普通v帶傳動中彎曲應(yīng)力的理論分析

普通v帶傳動中彎曲應(yīng)力的理論分析

帶動是機(jī)械傳動中重要的傳動文件之一，應(yīng)用非常廣泛。然而，中國制造的普通v型武器的質(zhì)量并不樂觀。原化工部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心與原化工部技術(shù)崗位技術(shù)中心共同組織了一次采樣標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。經(jīng)發(fā)標(biāo)檢驗(yàn)，22個(gè)省、市、自治區(qū)的83個(gè)普通v型v企業(yè)的產(chǎn)品通過了考試。受試供應(yīng)商約占全國主要生產(chǎn)公司的35%。根據(jù)gb和161171-1996的國家檢驗(yàn)，不合格樣品53個(gè)，不合格樣品53個(gè)，不合格樣品36個(gè)，不合格樣品67.9%。本次采樣標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果反映了普通v帶的低疲勞和耐用性。因此，在制造高疲勞和高工作時(shí)間的普通v型帶時(shí)，我們?nèi)匀皇且粋€(gè)非常重要的問題。通過對帶動操作性的分析，分析帶動操作性的橡膠制備和強(qiáng)層放置的理論依據(jù)，這也是帶動操作性研究的理論基礎(chǔ)。帶動操作性的分析是否正確，直接影響到基于該理論生產(chǎn)的帶動操作性的帶動操作性。在文獻(xiàn)中，我們討論了目前和聲方程中v帶連續(xù)化形成的v帶傳遞的彎曲效應(yīng)。考慮到鼓硫化機(jī)連續(xù)化形成的橡膠v型帶的初始頻率，本文在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，考慮了v型帶傳動性中張力、摩擦和離心力的傳遞所產(chǎn)生的迎變力，并對歷史表現(xiàn)出了以下理論分析：。1在v型帶的傳輸中分析V帶傳動在工作時(shí)如圖1所示,會產(chǎn)生以下應(yīng)力:1.1拉伸彈性模量由文獻(xiàn)、可知:(1)在帶不繞帶輪的部分,即圖1中的a-a′和b-b′段:最內(nèi)層拉應(yīng)力σ′b=Eb·2y/Di最外層壓應(yīng)力σ″b=-Eb·2c/Dk式中Eb—帶的彎曲彈性模量,Eb=4Et?Ec(Et√+Ec√)2Eb=4Et?Ec(Et+Ec)2Et—帶的拉伸彈性模量,Ec—帶的壓縮彈性模量;y,c,Di,Dk—見圖2所示(2)在帶繞帶輪的部分,即圖1中ab?ab⌒和a′b′?a′b′⌒段:繞小帶輪的部分(ab?(ab⌒段):最外層拉應(yīng)力σ″bd1=Eb·2c/d1-Eb·2c/Dk最內(nèi)層壓應(yīng)力σ′bd1=-Eb·2y/d1+Eb·2y/Di繞大帶輪的部分(a′b′?(a′b′⌒段):最外層拉應(yīng)力σ″bd2=Eb·2c/d2-Eb·2c/Dk最內(nèi)層壓應(yīng)力σ′bd2=-Eb·2y/d2+Eb·2y/Di1.2由于離心力，離心力c沿v帶橫向剖面σc=q?v2/Aσc=q?v2/A式中q—每米帶長的質(zhì)量;v—帶速度;A—帶的截面積1.3應(yīng)力值的計(jì)算由緊邊拉力F1、松邊拉力F2和張緊力F0所產(chǎn)生的緊邊應(yīng)力σ1、松邊應(yīng)力σ2和張緊應(yīng)力σ0分別為:σ1=F1/A,σc=F2/A,σc=F0/Aσ1=F1/A,σc=F2/A,σc=F0/A1.4總應(yīng)力(1)小帶輪應(yīng)力的計(jì)算嚙入小帶輪處:最外層應(yīng)力σ″=σ1+σc+σ″bd1;最內(nèi)層應(yīng)力σ′=σ1+σc+σ′bd1.嚙出小帶輪處:最外層應(yīng)力σ″=σ2+σc+σ″bd1;最內(nèi)層應(yīng)力σ′=σ2+σc+σ′bd1.嚙入大帶輪處:最外層應(yīng)力σ″=σ2+σc+σ″bd2;最內(nèi)層應(yīng)力σ′=σ2+σc+σ′bd2.嚙出大帶輪處:最外層應(yīng)力;σ′=σ1+σc+σ″bd2;最內(nèi)層應(yīng)力σ′=σ2+σc+σ′bd2.(2)緊邊最發(fā)現(xiàn)應(yīng)力緊邊最外層應(yīng)力σ″=σ1+σc+σ″b;緊邊最內(nèi)層應(yīng)力σ′=σ1+σc+σ′b.