帶傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)

1、精品文檔第八章 帶傳動(dòng)8.1 概述8.1.1 帶傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)1.傳動(dòng)原理以張緊在至少兩輪上帶作為中間撓性件 ,靠帶與輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力2.優(yōu)點(diǎn)：1）有過載保護(hù)作用 2）有緩沖吸振作用 3）運(yùn)行平穩(wěn)無噪音 4）適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（amax=15m） 5）制造、安裝精度要求不高 缺點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)使傳動(dòng)比i不恒定 2）張緊力較大（與嚙合傳動(dòng)相比）軸上壓力較大 3）結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊 4）打滑 ,使帶壽命較短 5）帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象 ,不適宜高溫、易燃、易爆的場合。8.1.2主要類型與應(yīng)用a.平型帶傳動(dòng)最簡單 ,適合于中心距a較大的情況b.V 帶 傳動(dòng)三角帶c.多

2、楔帶傳動(dòng)適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場合d.同步帶傳動(dòng)嚙合傳動(dòng) ,高速、高精度 ,適于高精度儀器裝置中帶比較薄 ,比較輕。 圖6-1 帶傳動(dòng)的主要類型8.1.3帶傳動(dòng)的形式 1、開口傳動(dòng)兩軸平行、雙向、同旋向 2、交叉?zhèn)鲃?dòng)兩軸平行、雙向、反旋向 3、半交叉?zhèn)鲃?dòng)交錯(cuò)軸、單向u 帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： 適用于中心距較大的；傳動(dòng)帶具有良好的彈性 ,能緩沖吸振 ,尤其是V帶沒有接頭 ,傳動(dòng)較平穩(wěn) ,噪聲?。贿^載時(shí)帶在帶輪上打滑 ,可以防止其它器件損壞；結(jié)構(gòu)簡單 ,制造和維護(hù)方便 ,成本低 。 u 帶傳動(dòng)的缺點(diǎn) ： 傳動(dòng)的外廓尺寸較大；由于需要張緊 ,使軸上受力較大；工作中有彈性滑動(dòng) ,不能準(zhǔn)確地保持主動(dòng)軸和從

3、動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速比關(guān)系；帶的壽命短；傳動(dòng)效率降低；帶傳動(dòng)可能因摩擦起電 ,產(chǎn)生火花 ,故不能用于易燃易爆的場合。8.2 V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、汽車V帶等多種類型 ,其中普通V帶應(yīng)用最廣。8.2.1 V帶及其標(biāo)準(zhǔn)如圖所示V帶由抗拉體、頂膠、底膠和包布組成8.2.2帶輪結(jié)構(gòu)1、組成部分：輪緣、輪輻、輪轂2、結(jié)構(gòu)形式：實(shí)心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式3、材料：灰鑄鐵（HT150、HT200常用）、鑄鋼、焊接鋼板（高速）、鑄鋁、塑料（小功率）普通V帶輪輪緣的截面圖及其各部尺寸見表8.3 帶傳動(dòng)的工作情況分析8.3.1帶傳動(dòng)的受力分析工作前 :兩邊初

4、拉力Fo=Fo 工作時(shí):兩邊拉力變化：緊力 FoF1；松邊FoF2F1Fo = FoF2 F1F2 = 摩擦力總和Ff = 有效圓周力Fe 所以: 緊邊拉力 F1=Fo + Fe/2松邊拉力 F2=FoFe/2 8.3.2 帶傳動(dòng)的最大有效圓周拉力及其影響當(dāng)帶有打滑趨勢時(shí)：摩擦力達(dá)到極限值 , 帶的有效拉力也達(dá)到最大值。松緊邊拉力 F1 和 F2 的關(guān)系:柔靭體的歐拉公式包角（rad）一般為小輪包角帶傳動(dòng)的最大有效圓周力（臨界值（不打滑時(shí)）影響因素分析: 1. Fo : 適當(dāng)Fo2. 包角: 包角越大承載能力越好3. f : f越大 ,Fec越大8.3.3工作應(yīng)力分析 8.3.3 帶傳動(dòng)的應(yīng)力

