《机械设计》课程授课教案（讲稿）7.3、7.4、7.5带传动的工作情况分析、普通Ｖ带传动的设计、带传动的张紧与维护

第11讲次课程名称：《机械设计》第七章带7-3带传动的工作情况分析授课题目7-4普通V带传动的设计7-5带传动的张紧与维护【目的要求】掌握带传动的主要类型和特点；掌握V带轮的结构和材料：【重点】带传动的主要类型和特点；【难点】V带轮的结构和材料；内容第七章带传动7-3带传动的工作情况分析两个名词：H(1)包角α，α24(2)中心距α*、受力分析带传动尚未工作时，带所受的尚未工作状态拉力称为张紧力，用F。表示。松边拉力带传动工作时，一边拉紧，称0F2F为紧边；另一边放松，称为松边。n设带的总长度不变，则F,-Fo= F- F2主动从动F即：Fi+F,=2F.(1)紧边拉力工作状态

课程名称：《机械设计》 第 11 讲次 授课题目 第七章 带 7-3 带传动的工作情况分析 7-4 普通Ｖ带传动的设计 7-5 带传动的张紧与维护 【目的要求】 掌握带传动的主要类型和特点； 掌握 V 带轮的结构和材料； 【重 点】 带传动的主要类型和特点； 【难 点】 V 带轮的结构和材料； 内 容 第七章 带传动 7-3 带传动的工作情况分析

即将打滑时，有效拉力达到最大。此时，F和F之间的关系为：F-qu?A一欧拉公式Fz qu2摩擦因数F忽略离心拉力时04C(3)F2由（1)、(2)、（3）式整理得：eua_1Fmax=2F。最大有效拉力=(R-q0)ea +10预紧力F。t，则Emart由上面公式可知：?包角at，则Emat摩擦因数μt，则Emwt应办分折注：1）打滑总是发生在小轮上。2）对于V带传动，各式中的u应换为当量摩擦因数u。it（推导详见教材P141)ly=sin零+ucos学显然，V带传动比平带传动产生的摩擦力大，承载能力大。二、带传动的应力分析在工作中，带所受的应力有：FF2松边拉应力：02=1）紧边拉应力：α_=-+AAF.2）离心拉应力：9（作用于带的全长）Ap2OcObl02H子Ha

3）弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力o,=Ehda式中：E一一带的弹性模量(Mpa)h一一带的厚度（mm）da一一带轮的直径（mm)带中的应力分布见图8一5。带受变应力作用，会产生“疲劳破坏”一一是带传动的另一失效形式。■紧边刚绕上小带轮处应力最大。小轮上的弯曲应力Omax =0, +0, +0,1 ≤[0]带的疲劳强度条件：许用应力三、带传动的弹性滑动带传动中由于带的弹性和拉力差所F2引起的带与带轮之间的微小相对滑动，称为弹性滑动。F后果：U2Ui主动轮用滑动率6表示弹性滑动的程度。6= U1-02U1da2i--—考虑弹性滑动时，传动比为：n da(l-)通常，=0.010.02，一般工程计算可以忽略不计，则da2i=ddl

7-4普通V带传动的设计一、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。1.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FO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。即不打滑也不疲劳前提下，单根V带所能传递FV的功率为：P=10000mx =0, +0。+0b ≤[0]则保证不打滑的条件：Ff作≤F-≤≤o,A (I-)eauZ联立上面两式得满足不打滑又有足够疲劳强度的功率[P]V[(o]-α c-αb1)Al(1 - -uaPmx =[P] =1000式中：Pi一一额定功率。[o]一带的许用拉应力。二、普通V带传动的设计计算和参数选择原始数据为：功率P，转速nl、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FO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PO进行修正，以满足设计要求。设计步骤1.选取V带的型号设计功率pc的计算：Pe=KAP式中：P一一标称传动功率；KA——工况系数，表7-4。小带轮的转速n,已知，根据pa和n，查图7一9选型。图中实线是两个区的分界线

7-4 普通Ｖ带传动的设计 一、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。 1．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 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。即不打滑也不疲劳前提下，单根 V 带所能传递 的功率为： 1000 FV P =  =  + +   max 1 c b1 则保证不打滑的条件： F工作  F →  （  ） e A V P 1  1 1− 联立上面两式得满足不打滑又有足够疲劳强度的功率   P1 ：   (  )  1000 ) 1 1 (1 max 1      e V A P P − C− b − = = 式中： 1 p ——额定功率。  －带的许用拉应力。 二、普通V带传动的设计计算和参数选择 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。 设计步骤 1．选取 V 带的型号 设计功率 pc 的计算： pc = K AP 式中：P ——标称传动功率； KA——工况系数，表 7-4。 小带轮的转速 1 n 已知，根据 d p 和 1 n 查图 7—9 选型。图中实线是两个区的分界线