松邊最外層應(yīng)力σ″=σ2+σc+σ″b;松邊最內(nèi)層應(yīng)力σ′=σ2+σc+σ′b.2最中層彎曲壓應(yīng)力采用現(xiàn)行分析方法的V帶的工作時(shí)情況如圖1所示,V帶所受應(yīng)力具體值可由機(jī)械設(shè)計(jì)教材得出:在繞小帶輪的部分:最外層彎曲拉應(yīng)力σ″bd1=Eb·2c/d1;最內(nèi)層彎曲壓應(yīng)力σ′bd1=-Eb·2y/d1.在繞大帶輪的部分:最外層彎曲拉應(yīng)力σ″bd2=Eb·2c/d2;最內(nèi)層彎曲壓應(yīng)力σ′bd2=-Eb·2y/d2.由于離心拉力而產(chǎn)生的離心應(yīng)力(沿著V帶橫剖面上都相等)σc=q·v2/A緊邊和松邊的應(yīng)力:由緊邊拉力F1、松邊拉力F2和張緊力F0所產(chǎn)生的緊邊應(yīng)力σ1、松邊應(yīng)力σ2和張緊應(yīng)力σ0分別為:σ1=F1/A,σc=F2/A,σc=F0/A3連續(xù)硫化成型的v帶取d1=100mm,d2=318mm,v=7.49m/s,a=376mm,F0=110.4N,A型普通V帶,Li=1400mm,Ld=1425mm,q=1.02N/m,A=81mm2,h=8mm,c=2.8mm,y=5.2mm,E=550MPa,fV=0.51,α1=2.569弧度取國內(nèi)橡膠V帶鼓式硫化機(jī)(ue001φ320×460)硫化的V帶:Di=320mm,Dk=336mm,D=330.4mm按上述諸式進(jìn)行計(jì)算,得以下結(jié)果:采用本文分析方法σc=0.0706MPa,σ′b=17.875MPa,σ″b=-9.167MPa,σ′bd1=-39.325MPa,σ″bd1=21.63MPa,σ′bd2=-0.112MPa,σ″bd2=0.519MPa再由歐拉公式F1/F2=efVα1和F1+F2=2F0,求出F1=173.89N,F2=46.9099N,σ1=2.1468MPa,σ2=0.579MPa,σ0=1.363MPa.采用現(xiàn)行分析方法σc=0.0706MPa,σ′b1=57.2MPa,σ″b1=30.8MPa,σ′b2=17.9874MPa,σ″b2=9.6855MPa再由歐拉公式F1/F2=efVα1和F1+F2=2F0,求出F1=173.89N,F2=46.9099N,σ1=2.1468MPa,σ2=0.579MPa,σ0=1.363MPa.采用算例的計(jì)算結(jié)果,對采用鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化成型的V帶傳動中的應(yīng)力使用本文分析方法和使用現(xiàn)行分析方法在圖1中C點(diǎn)處假設(shè)截開拉直,可得帶最外層應(yīng)力分布如圖3所示;帶最內(nèi)層應(yīng)力分布如圖4所示.4本方法的運(yùn)用應(yīng)力分布圖中的公式是采用鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化成型的V帶傳動中的應(yīng)力分析的通用公式,盡管應(yīng)力分布圖的尺寸是采用算例的計(jì)算結(jié)果而得出的,但是,從我國現(xiàn)有的橡膠V帶鼓式硫化機(jī)的規(guī)格和V帶傳動的設(shè)計(jì)規(guī)則中可以看出,采用算例計(jì)算結(jié)果得出的應(yīng)力分布圖的尺寸具有一般性.從應(yīng)力圖中可以看出,使用本文的分析方法與使用現(xiàn)行的分析方法,分析帶傳動中應(yīng)力的結(jié)果有著本質(zhì)的不同.從應(yīng)力圖中可以看到,鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化成型的V帶工作時(shí),兩橡膠層均受拉壓交變彎曲應(yīng)力的作用,變形的幅度很大,從而導(dǎo)致層與層之間的剪切應(yīng)力也很大,而且變化劇烈.由此看來,在制造鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化成型的V帶配料時(shí),按照現(xiàn)行分析V帶傳動中應(yīng)力情況,讓內(nèi)周層稍硬,且其用料和性能均差于外周層是不合適的,這樣會造成內(nèi)周層過早失效,降低V帶的疲勞壽命.所以,本文分析可以作為說明實(shí)際失效形式與理論失效形式差異較大的原因之一.5現(xiàn)行分析方法對鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化成型v帶的啟示本文在考慮鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化成型的橡膠V帶制造