第八章帶傳動(dòng)

§8—1帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用§8—2帶傳動(dòng)的工作原理§8—3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算第八章帶傳動(dòng)§8—4帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)一、帶傳動(dòng)的組成及其主要類型

按工作原理劃分：摩擦型帶傳動(dòng)：主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、傳動(dòng)帶嚙合型帶傳動(dòng)：主動(dòng)齒帶輪、從動(dòng)齒帶輪、同步齒形帶§8—1帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用摩擦型帶傳動(dòng)按傳動(dòng)帶的橫截面劃分：平帶傳動(dòng)：交叉?zhèn)鲃?dòng)，開(kāi)口傳動(dòng)，半交叉?zhèn)鲃?dòng)；最簡(jiǎn)單，適合于中心距a較大的情況V帶（三角帶）傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)：適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場(chǎng)合圓形帶傳動(dòng)：由于低速輕載儀器及家用器械中二、特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：（1）緩沖吸振，噪音?。?）過(guò)載打滑，防止其它器件損壞（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低（4）適用于中心距較大的場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：（1）傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確（2）傳動(dòng)的外廓尺寸較大（3）帶輪軸上受力較大（4）不宜用于易燃易爆的場(chǎng)合

應(yīng)用范圍：兩軸中心距較大，傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。

普通V帶的截面結(jié)構(gòu)三、V帶的材料及結(jié)構(gòu)伸張層1強(qiáng)力層2壓縮層3包布層4簾布結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)按截面面積大小不同劃分：Y、Z、A、B、C、D、E截面尺寸漸大bp(bd)ddα(>φ)主要參數(shù):帶：節(jié)寬bp:帶截面中性層寬基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld：帶中性層長(zhǎng)（節(jié)線長(zhǎng)）α:帶的楔角輪：帶輪基準(zhǔn)寬度bd:輪槽與帶中性層重合處寬帶輪基準(zhǔn)直徑dd：基準(zhǔn)寬度對(duì)應(yīng)的帶輪直徑Φ:帶輪輪緣的楔角四、帶輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)實(shí)心式腹板式四、帶輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)輪輻式孔板式四、帶輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)實(shí)心式腹板式五、開(kāi)口帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系α1－小帶輪包角α2－大帶輪包角α1<α2

a－帶傳動(dòng)中心距1.緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力工作前:兩邊初拉力F0=F0

工作時(shí):兩邊拉力變化：①緊邊F0→F1；②松邊F0→F2

一、帶傳動(dòng)的受力分析§8—2帶傳動(dòng)的工作原理帶是彈性體，工作后可認(rèn)為其總長(zhǎng)度不變，則：緊邊拉力增量＝松邊拉力減量＝△F

因此：F1＝F0＋△FF2＝F0－△FF1＋F

2=2F0帶所傳遞的功率為：P

＝Fe

v/1000kWv

為帶速P增大時(shí)，所需的Fe(即Ff)加大。但Ff不可能無(wú)限增大。Fe=Ff=F1–F2

Fe

－

有效拉力，即圓周力

取主動(dòng)輪一端的帶為分離體，列各力對(duì)軸心的力矩平衡方程：當(dāng)帶有打滑趨勢(shì)時(shí)：摩擦力Ff達(dá)到極限值，帶的有效拉力Fe

也達(dá)到最大值。打滑：Ff有一極限值，當(dāng)帶傳動(dòng)的工作載荷增大到一定程度，超過(guò)此極限值時(shí)，帶和帶輪之間將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)。（1）分析帶在即將打滑時(shí)，F(xiàn)1和F2的關(guān)系。則，有效拉力為：（2）又因?yàn)椋海?）上式代入式（2）得：F1＋F

2=2F0（1）即影響最大有效拉力的幾個(gè)因素：初拉力F0：F與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳動(dòng)能力，避免打滑。但F0

過(guò)大，將使帶發(fā)熱和磨損加劇，從而縮短帶的壽命。包角α

：傳動(dòng)能力增強(qiáng)，故應(yīng)保證小帶輪的包角α1。這一要求限制了最大傳動(dòng)比i和最小中心距a。

α↑↑,→F摩擦系數(shù)f

：

f↑↑,→F傳動(dòng)能力增加

i↑→α1↓;

a↓→α1↓因?yàn)椋浩綆Ш蚔帶的最大有效拉力的比較：FN:帶對(duì)帶輪的壓緊力平帶極限摩擦力為：V帶極限摩擦力為：在同樣的FN作用下，V帶極限摩擦力要大于平帶的極限摩擦力。二、帶中的應(yīng)力分析1、拉力F1、F2產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ1、σ2緊邊拉應(yīng)力：σ1＝F1/AMPa松邊拉應(yīng)力：σ2＝F2

