機(jī)械設(shè)計(jì)-帶傳動(dòng)課件

帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的分類：按工作原理：1、摩擦型帶傳動(dòng)：靠帶與帶輪之間的摩擦來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；2、嚙合型帶傳動(dòng)：靠帶與帶輪之間的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；5.1帶傳動(dòng)概述一、摩擦型帶傳動(dòng)的工作原理和特點(diǎn)原理:借助于帶和帶輪之間的摩擦來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振。二傳動(dòng)帶的類型摩擦型帶根據(jù)帶的截面形狀分：

平帶：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)中心距大；（帆布芯平帶應(yīng)用最廣）

V帶：應(yīng)用廣泛，帶的側(cè)面為工作面，承載能力大，傳遞功率高，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，傳動(dòng)比大等；

圓形帶：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、多用于小功率傳動(dòng)；

多楔帶：相當(dāng)于平帶和V帶組合結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，尺寸小，傳遞功率大，結(jié)構(gòu)緊湊。嚙合型帶（也稱為同步帶）：帶與帶輪沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，但對(duì)中心距及其尺寸穩(wěn)定性要求較高。三、幾何尺寸1包角：帶和帶輪接觸弧所對(duì)的圓心角。小帶輪上的包角為：2帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld式中：分別為小帶輪和大帶輪的基準(zhǔn)直徑。特點(diǎn)1傳動(dòng)帶具有撓性和彈性，可吸收振動(dòng)和緩和沖擊，使傳動(dòng)平穩(wěn)噪音小；2當(dāng)過(guò)載時(shí),傳動(dòng)帶與帶輪之間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不損傷其它零件,起過(guò)載保護(hù)作用；3適合于主、從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)；4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)都較方便；二、嚙合型帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)屬于嚙合型帶傳動(dòng)：靠帶上的齒和帶輪上的齒和齒槽的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，所需張緊力小；軸和軸承上所受的載荷?。粠Ш蛶л嗛g沒(méi)有滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確且傳動(dòng)比大；帶的厚度薄，質(zhì)量輕，允許高的線速度，傳動(dòng)效率高。制造和安裝精度要求較高，成本高。帶的張緊由于帶傳動(dòng)的材料不是完全的彈性體，帶在工作一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生塑性伸長(zhǎng)而松弛，使張緊力降低。為保持持久的承載能力，帶傳動(dòng)需要張緊裝置。常用的控制和調(diào)整張緊力的方法是調(diào)節(jié)中心距張緊和設(shè)置張緊輪張緊

5.2帶傳動(dòng)的工作原理和工作能力分析

5.2.1帶傳動(dòng)的力分析預(yù)緊力：F0緊邊拉力：F1松邊拉力：F2(1)有效拉力是帶沿接觸弧上摩擦力的總和：F=F1-F2，（2）在初拉力一定的情況下,帶與帶輪之間的摩擦力有一極限值，當(dāng)帶和帶輪之間的有效拉力超過(guò)接觸弧上極限摩擦力的總和時(shí)，帶和帶輪間將發(fā)生顯著的滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。有效拉力F(N)、帶速υ（m/s）和傳遞功率P(kW)之間的關(guān)系為：受力分析如圖以平帶為例討論帶在帶輪上即將打滑而尚未打滑的臨界狀態(tài)時(shí)F1、F2的關(guān)系：

因很小，可取再略去得由以上兩式得：歐拉公式：故在摩擦臨界狀態(tài)下，松邊與緊邊拉力的關(guān)系為：式中：f為帶與輪面間的摩擦系數(shù)；為帶輪的包角，rad；此時(shí)，有效拉力取得極限值：最大有效拉力的影響因素預(yù)緊力：包角：摩擦系數(shù)：F0越大越好嗎？越小呢？過(guò)大的初拉力也是沒(méi)有必要導(dǎo)致帶過(guò)渡而很快松弛摩擦系數(shù)：橡膠——鋼f=0.4

；橡膠——鑄鐵f=0.85.2.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析傳動(dòng)時(shí)，帶中的應(yīng)力由以下三部分組成：1、緊邊拉力和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力；2、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力；3、彎曲應(yīng)力。1由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力有效拉應(yīng)力式中：A為帶的橫截面積3彎曲應(yīng)力兩個(gè)帶輪直徑不同，所以帶在兩個(gè)帶輪上的彎曲應(yīng)力不同，小帶輪上的彎曲應(yīng)力大于大帶輪上的彎曲應(yīng)力。如圖最大應(yīng)力產(chǎn)生在由緊邊進(jìn)入小帶輪處：在一般情況下，彎曲應(yīng)力最大，離心應(yīng)力最小帶在工作時(shí)的應(yīng)力分布情況帶的應(yīng)力分析（1）.帶的彈性滑動(dòng)產(chǎn)生的原因帶的彈性、松邊與緊邊拉力差定義由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)的特點(diǎn)不可避免的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確；帶的磨損，效率降低§5.1.3帶傳動(dòng)的工作原理3.帶的彈性滑動(dòng)和打滑彈性滑動(dòng)的后果彈性滑動(dòng)率第5章帶傳動(dòng)

