广东海洋大学:《机械设计》课程教学资源(PPT课件讲稿)第八章 带传动

第八章带传动 §8-1带传动概述 §8-2带传动的工作情况分析 §8-3V带传动的设计计算 §8-4V带轮结构设计 §8-5带传动的张紧装置 §8-6带传动设计实例
第八章 带传动 §8-1 带传动概述 §8-2 带传动的工作情况分析 §8-3 V带传动的设计计算 §8-4 V带轮结构设计 §8-5 带传动的张紧装置 §8-6 带传动设计实例

带传动概述 4.带传动的类型 平带传动,结构简单,带轮也容易制造,在传动中心距 较大的场合应用较多。 在一般机械传动中,应用最广的带传动是V带传动,在 同样的张紧力下,V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。 多楔带传动兼有平带传动和V带传动的优点,柔韧性好、 摩擦力大,主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。 同步带传动是一种啮合传动,具有的优点是:无滑动, 能保证固定的传动比;带的柔韧性好,所用带轮直径可较小
带传动概述2 4.带传动的类型 平带传动,结构简单,带轮也容易制造,在传动中心距 较大的场合应用较多。 在一般机械传动中,应用最广的带传动是V带传动,在 同样的张紧力下,V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。 多楔带传动兼有平带传动和V带传动的优点,柔韧性好、 摩擦力大,主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。 同步带传动是一种啮合传动,具有的优点是:无滑动, 能保证固定的传动比;带的柔韧性好,所用带轮直径可较小。 带传动概述

带传动概述 5.传动带的类型 普通平带 平带 片基平带 普通V带 窄V带 V带 传动带 齿形V带 宽V带 多楔带 V带采用基准宽度制,即用带的基准线的位置和 基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。 同步带 V带的截面尺寸
带传动概述3 5.传动带的类型 V带采用基准宽度制,即用带的基准线的位置和 基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。 传 动 带 平 带 V 带 多楔带 同步带 普通平带 片基平带 普通V带 窄V带 齿形V带 宽V带 带传动概述 V带的截面尺寸

带传动概述 6.带传动的应用 在各类机械中应用广泛,但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合
带传动概述4 在各类机械中应用广泛,但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合。 6.带传动的应用 带传动概述

带传动的工作情况分析 带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。 带传动是一种挠性传动,其工作情况具有一定的特点。 受力分析 同 F 尚未工作状态 工作状态 带传动尚未工作时,传动带中的预紧力为F。 带传动工作时,一边拉紧,一边放松,记紧边拉力为F和松边拉力为F2。 设带的总长度不变,根据线弹性假设:F1一Fo=F一F2; 或:F1+F2=2F; 记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为F,其值由带传动的功率P和带 速v决定。 定义由负载所决定的传动带的有效拉力为F。=P,则显然有F。=F
工作情况分析 带传动的工作情况分析 带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。 带传动是一种挠性传动,其工作情况具有一定的特点。 一、受力分析 设带的总长度不变,根据线弹性假设:F1-F0=F0-F2; 或:F1 +F2=2F0; 记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff,其值由带传动的功率P和带 速v决定。 带传动尚未工作时,传动带中的预紧力为F0。 带传动工作时,一边拉紧,一边放松,记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。 定义由负载所决定的传动带的有效拉力为Fe =P/v,则显然有Fe =Ff。 F0 F 1 F0 0 F0 2 尚未工作状态 n F Ff 1 F F1 1 F 1 2 2 n2 2 工作状态

带传动的工作情况分析 取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象,有:F。=F=F,一F2; 因此有: F=F0+F/2;F2=Fo-F/2; 带传动的最大有效拉力F。由欧拉公式确定,即: el-1 欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系,或者说是给出 了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力F©。 由欧拉公式可知: 包角的概念 O预紧力F↑→最大有效拉力Fc ②包角a个→最大有效拉力Fcc个 3摩擦系数f个→最大有效拉力F个 当已知带传递的载荷时,可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F。 切记:欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析!
工作情况分析(力分析) 带传动的最大有效拉力Fec有多大? 由欧拉公式可知: = f F F e 1 2 1 1 2 0 + − = f f ec e e F F 欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系,或者说是给出 了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec 。 预紧力F0↑→最大有效拉力Fec ↑ 包角α↑→最大有效拉力Fec ↑ 摩擦系数 f↑→最大有效拉力Fec ↑ 切记:欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析! 由欧拉公式确定,即: 取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象,有:Fe =Ff=F1-F2; 因此有: F1=F0+Fe/2;F2=F0-Fe/2; 1 2 包角的概念 带传动的工作情况分析 当已知带传递的载荷时,可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0