图中还给出了小带轮最小d，的范围2.确定两轮基准直径因为小轮直径越小，带的弯曲应力越大，疲劳寿命越小，故对带轮的最小直径应加以限制。表8-5给出了各型号V带许用最小带轮基准直径damin。但为使结构紧凑，应将小带轮直径取小些：大轮基准直径：daz=兰da(l-)dai ≥ddmin :n2da应按表7-5圆整，一般工程计算，允许传动比有±5%的误差。rdan,3.带的速度验算：V=60×1000速度v越大，离心力越大，带的疲劳寿命减小，速度v减小。P=FV，P一定时，有效拉力F增大，所需带的根数增加，一般应使v在5～25m/s范围内，V小于5m/s，会使dd增大。4.中心距和带的基准长度L当dar、da2一定时，中心距a增大，则小轮包角α,增大，带的传动能力提高，但a过大使结构尺寸增加，并在高速传动时引起带的颤动。α小时，结构紧凑，但若过小，除包角减小，L。减小，则在V一定时，单位时间绕过带轮的次数增多，带中应力变化次数多，加速造成带的疲劳破坏，所以→般按下式初定α→再按式（7一19）计算所需的带长L，→查表7一2选接近的La→根据（7一21）计算中心距a。0.7(dan+dd2)≤ao≤2(da+dd2);La- Lao设计中心距：a~ao+25.计算小轮包角αa = 180-de -d 57.3（要求：α,≥120°）aP6.V带的根数(P +AP)K.K,式中：P一一单根V带基本额定功率（KW），见表7一3的增量

图中还给出了小带轮最小 d d 的范围 2．确定两轮基准直径 因为小轮直径越小，带的弯曲应力越大，疲劳寿命越小，故对带轮的最小直径应加以限制。 表 8-5 给出了各型号 V 带许用最小带轮基准直径 dd min 。但为使结构紧凑，应将小带轮直径取 小些： dd1  dd min ； 大轮基准直径： (1 ) 1 2 1 2 = − d dd n n d dd 2 应按表 7-5 圆整，一般工程计算，允许传动比有  5% 的误差。 3．带的速度验算： v 60 1000 1 1  = dd n 速度 v 越大，离心力越大，带的疲劳寿命减小，速度 v 减小。 P = FV ，P 一定时，有效 拉力 F 增大，所需带的根数增加，一般应使 v 在 5～25 m/s 范围内， v 小于 5 m/s ，会使 dd1 增大。 4．中心距和带的基准长度 Ld 当 dd1、 dd 2 一定时，中心距 a 增大，则小轮包角 1 增大，带的传动能力提高，但 a 过 大使结构尺寸增加，并在高速传动时引起带的颤动。 a 小时，结构紧凑，但若过小，除包角减 小， Ld 减小，则在 V 一定时，单位时间绕过带轮的次数增多，带中应力变化次数多，加速造 成带的疲劳破坏，所以一般按下式初定 a →再按式（7—19）计算所需的带长 Ld →查表 7—2， 选接近的 Ld →根据（7—21）计算中心距 a 。 0.7( ) 2( ) dd1 + dd 2  a0  dd1 + dd 2 ； 设计中心距： 2 0 0 Ld Ld a a −  + 5．计算小轮包角 1   − =180 − 57.3 2 1 1 a dd dd  （要求： 120 1 ） 6．V 带的根数 L d P P K K P z  ( ) 1 +  1 = 式中： P1 ——单根 V 带基本额定功率（KW），见表 7—3 的增量

△P一一计入传动比影响时，单根V带所能传递功率的增量（即传动比i1时，带在小轮上的弯曲应力大）7.带的初拉力F8.轴上的载荷（压轴力）7-5带传动的张紧与维护根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作：→◆运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。、定期张紧装置张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同二、自动张紧装置[本讲作业]习题7-2、7-3

P1——计入传动比影响时，单根 V 带所能传递功率的增量 （即传动比 i 1 时，带在小轮上的弯曲应力大） 7．带的初拉力 F0 8．轴上的载荷（压轴力） 7-5 带传动的张紧与维护 ◆ 根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作； ◆ 运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。 常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。 一、定期张紧装置 张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过 分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同 二、自动张紧装置 [本讲作业] 习题 7-2、7-3