§5.1.3帶傳動(dòng)的工作原理

3.帶的彈性滑動(dòng)和打滑彈性滑動(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即帶與輪之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)ABB*彈性滑動(dòng)會(huì)引起下列后果：（1）從動(dòng)輪的圓周速度總是落后于主動(dòng)輪的圓周速度。（2）損失一部分能量，降低了傳動(dòng)效率，會(huì)使帶的溫度升高，并引起傳動(dòng)帶磨損。設(shè)d1、d2為主、從動(dòng)輪的直徑，mm；n1、n2為主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，r/min,則兩輪的圓周速度為：滑動(dòng)率：由于彈性滑動(dòng)引起從動(dòng)輪圓周速度低于主動(dòng)輪圓周速度，其相對(duì)降低率通常稱為帶傳動(dòng)滑動(dòng)系數(shù)或滑動(dòng)率帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度：通常彈性滑動(dòng)和打滑的區(qū)別打滑是由于帶過(guò)載所引起的，是傳動(dòng)失效時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，是可以避免的；彈性滑動(dòng)是由于材料的彈性和緊邊拉力與松邊拉力的差所引起的，只要帶傳動(dòng)具有承載能力，有緊邊拉力和松邊拉力，就一定會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，所以彈性滑動(dòng)是不可以避免的。若傳遞的基本載荷超過(guò)最大有效圓周力,帶在帶輪上發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)即打滑打滑造成帶的嚴(yán)重磨損并使帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)帶在大輪上的包角大于小輪上的包角，所以打滑總是在小輪上先開(kāi)始的打滑是由于過(guò)載引起的，避免過(guò)載就可以避免打滑注意5.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.3.1V帶的標(biāo)準(zhǔn)V帶又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶等，其中普通V帶應(yīng)用最廣。我們主要介紹普通V帶。傳動(dòng)帶的型式一、普通V帶的規(guī)格及結(jié)構(gòu)普通V帶分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)型號(hào)YZABCDE頂寬b6101317223238節(jié)寬bd5.38.51114192732高度h4.06.08.011141925楔角φ40?每米質(zhì)量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.87普通V帶的結(jié)構(gòu)：簾布心結(jié)構(gòu)繩心結(jié)構(gòu)1－包布層；2－頂膠；3－抗拉體；4－底膠；簾布心結(jié)構(gòu)繩心結(jié)構(gòu)基本概念及參數(shù)節(jié)面：V帶彎曲時(shí)，頂膠伸長(zhǎng)，底膠縮短，只有兩者之間的中間層長(zhǎng)度不變，稱為節(jié)面。節(jié)寬bp：帶的節(jié)面寬度；帶彎曲時(shí)，該寬度保持不變。帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld：在規(guī)定的張緊力下，V帶中性層的長(zhǎng)度稱為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，V帶的公稱長(zhǎng)度用基準(zhǔn)長(zhǎng)度表示。帶輪的基準(zhǔn)直徑dd：在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度bp相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為帶輪的基準(zhǔn)直徑dd。型號(hào)YZABCDE頂寬b6101317223238節(jié)寬bd5.38.51114192732高度h4.06.08.011141925楔角φ40?每米質(zhì)量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.875.3.2普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)原始參數(shù)及內(nèi)容設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)的一般已知條件是：傳動(dòng)用途和工作條件；傳動(dòng)的功率P；主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1和n2或傳動(dòng)比i，對(duì)傳動(dòng)位置和外部尺寸要求等。普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)主要是：確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度、根數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、帶輪直徑、結(jié)構(gòu)尺寸及作用在軸上的載荷等。2設(shè)計(jì)方法及步驟（1）確定計(jì)算功率－為工作情況系數(shù)，考慮到載荷性質(zhì)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短等因素的影響而確定的。載荷性質(zhì)工作機(jī)原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)（交流啟動(dòng)、直流并勵(lì)、三角啟動(dòng)）四缸以上內(nèi)燃機(jī)電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流啟動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)），四缸以下的內(nèi)燃機(jī)每天工作小時(shí)數(shù)/h<1010～16>16<1010～16>16載荷變動(dòng)很小液體攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)（7.5kW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕負(fù)荷輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)、通風(fēng)機(jī)（<7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式）、發(fā)電機(jī)等1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大斗式提升機(jī)、壓縮機(jī)、往復(fù)式水泵、起重機(jī)、沖剪機(jī)床、重載運(yùn)輸機(jī)、紡織機(jī)、振動(dòng)篩1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8（2）選擇帶型（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2初選小帶輪dd1，普通V帶輪最小基準(zhǔn)直徑表如下，?。簽樘岣邏勖?，在傳動(dòng)比不大和結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求時(shí)，應(yīng)選取較大的直徑。大輪的基準(zhǔn)直徑：通常取，dd1、dd2應(yīng)符合帶輪基準(zhǔn)直徑系列。帶速：一般應(yīng)使在5~25m/s的范圍。（4）中心距、帶長(zhǎng)1）初選a0：2）計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld`：3）查表選取與Ld`相近的V的的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。4）計(jì)算實(shí)際中心距：（5）計(jì)算小輪包角1一般應(yīng)使否則可加大中心距或增設(shè)張緊輪。（6）確定v帶的根數(shù)z

