第七章帶傳動(dòng)

第八章帶傳動(dòng)2023年2月4日第八章帶傳動(dòng)§8-1概述§8-2帶傳動(dòng)的工作狀況分析§8-3

V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§8-5

V帶傳動(dòng)的張緊裝置一．工作原理：依靠帶與帶輪之間的摩擦傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力二．工作特點(diǎn)1·緩和沖擊、吸收振動(dòng)2·瞬時(shí)傳動(dòng)比不穩(wěn)定3·壓軸力大4·結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便5·適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)§8-1概述三．帶的類型1．平帶●工作面：內(nèi)表面●分類：帆布芯平帶、編織平帶（棉織帶、毛織帶、縫合帶）、錦綸片復(fù)合帶等。有接頭●剖面：扁平長方形●特點(diǎn)及應(yīng)用：最為簡單、在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用較多。工作面2．V帶●工作面：兩側(cè)面●分類(按形狀)：分類見下頁●剖面：等腰梯形'●組成簾布芯結(jié)構(gòu)－－膠簾布繩芯結(jié)構(gòu)－－膠線繩⑴普通Ｖ帶環(huán)形、無接頭截面積小大●其型號(hào)七種：Y

Z

A

B

C

D

E承載能力小大●基準(zhǔn)直徑D：節(jié)寬bp相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑。●基準(zhǔn)長度Ld：基準(zhǔn)直徑上的周線長度(公稱長度)'⑵窄V帶●寬度比普通V帶窄1/3，功率P可增加1.5~2.5倍●抗拉體為合成纖維繩●其型號(hào)有四種：SPZ

SPA

SPB

SPC3．圓型帶：剖面圓型（縫紉機(jī)傳動(dòng)帶）⑶齒形V帶：抗拉層為鋼絲繩或玻璃纖維繩工作面上帶齒，靠嚙合傳動(dòng)⑷其它：聯(lián)組V帶、大楔角V帶、寬V帶一．受力分析：取分離體1．工作前：預(yù)緊力F0，F(xiàn)1/F2=12．工作時(shí)：緊邊

F0↑F１

→

F１>F0

松邊

F0↓F２→

F２<F0

此時(shí)F1>F2即F1/F2＞1

松邊緊邊§8-2帶傳動(dòng)的工作狀況分析3·有效拉力Fe

：令Fe=F１-F2

⑴取分離體分析得到即：ΣFf=F1-

F2=Fe

⑵當(dāng)V一定，若P增加，所需Fe增加所需Ff增加，而Ff摩擦力有一個(gè)極限Ffmax，當(dāng)所需Ff大于Ffmax，皮帶將打滑。（最大有效拉力Fec）∵分析帶輪接觸面上摩擦力之總和等于所傳遞的有效拉力結(jié)論∵ΣFf=F1-

F2=Fe帶的摩擦傳動(dòng)原理(小結(jié)）初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶上的作用力緊邊拉力作用在緊邊上的拉力松邊拉力作用在松邊上的拉力有效拉力帶和帶輪接觸面上的摩擦力總和各個(gè)力之間的關(guān)系帶傳動(dòng)所傳遞的功率二．最大有效拉力Fec及其影響因素1．最大有效拉力Fec

●取微量長度帶分析，略去質(zhì)量和離心力水平方向：化簡為：兩邊積分：垂直方向：fdN=dFf=式中e——

自然對(duì)數(shù)底(e=2.718……)

f——

摩擦系數(shù)

α——

帶在帶輪上的包角●由力與變形關(guān)系得到：F1-F0=F0-F2

F1+F2=2F0

⑷

——?dú)W拉公式⑶●聯(lián)立⑴⑵⑶⑷式得到：①預(yù)緊力F0

：F0增加→Fec增加→傳動(dòng)能力增加。

a·F0過大→發(fā)熱磨損增加→帶壽命降低。

b·F0過小→傳動(dòng)效率就低。②包角α：a.α增加→Fec增加→Ff增加。

故水平布置應(yīng)使緊邊在下松邊在上。

b.打滑首先發(fā)生于小輪上。

c·包角α不可能太大（180°）。2ec1ec21o12o2o12o1FF60aDD18060aDD180<\<-+=--=aaaaQ××2·影響因素：預(yù)緊力F0、包角α、摩擦系數(shù)f

小輪先打滑③摩擦系數(shù)f：

f增加→Fec增加，但f不可能太大，太大帶易磨損∵膠帶對(duì)鑄鐵的f(一般為0.8)大于膠帶對(duì)鋼的

f(一般為0.4)∴帶輪多選用鑄鐵。b.V帶的傳動(dòng)能力大于平帶f平f2cosf2sinfV>+=jjQa.帶輪多選用鑄鐵增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施1.合理安排松邊、緊邊的位置2.合理張緊（注意張緊輪的位置）三．應(yīng)力分析：設(shè)帶的截面面積為Amm21．拉應(yīng)力：緊邊σ1=F1/A

松邊σ2=F2/A且σ1>

σ２

作用在整個(gè)帶長上2．彎曲應(yīng)力：作用在彎曲部分σb=Eh/D當(dāng)h一定時(shí)，D越小，則彎曲應(yīng)力越大∵D1<D2∴σb1>

