第8章 帶傳動_上課

1、 第8章 帶傳動8-1帶傳動概述8-2 帶傳動的工作情況分析8-3 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算8-5 帶傳動的張緊與維護(hù)8-6 帶傳動設(shè)計(jì)實(shí)例8-4 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8-1帶傳動概述固聯(lián)于主動軸上的帶輪1(主動輪)；固聯(lián)于從動軸上的帶輪3(從動輪)；緊套在兩輪上的傳動帶2。1帶傳動的組成2傳 動 原 理 摩擦傳動：當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖 動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力（平帶和帶傳動） 嚙合傳動：當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時(shí)，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖動 從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力（同步帶傳動）。 3帶傳動的特點(diǎn)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),噪音小 4）適于遠(yuǎn)距離傳動 5）

2、制造、安裝精度要求不高缺點(diǎn)：1）有彈性滑動使傳動比i不恒定 2）張緊力較大（與嚙合傳動相比）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）帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象， 不適宜高溫、易燃、易爆的場合。應(yīng)用場合： 1）速度較高的場合；v=5-30m/s 2）中小功率的情況下，通常不超過50KW 3）傳動比i小于7.最大用到10； 4）對于傳動比要求不十分精確。4帶傳動的主要類型 平帶傳動，結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。在一般機(jī)械傳動中，應(yīng)用最廣的帶傳動是帶傳動，在同樣的張緊力下，帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。同步帶傳動是一種嚙合傳動，具有的

3、優(yōu)點(diǎn)是：無滑動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。多楔帶傳動兼有平帶傳動和帶傳動的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。5傳動帶的類型傳動帶平 帶 帶多楔帶同步帶普通平帶片基平帶普通帶窄帶齒形帶寬帶平 帶 詳細(xì)介紹普通V 帶 詳細(xì)介紹多楔 帶 詳細(xì)介紹同步帶 詳細(xì)介紹窄V 帶 詳細(xì)介紹 標(biāo)準(zhǔn)普通帶都制成無接頭的環(huán)形?；Y(jié)構(gòu)由頂膠、抗拉體、底膠和包布等部分組成。6V帶結(jié)構(gòu)與類型帶采用基準(zhǔn)寬度制，即用帶的基準(zhǔn)線的位置和基準(zhǔn)寬度來確定帶在輪槽中的位置和輪槽的尺寸。帶的截面尺寸 普通V帶的基準(zhǔn)長度(公稱長度)Ld標(biāo)注：例 A 2240A型帶 公稱長度 L

4、d=2240mm楔角要求：V帶剖面角 ，為保證帶與輪槽接觸良好，增大摩擦力，其輪槽角 ，一般 ，差6，4，2， 404038,36,347帶傳動的應(yīng)用返回8-2 帶傳動的工作情況分析 帶傳動的工作情況分析是指帶傳動的受力分析、應(yīng)力分析、運(yùn)動分析。帶傳動是一種撓性傳動，其工作情況具有一定的特點(diǎn)。一、受力分析0FF1F00F02尚未工作狀態(tài) nFfF1F1F1F1222n2工作狀態(tài) 帶傳動尚未工作時(shí)，傳動帶中的預(yù)緊力為F0。 帶傳動工作時(shí)，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。 設(shè)帶的總長度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：F1F0F0F2；或：F1 F22F0；定義由負(fù)載所決定的傳動帶的有效

5、拉力為FeP/v，則顯然有FeFf。 nFfF1F1F1F1222n2工作狀態(tài) 帶傳動的最大有效拉力Felim有多大？ 由歐拉公式確定，即：feFF211120limffeeeFF取繞在主動輪或從動輪上的傳動帶為研究對象 ，有：FeFfF1F2；因此有：F1F0Fe2；F2F0Fe2；nFfF1F1F1F1222n2工作狀態(tài) 歐拉公式給出的是帶傳動在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說是給出了一個(gè)具體的帶傳動所能提供的最大有效拉力Felim 。由歐拉公式可知：12包角的概念預(yù)緊力F0最大有效拉力Felim 包角最大有效拉力Felim 摩擦系數(shù) f最大有效拉力Feclim當(dāng)已知帶傳遞的載荷時(shí)，可根據(jù)