Z取整數(shù)，為了使每根V帶受力均勻，V帶根數(shù)不宜太多，通常z<10式中：

P0－單根V帶允許傳遞的功率（又稱單根V帶的基本額定功率），P0值的大小是在包角=180、特定帶長(zhǎng)、平穩(wěn)工作條件下通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算得到的，見(jiàn)表5.4；P0－考慮到傳動(dòng)比不為1時(shí)，帶在大帶輪上的彎曲應(yīng)力較小，在同等壽命下，P0值應(yīng)有所提高，P0即為單根V帶允許傳遞功率的增量，大帶輪愈大（即傳動(dòng)比i12愈大），提高量愈多，其值見(jiàn)表5.5；KL—考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度系數(shù)，見(jiàn)表5.3；K—考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)，見(jiàn)表5.6。（7）確定初拉力F0保持適當(dāng)?shù)膹埦o力是帶傳動(dòng)工作的首要條件，張緊力過(guò)小，摩擦力小，容易發(fā)生打滑；張緊力過(guò)大，則帶壽命降低，軸和軸承受力增大。（8）計(jì)算作用在軸上的力（9）V帶輪的設(shè)計(jì)1選材：主要采用鑄鐵，HT150或HT200等；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料；高轉(zhuǎn)速時(shí)可用鑄鋼；2帶輪的結(jié)構(gòu)形式；3根據(jù)帶的型號(hào)確定輪緣尺寸；4其它結(jié)構(gòu)尺寸的確定可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式。帶輪的結(jié)構(gòu)形式1、實(shí)心式2、腹板式或孔板式3、輪輻式帶輪的輪緣尺寸的確定根據(jù)帶的型號(hào)，可以查表確定帶輪輪緣尺寸及其它結(jié)構(gòu)參數(shù)。第8章帶傳動(dòng)8.5帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)8.5.1帶傳動(dòng)的張緊張緊方式調(diào)整中心距方式張緊輪方式定期張緊調(diào)位式自動(dòng)張緊擺錘式滑道式擺架式第8章帶傳動(dòng)1.調(diào)整中心距方式（1）定期張緊滑道式擺架式（定期調(diào)整中心距）第8章帶傳動(dòng)（2）自動(dòng)張緊（靠自重）第8章帶傳動(dòng)2.張緊輪方式

張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時(shí)張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過(guò)分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。

（1）調(diào)位式第8章帶傳動(dòng)（2）擺錘式帶的張緊由于帶傳動(dòng)的材料不是完全的彈性體，帶在工作一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生塑性伸長(zhǎng)而松弛，使張緊力降低。為保持持久的承載能力，帶傳動(dòng)需要張緊裝置。常用的控制和調(diào)整張緊力的方法是調(diào)節(jié)中心距張緊和設(shè)置張緊輪張緊

