第11章 帶傳動(dòng)

1、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)（嚙合、摩擦傳動(dòng)）（嚙合、摩擦傳動(dòng)）電傳動(dòng)電傳動(dòng)流體傳動(dòng)流體傳動(dòng)（氣壓、液壓傳動(dòng)）（氣壓、液壓傳動(dòng)） 傳動(dòng)類型傳動(dòng)類型 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置的作用的作用 分配與傳遞能量分配與傳遞能量改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)速度改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)速度主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)效率、運(yùn)動(dòng)性能效率、運(yùn)動(dòng)性能、外廓尺寸、重量及符合實(shí)際生產(chǎn)條件等。、外廓尺寸、重量及符合實(shí)際生產(chǎn)條件等。機(jī)組的組成：機(jī)組的組成：動(dòng)力機(jī)動(dòng)力機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置工作機(jī)工作機(jī)動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間可采用單流、分流和匯流等傳動(dòng)方案。動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間可采用單流、分流和匯流等傳動(dòng)方案。帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比傳動(dòng)

2、比i:i:主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n n1 1與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n n2 2之比，即之比，即i= ni= n1 1 / n / n2 2 傳動(dòng)比傳動(dòng)比i i可以是固定的或可調(diào)的，在可調(diào)傳可以是固定的或可調(diào)的，在可調(diào)傳動(dòng)比中，根據(jù)動(dòng)比中，根據(jù)i i的變化是否連續(xù)，又可分為有級(jí)的變化是否連續(xù)，又可分為有級(jí)調(diào)速和無級(jí)調(diào)速。調(diào)速和無級(jí)調(diào)速。 注注 意意1 1）在多級(jí)傳動(dòng)中，傳動(dòng)鏈應(yīng)力求短些。）在多級(jí)傳動(dòng)中，傳動(dòng)鏈應(yīng)力求短些。帶傳動(dòng)宜帶傳動(dòng)宜布置在高速級(jí)，鏈傳動(dòng)宜布置在低速級(jí)。布置在高速級(jí)，鏈傳動(dòng)宜布置在低速級(jí)。2 2）在工作中可能出現(xiàn)過載的設(shè)備，應(yīng)在傳動(dòng)鏈中）在工作中可能出現(xiàn)過載的設(shè)備，應(yīng)在傳動(dòng)鏈中

3、布置一級(jí)帶傳動(dòng)，以便起過載保護(hù)作用。布置一級(jí)帶傳動(dòng)，以便起過載保護(hù)作用。3 3）要求兩軸嚴(yán)格同步時(shí)，不宜采用摩擦傳動(dòng)或流）要求兩軸嚴(yán)格同步時(shí)，不宜采用摩擦傳動(dòng)或流體傳動(dòng)。體傳動(dòng)。 第第1111章章 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 11.1 11.1 概述概述應(yīng)用示例應(yīng)用示例主動(dòng)輪主動(dòng)輪 從動(dòng)輪從動(dòng)輪 傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶 1.1.組成組成2.2.工作原理工作原理摩擦帶傳動(dòng)：摩擦帶傳動(dòng)：帶緊套在帶輪上帶緊套在帶輪上, ,依靠依靠二者之間的二者之間的摩擦來傳摩擦來傳遞運(yùn)動(dòng)或力。遞運(yùn)動(dòng)或力。嚙合嚙合帶傳動(dòng)：帶傳動(dòng)：（同步帶傳動(dòng)）（同步帶傳動(dòng)）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 遠(yuǎn)距離傳動(dòng)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（a amaxmax=15m=15m）制造安裝精度制造

4、安裝精度要求不高、成要求不高、成本低廉。本低廉。過載保護(hù)過載保護(hù)緩沖吸振緩沖吸振平穩(wěn)無噪音平穩(wěn)無噪音缺點(diǎn)缺點(diǎn) i i不恒定不恒定張緊力、張緊力、壓壓軸力軸力較較大。大。輪廓尺寸大輪廓尺寸大打滑打滑壽命較短。壽命較短。 有放電現(xiàn)有放電現(xiàn)象，不宜象，不宜高溫、易高溫、易燃場合。燃場合。3.3.特點(diǎn)特點(diǎn)簡單，適簡單，適合于中心合于中心距較大的距較大的傳動(dòng)。傳動(dòng)。簡單簡單, ,適適合于小功合于小功率傳動(dòng)。率傳動(dòng)。摩擦力摩擦力較大較大, ,應(yīng)用最應(yīng)用最廣。廣。 傳遞功率傳遞功率較大，結(jié)較大，結(jié)構(gòu)緊湊。構(gòu)緊湊。1)1)按傳動(dòng)帶的橫截面形狀分類按傳動(dòng)帶的橫截面形狀分類4.4.帶傳動(dòng)類型帶傳動(dòng)類型2)2)按傳