6、歐拉公式確定應(yīng)保證的最小初拉力F0。二、帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動在工作過程中帶上的應(yīng)力有：拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力； 離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運(yùn)動時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離 心拉應(yīng)力； 彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。帶傳動的應(yīng)力分析演示為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。槽 型ZABCSPZSPASPASPCdmin（mm） 50751252006390140224三、帶傳動的運(yùn)動分析帶傳動在工作時(shí)，從緊邊到松邊，傳動帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。帶傳動中因帶的彈性變形變化所導(dǎo)致的帶與帶輪之間的相對運(yùn)動，稱為彈性滑動。彈性滑動導(dǎo)致：從動輪的圓周速

7、度v2主動輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動率來表示： %100121vvv12)1 (vv或)/(6000011d1smndv)/(6000022d2smndv其中：因此，傳動比為：)1 (1d2d21ddnni 若帶的工作載荷進(jìn)一步加大，有效圓周力達(dá)到臨界值Felim后，則帶與帶輪間會發(fā)生顯著的相對滑動，即產(chǎn)生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動失效，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。返回8-3 V 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則帶傳動的主要失效形式是打滑和傳動帶的疲勞破壞。帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在不打滑的條件下，具有一定的疲在不打滑的條件下，具有一定的疲 勞強(qiáng)度和壽命勞強(qiáng)度和壽命

8、。2單根V帶的基本額定功率帶傳動的承載能力取決于傳動帶的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、長度，帶傳動的轉(zhuǎn)速、包角和載荷特性等因素。單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)和分析確定的。 ，特定帶長，平穩(wěn)工作條件下單根帶傳遞的許用功率P。180單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的功率為： 傳遞最大有效拉力： 傳遞的臨界功率： 詳細(xì)說明由疲勞強(qiáng)度條件： 由于單根帶基本額定功率P0是在特定條件下經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得的，因此，在針對某一具體條件進(jìn)行帶傳動設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這一具體的條件對所選定的帶的基本額定功率P0進(jìn)行修正，以滿足設(shè)計(jì)要求。3帶傳動設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)為：功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i），傳動 位置要求及工作條件等

9、。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定帶的類型和截型、長度L、根數(shù)Z、傳動中心距a、帶輪基準(zhǔn)直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。4帶傳動設(shè)計(jì)步驟確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率Pca ：PKPAcaP傳遞的額定功率（傳遞的額定功率（KW）KA工況系數(shù)，表工況系數(shù)，表8-7 選擇帶型號：選擇帶型號：Pca，n1圖圖8-11（型號）（型號） 確定帶輪直徑確定帶輪直徑dd1和和dd2 dd1過小，彎曲應(yīng)力增加，過小，彎曲應(yīng)力增加， dd1過大相同轉(zhuǎn)速下帶速過大相同轉(zhuǎn)速下帶速增加，所以設(shè)計(jì)時(shí)，增加，所以設(shè)計(jì)時(shí)， dd1大于或等于大于或等于ddmin,和帶速和帶速v=525m/s, 先按表先按表8-6選取選取dd1，然后驗(yàn)算然后驗(yàn)算 v dd2=

10、i dd1 dd2也要按表也要按表8-8圓整后選取，從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速誤圓整后選取，從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速誤差要控制在差要控制在5%以內(nèi)。以內(nèi)。說明說明確定中心距確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度和帶的基準(zhǔn)長度Ld （1）初定中心距）初定中心距a。如果中心距未定，可按下式初選。如果中心距未定，可按下式初選。 212127 . 0ddoddddadd021221004)()(22addddaLddddd根據(jù)根據(jù)L0，即可由表，即可由表8.2選取選取 接近的接近的Ld( 2 ) 確定中心距確定中心距a，中心距，中心距a可用下面近似公式計(jì)算：可用下面近似公式計(jì)算：2/ )(00ddLLaa 考慮到安裝、調(diào)速和補(bǔ)償張