σb2∴應(yīng)限制小帶輪直徑D1

，使D1≥Dmin3．離心應(yīng)力—離心應(yīng)力產(chǎn)生（取微量長度dl）①帶緊邊剛繞上小帶輪處的應(yīng)力最大，且為

σmax=σ1+σb1+σc②帶處于變應(yīng)力下工作，可能發(fā)生疲勞失效結(jié)論帶壽命縮短一半。輪徑減小10%功率提高10%帶長減小50%四．彈性滑動(dòng)和打滑1．彈性滑動(dòng)——不可避免，固有特性原因：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。帶是彈性體，且緊邊、松邊存在拉力差。后果：V2<V1，傳動(dòng)比i不準(zhǔn)確，微量磨損，產(chǎn)生溫升。措施：選彈性模量大的材料。BB*.彈性滑動(dòng)現(xiàn)象分析：緊邊在A點(diǎn)繞上主動(dòng)輪帶的拉力逐漸降低，變形量減小帶速滯后于帶輪B*點(diǎn)滯后B點(diǎn)即帶與輪之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)注意靜弧與動(dòng)弧A2．滑動(dòng)率ε式中n1、n2—主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速

D1、D2—主、從動(dòng)輪計(jì)算直徑

ε—滑動(dòng)率，一般ε＝0.01~0.02因?yàn)棣泡^小，可忽略，則有

i=n1/n2=D1/D23．打滑——可以避免原因：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯著的相對(duì)運(yùn)動(dòng)后果：無法正常工作，磨損發(fā)熱嚴(yán)重措施：防止過載、合適的預(yù)拉力，帶的彈性滑動(dòng)和打滑：小結(jié)

1.動(dòng)弧是接觸弧的一部分

2.動(dòng)弧位于主動(dòng)輪的出口邊

3.歐拉公式適用于動(dòng)弧

4.當(dāng)動(dòng)弧擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧時(shí)發(fā)生打滑

5.彈性滑動(dòng)不可避免，打滑可以避免

6.彈性滑動(dòng)造成傳動(dòng)比i不穩(wěn)定五．帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1．失效形式：疲勞破壞，打滑。2．設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶傳動(dòng)在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命由疲勞強(qiáng)度條件：由不打滑條件：由實(shí)驗(yàn)得到，在108~109次循環(huán)應(yīng)力作用下，許用應(yīng)力為：∴單根V帶既不打滑又不疲勞時(shí)所能傳遞的最大功率為：特定條件：包角α=180o，特定長度、平穩(wěn)工

作條件，P0值見表8-6☆☆當(dāng)與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，將引入一系列的修正系數(shù)：KA工作情況系數(shù)，Kα包角系數(shù)，KL帶長系數(shù)

，ΔP0功率的增量，一．原始數(shù)據(jù)功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2(或i)，傳動(dòng)用途，工作條件等二．設(shè)計(jì)內(nèi)容1．定帶的型號(hào)、長度和根數(shù)。2．定傳動(dòng)中心距3．帶輪結(jié)構(gòu)尺寸§8-3

V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算三．設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1．計(jì)算功率Pca：Pca

＝KAP

KA為工作情況系數(shù)2．選擇帶的型號(hào)：由Pca、n1定型號(hào)

由計(jì)算功率Pca選擇電機(jī)，得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速n1。3．選定帶輪直徑D1、D２D1：D1小→結(jié)構(gòu)緊湊D1過小→彎曲應(yīng)力過大→帶壽命降低∴D1≥DminD2：D2＝i*D1

D1、D2應(yīng)圓整，且符合表8-8的標(biāo)準(zhǔn)200C75A20Y50035512550dminEDBZ帶型4．驗(yàn)算帶速vv太大→離心力過大→疲勞壽命降低v太小→Fe(=1000P/v)過大→帶根數(shù)Z過多→帶輪寬度等尺寸增大∴5m/s<v≤(25~30)m/s5．定中心距a和帶長Ld設(shè)計(jì)時(shí)先初選a0→求L'd→查標(biāo)準(zhǔn)Ld→求實(shí)際a初選取0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)初選取0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)原因：a0過小→α1過小→Fec過小→傳動(dòng)能力低→帶較短→單位時(shí)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)多→壽命降低

a0過大→帶較長→易抖動(dòng)考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力，a的變動(dòng)范圍為：

amin=a-0.015Ldamax=a+0.03Ld6．驗(yàn)算包角α17．定帶的根數(shù)Z（圓整）8．確定預(yù)緊力F09．壓軸力Q一．設(shè)計(jì)要求：質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、精度要保證。二．材料：鑄鐵、鑄鋁、塑料。三．結(jié)構(gòu)形式§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)心式輪輻式孔板式腹板式四．V帶安裝時(shí)的二個(gè)問題1．帶的楔角φ≠帶輪楔角φ0，φ＝40°＞φ0普通V帶φ0=34o、36o、38o2．V帶正確安裝位置。問題：為什么帶的楔角φ大于帶輪楔角φ0？輪槽尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸見書表格'★張緊目的：保證帶的傳動(dòng)能力。★張緊方法：一．定期張緊二．自動(dòng)張緊三．張緊輪張緊：張緊輪的位置§8-5

V帶傳動(dòng)的張緊裝置★★一般張緊輪放在松邊的內(nèi)側(cè)靠近大輪處，使帶只受單向彎曲，且對(duì)小輪上的包角影響較小。張緊輪輪槽尺寸與帶輪相同，但直徑小于小輪的直徑。但也可放在外側(cè)靠小帶輪處。問題：分析張緊輪安裝位置對(duì)帶傳動(dòng)的影響。例1

:帶傳動(dòng)，傳遞的最大功率P=5KW，主動(dòng)輪n1=350rpm,D1=450mm,傳動(dòng)中心a=800mm,從動(dòng)輪D2=650mm,帶與輪間磨擦系數(shù)f=0.2。求：（1）帶速（2）小帶輪包角（3）即將打滑時(shí)緊邊和松邊拉力。解：（1）帶速：(2)小帶輪包角：例2：已知帶傳動(dòng)兩帶輪的包角，帶與輪間磨擦系數(shù)