四帶的張緊用帶輪張緊第8章帶傳動(dòng)8.5.2帶傳動(dòng)的安裝和維護(hù)1.帶傳動(dòng)的安裝兩輪槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)，處于同一平面兩帶輪軸線應(yīng)保持平行（1）帶輪的安裝第8章帶傳動(dòng)（2）傳動(dòng)帶的安裝1）安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小a或順勢(shì)盤(pán)上）。2）帶的根數(shù)較多時(shí)，其長(zhǎng)度不能相差太大，以免受力不均。3）V帶在輪槽中的位置要正確，不能過(guò)高或過(guò)低。4）不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不勻。2.帶傳動(dòng)的維護(hù)（1）防護(hù)罩。（2）帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免腐蝕帶，不能曝曬。（3）定期張緊。（4）帶傳動(dòng)的工作溫度＜600C第8章帶傳動(dòng)8.6.1同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.結(jié)構(gòu)強(qiáng)力層-----鋼絲繩或玻璃纖維繩基體-----氯丁膠或聚氨脂橡膠強(qiáng)力層帶背帶齒

強(qiáng)力層變形小，周節(jié)保持不變，保證了同步傳動(dòng)。8.6同步帶傳動(dòng)第8章帶傳動(dòng)2.特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

（1）無(wú)相對(duì)滑動(dòng),帶長(zhǎng)不變,傳動(dòng)比穩(wěn)定；

（4）傳動(dòng)效率高,可達(dá)0.98~0.99,應(yīng)用日益廣泛；（2）帶薄而輕,強(qiáng)力層強(qiáng)度高,適用于高速,速度可達(dá)40m/s；（5）初拉力較小,所軸和軸承所承受的載荷小。(3)帶的柔韌性好,可用直徑較小的帶輪，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊,能獲得較大的傳動(dòng)比；缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求高，成本高。第8章帶傳動(dòng)3.應(yīng)用：要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確的中、小功率傳動(dòng)。如：計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)、磨床、紡織機(jī)械等。8.6.2同步帶的參數(shù)、型式、尺寸和標(biāo)記1.同步帶的參數(shù)（1）節(jié)距Pb節(jié)線------同步帶工作時(shí)保持原長(zhǎng)度不變的周線。公稱長(zhǎng)度------節(jié)線長(zhǎng)度LP。節(jié)距Pb-----相鄰兩齒對(duì)稱中心線沿節(jié)線測(cè)量的距離。最基本參數(shù)節(jié)線第8章帶傳動(dòng)（2）模數(shù)m2.同步帶的型式、尺寸和標(biāo)記(1)型式按工作齒面分梯形齒（本章討論）弧齒節(jié)距第8章帶傳動(dòng)按結(jié)構(gòu)分單面帶雙面帶DA型----兩面齒對(duì)稱排列DB型----兩面齒交錯(cuò)排列特殊結(jié)構(gòu)的同步帶第8章帶傳動(dòng)梯形齒同步帶周節(jié)制-----標(biāo)準(zhǔn)同步帶（我國(guó)采用）模數(shù)制

（2）尺寸和標(biāo)記1）標(biāo)準(zhǔn)同步帶（周節(jié)制梯形齒同步帶）

7種型號(hào)：MXL（最輕型）、XXL（超輕型）、

XL（特輕型）、L（輕型）、

H（重型）、XH（特重型）、XXH（超重型）

。齒形尺寸：查表8.22節(jié)線長(zhǎng)度：查表8.23帶寬：查表8.24標(biāo)記：由長(zhǎng)度代號(hào)、型號(hào)、帶寬代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)組成。標(biāo)記示例：橡膠同步帶420L050GB/T11616-1989帶寬代號(hào)，帶寬12.7mm（表8.24）型號(hào)L，節(jié)距9.525mm（表8.22）長(zhǎng)度代號(hào)，420，節(jié)線長(zhǎng)1066.8mm

（表8.23）第8章帶傳動(dòng)第8章帶傳動(dòng)2）模數(shù)制梯形齒同步帶基本參數(shù)：齒形尺寸：查表8.25節(jié)長(zhǎng)、齒數(shù)、帶寬：查表8.26標(biāo)記：由帶的模數(shù)、帶寬、齒數(shù)組成。標(biāo)記示例：聚氨脂同步帶2×25×90

齒數(shù)Z=90帶寬bs=25mm模數(shù)m=2例題總結(jié)及習(xí)題第8章帶傳動(dòng)例設(shè)計(jì)某鼓風(fēng)機(jī)用普通V帶傳動(dòng)。已知：電動(dòng)機(jī)額定功率P=10KW，n1=1450r/min,

n2=400r/min,a=1500mm,每天工作24h。解：（1）確定計(jì)算功率Pc

查表8.21(P130)

KA=1.3Pc=KAP=1.3×10=13kw（2）選擇V帶的型號(hào)查圖8.12(P131)

選用B型（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2查表8.6(P121)ddmin=125mm查圖8.12(P131)

選?。篸d1=140mm＞

ddmin=125mm第8章帶傳動(dòng)查表8.3(P116)dd2=50