5、動(dòng)形式按傳動(dòng)形式11.2 帶和帶輪帶和帶輪1.1.平帶和帶輪平帶和帶輪 平帶有膠帆布帶、編織平帶有膠帆布帶、編織帶、高速膠帶、強(qiáng)力錦綸帶、高速膠帶、強(qiáng)力錦綸帶等。膠帆布平帶應(yīng)用最帶等。膠帆布平帶應(yīng)用最廣，通常整卷出售，使用廣，通常整卷出售，使用時(shí)時(shí)需要用接頭需要用接頭聯(lián)接成環(huán)形聯(lián)接成環(huán)形, , 其尺寸見表其尺寸見表11.2(11.2(注意小帶注意小帶輪直徑輪直徑D Dlminlmin的限制的限制) )。平帶帶輪輪緣尺寸平帶帶輪輪緣尺寸見表見表11.311.3。2.V2.V帶和帶輪帶和帶輪1) V1) V帶帶頂膠頂膠 承載層承載層 底膠底膠 包布層包布層 簾布芯結(jié)構(gòu)簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)V

6、V帶節(jié)線帶節(jié)線：V V帶垂直于底邊彎曲時(shí)，在帶中保持原長帶垂直于底邊彎曲時(shí)，在帶中保持原長度不變的一條周線。度不變的一條周線。 帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪基準(zhǔn)直徑d d：與所配用：與所配用V V帶的節(jié)面寬度帶的節(jié)面寬度b bp p相對(duì)應(yīng)相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑。的帶輪直徑。V V帶基準(zhǔn)長度帶基準(zhǔn)長度L Ld d：V V帶在規(guī)定的張緊力作用下，位于帶在規(guī)定的張緊力作用下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度稱為基準(zhǔn)長度。帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度稱為基準(zhǔn)長度。普通普通V V帶帶窄窄V V帶帶寬寬V V帶帶常用類型常用類型 V V帶制成無接頭的環(huán)形帶制成無接頭的環(huán)形, ,基準(zhǔn)長度已系列化，基準(zhǔn)長度已系列化，見圖見圖11.41

7、1.4。 普通普通V V帶有帶有Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七種型號(hào)，七種型號(hào)，窄窄V V帶有帶有SPZSPZ、SPASPA、SPBSPB、SPCSPC四種型號(hào)。四種型號(hào)。V V帶橫截面尺寸見表帶橫截面尺寸見表11.411.4，楔角均為楔角均為4040。 帶帶輪由三部分組成帶帶輪由三部分組成: :輪緣、輪緣、輪轂、輪輻或腹板。輪轂、輪輻或腹板。 輪緣尺寸見表輪緣尺寸見表11.4,11.4,槽角應(yīng)小槽角應(yīng)小于于4040。2) V2) V帶帶輪帶帶輪帶輪材料帶輪材料 鋼鋼 高速高速303045m/s45m/sHT200低速低速30m/s30m/s其他其他 鋁合金、工程塑料

8、鋁合金、工程塑料 3.3.帶輪輪輻計(jì)算帶輪輪輻計(jì)算帶輪設(shè)計(jì)要求帶輪設(shè)計(jì)要求 重量輕重量輕結(jié)構(gòu)工藝性好結(jié)構(gòu)工藝性好 無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力 質(zhì)量分布均勻質(zhì)量分布均勻 輪槽表面精細(xì)加工輪槽表面精細(xì)加工 帶輪結(jié)構(gòu)類型帶輪結(jié)構(gòu)類型 帶輪的設(shè)計(jì)步驟：帶輪的設(shè)計(jì)步驟： 根據(jù)帶輪直徑根據(jù)帶輪直徑根據(jù)帶的型號(hào)根據(jù)帶的型號(hào)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式選擇結(jié)構(gòu)形式選擇結(jié)構(gòu)形式 確定輪槽尺寸確定輪槽尺寸 其它尺寸其它尺寸 確定帶輪直徑確定帶輪直徑 根據(jù)根據(jù)V帶型號(hào)、帶型號(hào)、i、Dmin等。等。11.3 11.3 帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算1.1.主要參數(shù)主要參數(shù) 帶輪直徑帶輪直徑 D D1 1、D