/AMPaA

－帶的橫截面積2、離心拉應(yīng)力

3、彎曲應(yīng)力

帶繞過(guò)帶輪時(shí)，因彎曲產(chǎn)生彎曲應(yīng)力小帶輪上的彎曲應(yīng)力應(yīng)大于大帶輪上的彎曲應(yīng)力ha：帶中性層到最外層的距離帶中最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處：綜合以上三種應(yīng)力，畫出帶中應(yīng)力分布情況圖。應(yīng)力變化。帶轉(zhuǎn)一周，應(yīng)力變化4次。三、彈性滑動(dòng)與滑動(dòng)率兩種滑動(dòng)現(xiàn)象：打滑—是帶傳動(dòng)的一種失效形式，應(yīng)避免彈性滑動(dòng)—正常工作時(shí)的微量滑動(dòng)現(xiàn)象，不可避免

帶傳動(dòng)工作時(shí)因?yàn)榫o邊和松邊拉力不同，所以彈性變形也不同。帶自A點(diǎn)繞上主動(dòng)輪時(shí)，帶所受拉力為F1，帶的速度和帶輪表面的速度相等。而當(dāng)帶由A點(diǎn)轉(zhuǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，帶的拉力由F1

降低到F2

，因而帶的拉伸彈性變形量也隨之逐漸減小，相當(dāng)于帶在逐漸縮短，使帶的速度落后于主動(dòng)輪的圓周速度，因此兩者之間必然發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。同樣的現(xiàn)象發(fā)生在從動(dòng)輪上，但情況正好相反，在C點(diǎn)處帶和帶輪具有相同的速度，但當(dāng)帶由C點(diǎn)轉(zhuǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中，帶不是縮短而是被拉長(zhǎng)，使帶的速度高于帶輪。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。理論傳動(dòng)比：實(shí)際傳動(dòng)比：滑動(dòng)率ε—彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的相對(duì)降低量1%—2%對(duì)于V帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)不能保證傳動(dòng)比的根本原因一、傳動(dòng)的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式：1）打滑；2）帶的疲勞破壞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命

二、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)１.設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容已知：P，n1，n2或i,傳動(dòng)的中心距及工作條件等設(shè)計(jì)內(nèi)容：帶：型號(hào)，根數(shù)，長(zhǎng)度輪：D，結(jié)構(gòu)尺寸，中心距（a）等§8—3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算２、設(shè)計(jì)步驟與方法①確定計(jì)算功率Pca

：P——傳遞的額定功率（KW）KA—工作情況系數(shù)，表８－３

②選擇帶型號(hào)：Pca，n1

圖8-11③確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2:小輪直徑D1D1≥Dmin

表8-4減小帶的彎曲應(yīng)力，提高使用壽命b)驗(yàn)算帶速v要求:5m/s<v<25~30m/sc)計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑D2:④求中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

a)初選中心距a0:0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)b)由a0初步計(jì)算帶的長(zhǎng)度c)根據(jù)L選取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

由表8-2d)由基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld求實(shí)際中心距e)考慮到中心距調(diào)整、補(bǔ)償F0，中心距a應(yīng)有一個(gè)范圍⑤驗(yàn)算小輪包角不滿足措施：1）a↑2）加張緊輪⑥計(jì)算帶的根數(shù)ZP0：?jiǎn)胃鵙帶允許傳遞的功率，查表8-5ΔP0：?jiǎn)胃鵙帶允許傳遞的功率增量（與i有關(guān)），查表8-6Ka：包角系數(shù)，查表8-7Kl：長(zhǎng)度系數(shù)，查表8-8⑦確定帶的初拉力F0（單根帶）

⑧求帶作用于軸的壓力FQ評(píng)價(jià)——ZV、QF0a>120°2~410~20小適當(dāng)小例8-1設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的普通V帶傳動(dòng)。原動(dòng)機(jī)采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n1=1420r/min，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=420r/min，每天工作12小時(shí)，載荷變動(dòng)較小，要求中心距a<550mm解：1.

確定計(jì)算功率Pca

查表8-3得：KA=1.22.選帶型據(jù)Pca，n1

圖8-11選用A型帶3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2:由表8-4,取D1=100mm,設(shè)滑動(dòng)率=0.02由表8-4,取D2=355mm4.驗(yàn)算帶速v要求:5m/s<v<25~30m/s,合適5.求中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

初選a0:0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)318.5mm<a0<910mm取a0=450mmb)由a0初步計(jì)算帶的長(zhǎng)度c)根據(jù)L選取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

由表8-2選Ld=1800mmd)由基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld求實(shí)際中心距滿足中心距a<550mm的要求6.驗(yàn)算小輪包角滿足要求7.計(jì)算帶的根數(shù)ZP0：?jiǎn)胃鵙帶允許傳遞的功率，查表8-5p0=1.292kW插值ΔP0：?jiǎn)胃鵙帶允許傳遞的功率增量（與i有關(guān)），查表8-60.167kWKa：包角系數(shù)，查表8-70.924Kl：長(zhǎng)度系數(shù)，查表8-81.01取z=4根8.確定帶的初拉力F0（單根帶）

查表8-1,q=0.1kg/m9.求帶作用于軸的壓力FQ已知：P、n1、

n2（或i）、工作條件、空間限制按Pca、n1選帶型號(hào)確定KA、計(jì)算功率Pca=KAP定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1≥ddmin