5、分析1. 離心應(yīng)力 c 2. 拉應(yīng)力3. 彎曲應(yīng)力 b應(yīng)力分布圖最大應(yīng)力為：max=1+c+b18.3.4 彈性滑動(dòng)與打滑因?yàn)閹菑椥泽w ,受到拉力后要產(chǎn)生彈性變形。設(shè)帶的材料符合變形與應(yīng)力成正比的規(guī)律 ,則緊邊和松邊的單位伸長量分別為由于帶在工作時(shí) ,帶兩邊的拉力不同 ,F1F2 ,因而12。繞過從動(dòng)輪2時(shí) ,作用在帶上的拉力又由F2增大到F1 ,帶的彈性變形也逐漸增大 ,帶將逐漸伸長 ,也會(huì)沿輪面滑動(dòng) ,使帶一邊隨從動(dòng)輪繞進(jìn) ,一邊又相對于從動(dòng)輪向前伸長 ,故帶的速度v高于從動(dòng)輪的速度v2 。輪緣的箭頭表示主、從動(dòng)輪相對于帶的滑動(dòng)方向。這種由于帶的彈性變形而引起的帶在帶輪上的滑動(dòng)稱為彈性滑

6、動(dòng)。注意帶的彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的 ,只要傳遞圓周力 ,出現(xiàn)緊邊和松邊 ,就一定會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng) ,所以是帶傳動(dòng)工作時(shí)的固有特性 ,是不可避免的。而打滑是由于超載所引起的帶在帶輪上的全面滑動(dòng) ,是可以避免的。8.4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8.4.1 失效形式與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式 1）打滑；2）帶的疲勞破壞 另外：磨損靜態(tài)拉斷等設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下 ,具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命 單根三角膠帶的功率P0 由疲勞強(qiáng)度條件： 傳遞極限圓周力： 傳遞的臨界功率： 單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的功率為： 8.4.2普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí) ,

7、一般已知條件是：傳動(dòng)的工作情況 ,傳遞的功率 ,兩輪的轉(zhuǎn)速n1、n2(或傳動(dòng)比)以及空間尺寸要求等。具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：確定V帶的型號(hào)、長度和根數(shù)。 ,傳動(dòng)中心距及帶輪直徑 ,畫出帶輪零件圖等。1.確定計(jì)算功率計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的額定功率（如電動(dòng)機(jī)的額定功率） ,并考慮載荷性質(zhì)以及每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的 長短因素的影響而確定的 ,即 (8-1)式中為工作情況系數(shù) ,查表8-1可得。表8-1 工作情況系數(shù)工況空、輕載起動(dòng)重載起動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)/h1616載荷變動(dòng)微小液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（7.5KW）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）

8、、通風(fēng)機(jī)（7.5KW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式）、發(fā)動(dòng)機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī)、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機(jī)和木工機(jī)械1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)床、橡膠機(jī)械、振動(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載輸送機(jī)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注：1.空、輕載啟動(dòng)：電動(dòng)機(jī)（交流起動(dòng)、起動(dòng)、直流并勵(lì)） ,4缸以上的內(nèi)燃機(jī) ,裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī)。重載起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)(聯(lián)機(jī)交流起動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)) ,4缸以下的內(nèi)燃機(jī)。 2.反復(fù)起動(dòng)、