9、D2 2；包角；包角；中心距；中心距a a； 基準(zhǔn)長度基準(zhǔn)長度L Ld d 。)3 .11(8)DD(8)DD(L2)DD(L2a21222121中心距中心距a a)4 .11(3 .57180122, 1aDD包角包角)2 .11(a4)DD(a2)DD(2L21221帶長帶長L L注：對(duì)于注：對(duì)于V V帶傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，L L應(yīng)為基準(zhǔn)帶長應(yīng)為基準(zhǔn)帶長L Ld d。2.2.計(jì)算公式計(jì)算公式說明說明教材中推導(dǎo)公式時(shí)教材中推導(dǎo)公式時(shí), ,因因較小，取較小，取sin(/2)/2sin(/2)/2。2DD2DDDa2aDD1212m12工作前工作前兩邊拉力相等，均為初拉力兩邊拉力相等，均為初拉力F F

10、0 0( (張緊力張緊力) )11.4 11.4 帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ)帶傳動(dòng)的計(jì)算基礎(chǔ)一、受力分析一、受力分析 1.1.帶傳遞的力帶傳遞的力 工作時(shí)工作時(shí)兩邊拉力發(fā)生變化：兩邊拉力發(fā)生變化：緊邊緊邊F F0 0FF1 1（加大）（加大）松邊松邊F F0 0FF2 2 （減?。p?。╇x心拉力離心拉力F Fc c有效圓周拉力有效圓周拉力F F為為(F=(F=F Ff f) )： F = FF = F1 1 F F2 2 = 1000P/v (11.5= 1000P/v (11.5） 當(dāng)當(dāng)F Ff f 達(dá)到極限值達(dá)到極限值Fflim時(shí)，小帶輪處于即將時(shí)，小帶輪處于即將打滑打滑的臨界狀態(tài)的臨界狀態(tài)。此時(shí)

11、。此時(shí)F F1 1 達(dá)到達(dá)到最大，最大，有效圓周力有效圓周力F達(dá)到達(dá)到最大，最大，而而F F2 2 達(dá)到最小達(dá)到最小 。（F= FF= F1 1- F- F2 2）影響影響F Ff f的因素的因素 帶的材料帶的材料 張緊程度張緊程度 包角大小包角大小 帶輪表面帶輪表面粗糙度粗糙度 說明說明：若令包角若令包角180180，=0.3 =0.3 （v v=0.51=0.51），）， 則平帶則平帶: F: F1 1 /F/F2 2e e2.62.6； V V帶帶:F:F1 1 /F/F2 2e ev v55。顯然顯然, ,V V帶的傳動(dòng)能力明顯強(qiáng)于平帶。帶的傳動(dòng)能力明顯強(qiáng)于平帶。 聯(lián)立求解式聯(lián)立求解式

12、11.511.5和和11.611.6可得：可得： )7.11(121qveFeF)8.11(122qveFF)e11)(qvF(F21歐拉公式）歐拉公式）(/21eFF若若v10m/sv10m/s，可忽略離心力，可忽略離心力qv2，則有：，則有： F1、F2的關(guān)系可表示為：的關(guān)系可表示為： )6 .11(eqvFqvF22212.2.由離心力所產(chǎn)生的拉力由離心力所產(chǎn)生的拉力 F0 (F1 F 2) / 2F1 F0 FF2 F0 F 由于帶是彈性體，工作前后可以認(rèn)為總長度保持由于帶是彈性體，工作前后可以認(rèn)為總長度保持不變不變, ,于是有：于是有：則帶的離心拉力則帶的離心拉力F Fc c為為:

13、:F Fc c=qv=qv2 2 (11.9)(11.9)由由dldl微弧段的受力平衡得微弧段的受力平衡得: :2dsinF2rv)rd(qc22d2dsin當(dāng)當(dāng)dd很小時(shí)很小時(shí): :二、帶的應(yīng)力二、帶的應(yīng)力 )10.11(A/FA/FA/F002211張緊應(yīng)力松邊緊邊1. 1. 拉應(yīng)力拉應(yīng)力)12.11(vAqvAF22CC2. 2. 離心拉應(yīng)力離心拉應(yīng)力)13.11(ryEb3. 3. 彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力y為節(jié)線至帶最外層的距離為節(jié)線至帶最外層的距離r為曲率半徑為曲率半徑 緊邊與松邊的應(yīng)力差緊邊與松邊的應(yīng)力差為為: :)11.11(AF21)14.11(11maxb最大應(yīng)力最大應(yīng)力maxma