11、緊的需要，實(shí)際中心考慮到安裝、調(diào)速和補(bǔ)償張緊的需要，實(shí)際中心距調(diào)整范圍為：距調(diào)整范圍為：說明ddLaaLaa03. 0015. 0maxmin驗(yàn)算小輪包角驗(yàn)算小輪包角 )3 .57(60180121adddd)90(1確定確定V帶的根數(shù)帶的根數(shù)（1）確定實(shí)際工作條件下單根）確定實(shí)際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率帶所能傳遞的功率PrPr=（P0 +P）KKLP P說明說明K說明說明（2）確定帶的根數(shù)）確定帶的根數(shù)zLcarcaKKPPPPPz)(00 根數(shù)根數(shù)z應(yīng)小于或等于應(yīng)小于或等于8. 否則就要加大帶輪直徑甚否則就要加大帶輪直徑甚至改選至改選V帶型號帶型號 確定帶的初拉力確定帶的初拉力F0

12、（單根帶）（單根帶） 20) 15 . 2(500VqKVZPFca 計(jì)算帶作用于軸的壓力計(jì)算帶作用于軸的壓力FQ 2sin210ZFFQ返回1V帶輪設(shè)計(jì)的要求結(jié)構(gòu)工藝性好、無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻。輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損。各輪槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使帶的載荷分布較為均勻。 8-4 V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2帶輪的材料通常采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150和HT200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。 小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。 3結(jié)構(gòu)與尺寸V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有：實(shí)心式、 腹板式、 孔板式和 輪輻式。 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式。帶輪

13、的其它結(jié)構(gòu)尺寸通常按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。詳細(xì)說明詳細(xì)說明根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸。詳細(xì)說明詳細(xì)說明返回8-5 帶傳動的張緊裝置與維護(hù)張緊的目的 根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作； 運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必 須重新張緊，才能正常工作。 常見的張緊裝置有定期張緊裝置、自動張緊裝置、張緊輪張緊裝置。定期張緊裝置自動張緊裝置張緊輪裝置張緊輪一般應(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。 帶的維護(hù)帶的維護(hù) 安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小a a或順勢盤上）或順勢盤上）

14、返回帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以 免腐蝕帶，不能曝曬免腐蝕帶，不能曝曬不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不勻不勻防護(hù)罩防護(hù)罩定期張緊定期張緊安裝時(shí)兩輪槽應(yīng)對準(zhǔn)，處于同一平面安裝時(shí)兩輪槽應(yīng)對準(zhǔn)，處于同一平面8-6 帶傳動設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)已知條件：設(shè)計(jì)一普通V帶傳動，該傳動為帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的高速級傳動，所需的傳遞功率P=5.5KW，由Y系列三相異步電動機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)速n1=1440r/min; 從動輪轉(zhuǎn)速n2=550r/min.每天工作8小時(shí)。確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率Pca ：查表查表8-7得：得：KA=1.1

15、 Pca=1.1X5.5=6.05KW選擇帶型號：選擇帶型號：由由Pca，n1查圖查圖8-11，選，選A型型V帶；帶； 確定帶輪直徑確定帶輪直徑dd1和和dd2由表由表8-6及表及表8-8，取小帶輪，取小帶輪dd1=112mm小帶輪轉(zhuǎn)速小帶輪轉(zhuǎn)速V=dd1n1/60X1000=8.44(m/s)從動輪直徑：從動輪直徑：dd2=idd1=293.24mm, 查表查表8-8選取選取 dd2=280mm 從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速從動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速n2=n1/(280/112)=576m/s 實(shí)際轉(zhuǎn)速和設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速差為：實(shí)際轉(zhuǎn)速和設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速差為： （576-550）/550X100%=4.7%5%確定中心距確定中

16、心距a和帶的基準(zhǔn)長度和帶的基準(zhǔn)長度Ld （1）初定中心距）初定中心距a。mmammo7844 .274212127 . 0ddoddddadd 取取a。=500mm021221004)()(22addddaLddddL0=1630mm,查表查表8-2得：得：Ld=1600mm( 2 ) 確定中心距確定中心距a，mmLLaad4852/ )(00mmLaammLaadd53303. 0461015. 0maxmin驗(yàn)算小輪包角驗(yàn)算小輪包角dddd確定確定V帶的根數(shù)帶的根數(shù)由表由表8-4a 通過通過dd1及及n1經(jīng)線性插值得經(jīng)線性插值得P0=1.6KWP0 =（P0 +P）KKL P=0.17（表（表8-4b） K=0.95（表（表8-5