同位置上的應(yīng)力，其大小由帶在該處引 出的法線長度表示。由圖知，帶在不同位置上的應(yīng)力是變化的。最 大應(yīng)力發(fā)生在緊邊剛繞上小帶

10、輪時的接觸點處，其值為： max= l+ c+ b1 （6-13）式 為保證帶具有一定的疲勞壽命，應(yīng)限制最大應(yīng)力為： max= l+ c+ b1 （6-14）式 bE h d (6.11)式 式中：E為帶材料的彈性模量； h為帶的厚度； d為帶輪的基準(zhǔn)直徑。 （6-12）式 四、帶的彈性滑動 彈性滑動后果：由于帶的緊邊拉力 F1大于松邊拉力F2，造成帶 產(chǎn)生彈性伸長量，運動過程產(chǎn)生相對滑動現(xiàn)象彈性滑動。 這種現(xiàn)象造成主、從動輪圓周速度不同，使從動輪圓周速度低 于主動輪圓周速度。即v1 v2。 滑動系數(shù) 實際傳動比： )1 ( 1 2 2 1 D D n n i 所以得理論傳動比： 1 2 2 1 D D n n i 理 定義從動輪對主動輪圓周速度的降低率（滑差率）為滑動系數(shù)。 通常，帶傳動的滑動系數(shù)=（1-2）%，一般計算中可不考慮。 (6.16)式 = v1-v2 v1 = d1n1-d2n2 d1n1 (6.15)式 小結(jié)： 1、帶傳