9、正反轉(zhuǎn)頻繁、工作條件惡劣等場合 ,應(yīng)乘1.2。 3.增速傳動(dòng)時(shí)應(yīng)乘下列系數(shù)： 增速比 1.251.74 1.752.49 2.53.49 3.5 系 數(shù) 1.05 1.11 1.18 1.28 2.選擇V帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1由圖8-1和8-2選擇V帶型號(hào)。當(dāng)選擇的坐標(biāo)點(diǎn)載圖中兩種型號(hào)分界線附近時(shí) ,可選擇兩種型號(hào)分別進(jìn)行計(jì)算 ,然后擇優(yōu)選用。圖8-1 普通V帶選型圖圖8-2 窄V帶（基準(zhǔn)寬度制）選型圖3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑和帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊 ,但另一方面彎曲應(yīng)力大 ,使帶的壽命降低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 ,的值查表8-4。忽略彈性滑動(dòng)的影響 , ,、宜取標(biāo)準(zhǔn)值（查

10、表8-2）。4.驗(yàn)算帶速 （8-2）帶速太高會(huì)使離心力增大 ,使帶與帶輪間的摩擦力減小 ,傳動(dòng)中容易打滑。另外單位時(shí)間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)也增多 ,降低傳動(dòng)帶的工作壽命。若帶速太低 ,則當(dāng)傳遞功率一定時(shí) ,使傳遞的圓周力增大 ,帶的根數(shù)增多。一般應(yīng)使5m/s ,對于普通V帶應(yīng)使2530m/s ,對于窄V帶應(yīng)使3540m/s。如帶速超過上述范圍 ,應(yīng)重選小帶輪的直徑。5.初定中心距和基準(zhǔn)帶長傳遞中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊 ,但傳動(dòng)帶較短 ,包角減小 ,且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多 ,降低了帶的壽命 ,致使傳動(dòng)能力降低。如果中心距過大則機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸增大 ,當(dāng)帶速較高時(shí)會(huì)產(chǎn)生顫動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)要求或按下式初步確

11、定中心距 （8-3）由帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系可得帶的基準(zhǔn)長度計(jì)算公式： （8-4）為帶的基準(zhǔn)長度計(jì)算值 ,查表8-3即可選定帶的基準(zhǔn)長度 ,而實(shí)際中心距可由下式近似確定 （8-5）考慮到安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要 ,應(yīng)將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)式 ,有一定的調(diào)整范圍 ,一般取6.校驗(yàn)小帶輪包角 （8-6）一般應(yīng)使1120（特殊情況下允許90） ,若不滿足此條件 ,可適當(dāng)增大中心距或減小兩帶輪的直徑差 ,也可以載帶的外側(cè)加壓帶輪 ,但這樣做會(huì)降低帶的使用壽命。7.確定V帶根數(shù) （87）帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻 ,根數(shù)不宜過多 ,一般應(yīng)滿足=125mm。大帶輪基準(zhǔn)直徑為 按表8-2選取標(biāo)準(zhǔn)值500mm

12、 ,則實(shí)際傳動(dòng)比、從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為 在5以內(nèi) ,為允許值。4.驗(yàn)算帶速 帶速在525m/s范圍內(nèi)。5.確定帶的基準(zhǔn)長度和實(shí)際中心距按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距。由式8-4得由表8-3選取基準(zhǔn)長度4000mm。由式8-5得實(shí)際中心距為 中心距的變動(dòng)范圍為 6.校驗(yàn)小帶輪包角由式（8-6）得 7.確定V帶根數(shù)由式（8-7）得根據(jù)140mm、n1=1450r/min ,查表6-8 ,用內(nèi)插法得 由公式得功率增量為 由表8-16查得根據(jù)傳動(dòng)比 ,查表8-17得 ,則由表8-3查得帶長度修正系數(shù),由圖查得包角系數(shù),得普通V帶根數(shù) 根 根 圓整得=4根。8.求初拉力及帶輪軸上的壓力 由表6-4查得B型普通V帶得每米長質(zhì)量kg/m ,根據(jù)式（8-8）得單根V帶得初拉力為 由式（8-9）可得作用在軸上得壓力為 9.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按本章8.2.2節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)過程及帶輪工作圖略）。10.設(shè)計(jì)結(jié)果選用4根B4000 GB 1171-89V帶 ,中心距1487mm ,