14、x緊邊開始進(jìn)入小輪處緊邊開始進(jìn)入小輪處三、三、 彈性滑動(dòng)、打滑和滑動(dòng)率彈性滑動(dòng)、打滑和滑動(dòng)率1. 彈性滑動(dòng)、打滑彈性滑動(dòng)、打滑思考思考:1.彈性滑動(dòng)和打滑是否都屬于失效形式？彈性滑動(dòng)和打滑是否都屬于失效形式？2. 打滑首先發(fā)生在哪個(gè)帶輪上？打滑首先發(fā)生在哪個(gè)帶輪上？彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng) 打滑打滑 v2v1,v2v1,溫度升溫度升高，效率降低高，效率降低 無法工作無法工作嚴(yán)重磨損嚴(yán)重磨損可降低，可降低，不可避免不可避免可以避免可以避免 拉力差拉力差超過超過F Fflim flim 拉力差引起拉力差引起局部彈性局部彈性滑動(dòng)滑動(dòng)全面彈性全面彈性滑動(dòng)滑動(dòng)打滑首先發(fā)生在小輪上打滑首先發(fā)生在小輪上（因?yàn)椋ㄒ驗(yàn)?/p>

15、1 1 ( (例如：當(dāng)例如：當(dāng) =0.3 =0.3， =35=35時(shí)，時(shí)，v v 0.51) 0.51)QvQNF)2/cos(2/sinFF2FV帶的摩擦力為：)18.11()2/cos(2/sinv)2/cos(2/sinFF2QN1)1)確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率 P Pc c =K=KA AP P 工況系數(shù)工況系數(shù)K KA A可查表可查表11.511.52.2.傳動(dòng)參數(shù)的選擇傳動(dòng)參數(shù)的選擇 已知條件：已知條件：功率功率P P；轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速n n1 1、n n2 2（或（或i i）；）；傳動(dòng)尺寸要求；工作條件。傳動(dòng)尺寸要求；工作條件。 2)2)根據(jù)根據(jù)n n1 1、P Pc c選擇帶的型號(hào)選

16、擇帶的型號(hào)( (圖圖11.1511.15，圖，圖11.16 )11.16 )3)3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑確定帶輪基準(zhǔn)直徑D D1 1、D D2 2 帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)帶的型帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)帶的型號(hào)確定號(hào)確定D Dminmin （表（表11.611.6），并使），并使D D1 1 D Dminmin ，并圓整，并圓整成系列值。成系列值。5)5)驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角1 1）（至少（至少01900 0120120 初定中心距初定中心距 a0 初算帶長初算帶長L 計(jì)算實(shí)際中心距計(jì)算實(shí)際中心距 a 取基準(zhǔn)帶長取基準(zhǔn)帶長 Lda a過小，帶短，易疲勞過小，帶短，易

17、疲勞, ,且且1 1較??；較小；a a過大，易引起帶的顫動(dòng)。過大，易引起帶的顫動(dòng)。通常：通常：0.55(D0.55(D1 1+D+D2 2)+ha)+ha0 02(D2(D1 1+D+D2 2) )L Ld d為系列值為系列值 a a的調(diào)整范圍的調(diào)整范圍:(:(a-0.015La-0.015Ld d)(a+0.03L)(a+0.03Ld d) )20LLaad4)4)確定中心距確定中心距a a及帶長及帶長L Ld d7 7）確定初拉力）確定初拉力F F0 0)21.11(qv)kk5 . 2(vzP500F2c08 8）計(jì)算帶的根數(shù)）計(jì)算帶的根數(shù)z z（圓整）（圓整） )22.11(10kkP

18、PPPPzL00cc P P0 0特定條件下單根特定條件下單根V V帶能傳遞的功率；帶能傳遞的功率；PP0 0功率增量，功率增量，i1i1時(shí)，時(shí)，b2b2b1b1，傳遞功率能力，傳遞功率能力 有所增加；有所增加； k k包角系數(shù)；包角系數(shù)； k kL長度系數(shù)。長度系數(shù)。6)6)驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速v v （v v5 525m/s25m/s）9 9）計(jì)算壓軸力）計(jì)算壓軸力 F FQ Q1010）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))23.11(2sinzF2F10Q例題例題11.111.111.7 11.7 帶傳動(dòng)的張緊裝置帶傳動(dòng)的張緊裝置張緊的目的：保持正常工作。張緊的目的：保持正常工作。傳動(dòng)帶是非完全彈性體，塑性伸長后會(huì)松弛，導(dǎo)致張緊力降低。傳動(dòng)帶是非完全彈性體，塑性伸長后會(huì)松弛，導(dǎo)致張緊力降低。張緊方法：張緊方法：定期張緊；定期張緊；自動(dòng)張緊；張緊輪張緊。自動(dòng)張緊；張緊輪張緊。1、定期張緊、定期張緊2、自動(dòng)張緊、自動(dòng)張緊張緊輪靠近小帶輪行嗎張緊輪靠近小帶輪行嗎? ?3、張緊輪張緊、張緊輪張緊設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)中的普通設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)中的普通V V帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)原動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)為Y112M-4Y112M-4異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率P=4kWP=4kW，滿載轉(zhuǎn)速，滿載轉(zhuǎn)速n