带传动的工作情况分析 二、带传动的应力分析 带传动在工作过程中带上的应力有: ◆拉应力:紧边拉应力、松边拉应力; ◆离心应力:带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力; ◆弯曲应力:带绕在带轮上时产生的弯曲应力。 为了不使带所受到的弯曲应力过大,应限制带轮的最小直径。 Z A B C 槽型 SPZ SPA SPA SPC 50 75 125 200 63 90 140 224
工作情况分析(应力分析) 带传动在工作过程中带上的应力有: 为了不使带所受到的弯曲应力过大,应限制带轮的最小直径。 槽 型 Z A B C SPZ SPA SPA SPC ddmin/mm 50 75 125 200 63 90 140 224 二、带传动的应力分析 带传动的工作情况分析 ◆ 拉应力:紧边拉应力、松边拉应力; ◆ 离心应力:带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力; ◆ 弯曲应力:带绕在带轮上时产生的弯曲应力

带传动的工作情况分析 三、带传动的运动分析 带传动在工作时,从紧边到松边,传动带所受的拉力是变化的,因此带 的弹性变形也是变化的。 带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动,称为 弹性滑动。 弹性滑动导致:从动轮的圆周速度y2<主动轮的圆周速度y1,速度降低 的程度可用滑动率来表示: e=当-业x100% 或 V2=(1-8)y V 其中: y1= πda(m/s) πda(mls) 6000 6000 因此,传动比为: i=4=l-)a n 若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界值F©后,则带与带轮 间会发生显著的相对滑动,即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转 速急速降低,带传动失效,这种情况应当避免
三、带传动的运动分析 工作情况分析(运动分析) 带传动在工作时,从紧边到松边,传动带所受的拉力是变化的,因此带 的弹性变形也是变化的。 带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动,称为 弹性滑动。 100% 1 1 2 − = v v v 2 1 或 v = (1−)v ( / ) 6000 d1 1 1 m s d n v = ( / ) 6000 d2 2 2 m s d n v 其中: = 因此,传动比为: d1 d2 2 1 (1 ) d d n n i = = − 若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界值Fec后,则带与带轮 间会发生显著的相对滑动,即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转 速急速降低,带传动失效,这种情况应当避免。 弹性滑动导致:从动轮的圆周速度v2<主动轮的圆周速度v1,速度降低 的程度可用滑动率ε来表示: 带传动的工作情况分析

V带传动的设计计算 1.V带传动的设计准则 带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。 2.单根V带的基本额定功率 带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度,带传动的转速、 包角和载荷特性等因素。 单根V带的基本额定功率P是根据特定的实验和分析确定的。 实验条件:传动比=1、包角a=180°、特定长度、平稳的工作载荷
V带传动的设计1 V带传动的设计计算 1.V带传动的设计准则 带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 2.单根V带的基本额定功率 带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度,带传动的转速、 包角和载荷特性等因素。 带传动的设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。 单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。 实验条件:传动比i=1、包角α=180°、特定长度、平稳的工作载荷

V带传动的设计计算 3.V带传动的设计 设计的原始数据为:功率P,转速n1、2(或传动比i),传动位置要求及 工作条件等。 设计内容:确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。 由于单根V带基本额定功率P是在特定条件下经实验获得的,因此,在 针对某一具体条件进行带传动设计时,应根据这一具体的条件对所选定的V 带的基本额定功率P进行修正,以满足设计要求
V带传动的设计2 3.V带传动的设计 设计的原始数据为:功率P,转速n1、n2(或传动比i),传动位置要求及 工作条件等。 设计内容:确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距a、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。 由于单根V带基本额定功率P0是在特定条件下经实验获得的,因此,在 针对某一具体条件进行带传动设计时,应根据这一具体的条件对所选定的V 带的基本额定功率P0进行修正,以满足设计要求。 V带传动的设计计算
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