第11章帶傳動

1、傳動篇傳動篇動力機動力機+傳動裝置傳動裝置+工作機工作機=機組機組(機器機器)三種基本組成方式三種基本組成方式 傳動裝置在整臺機器中占有相當?shù)谋壤?，如汽車中，制造傳動傳動裝置在整臺機器中占有相當?shù)谋壤缙囍?，制造傳動零件所花費的勞動量約占制造整個汽車的零件所花費的勞動量約占制造整個汽車的50%，而在金屬切削機床，而在金屬切削機床中則占中則占60%單流傳動單流傳動全部能量通過每一個零件，故尺寸較大，且要求傳全部能量通過每一個零件，故尺寸較大，且要求傳 動效率高動效率高分流傳動分流傳動工作機較多，但總功率不大工作機較多，但總功率不大匯流傳動匯流傳動工作機的功率大，為減小尺寸重量，采用多個動力工

2、作機的功率大，為減小尺寸重量，采用多個動力 機，一般用于低速重載機，一般用于低速重載動力機動力機一次動力機一次動力機汽輪機，內燃機，水輪機，風力機汽輪機，內燃機，水輪機，風力機二次動力機二次動力機電動機，液壓馬達，氣壓馬達電動機，液壓馬達，氣壓馬達傳動目的：傳動目的：1、能量的分配：工作機構所要求的速度、轉矩或力，通常與、能量的分配：工作機構所要求的速度、轉矩或力，通常與 動力機不同動力機不同2、轉速的改變：工作機構常需改變速度，如采用動力機調速，則、轉速的改變：工作機構常需改變速度，如采用動力機調速，則 很不經濟很不經濟3、運動形式的改變：動力機一般為回轉運動，而工作機構往往、運動形式的改變

3、：動力機一般為回轉運動，而工作機構往往 需要多樣運動，如螺旋傳動、直線運動、間歇運動需要多樣運動，如螺旋傳動、直線運動、間歇運動4、一個動力機有時要帶動若干運動形式和速度都不同的工作機構、一個動力機有時要帶動若干運動形式和速度都不同的工作機構 間接式間接式 直接式直接式帶有中間撓性件帶有中間撓性件 摩擦傳動摩擦傳動 帶傳動帶傳動 摩擦輪傳動摩擦輪傳動機械傳動：機械傳動： 嚙合傳動嚙合傳動 鏈傳動、鏈傳動、 齒輪齒輪 同步帶傳動同步帶傳動 蝸桿傳動蝸桿傳動摩擦傳動摩擦傳動嚙合傳動嚙合傳動電傳動電傳動由機械能由機械能電能，或電能電能，或電能機械能（可控硅）機械能（可控硅）機械傳動：摩擦傳動機械傳動

4、：摩擦傳動帶傳動（間接式），摩擦輪傳動（直接式）帶傳動（間接式），摩擦輪傳動（直接式） 嚙合傳動嚙合傳動鏈傳動、同步帶傳動，齒輪、蝸桿傳動鏈傳動、同步帶傳動，齒輪、蝸桿傳動流體傳動：液壓傳動流體傳動：液壓傳動 氣壓傳動氣壓傳動傳動的類型傳動的類型評價傳動的依據(jù)評價傳動的依據(jù)瞬時傳動比是否恒定瞬時傳動比是否恒定傳遞功率的大小傳遞功率的大小速度的高低速度的高低制造的精度要求制造的精度要求尺寸重量的大小尺寸重量的大小環(huán)保環(huán)保如何選擇傳動如何選擇傳動功率的大小功率的大小傳動比大小及傳動比的精確程度傳動比大小及傳動比的精確程度結構的限制結構的限制是否需要過載保護是否需要過載保護是否需要緩沖是否需要緩沖環(huán)

5、保要求環(huán)保要求傳動系統(tǒng)舉傳動系統(tǒng)舉例例11.111.1、概述、概述11.1.111.1.1、組成、主要類型及傳動形式、組成、主要類型及傳動形式組成：主動輪、從動輪、環(huán)形帶組成：主動輪、從動輪、環(huán)形帶類型：平帶、類型：平帶、V帶、多楔帶、同步帶、特殊截面帶帶、多楔帶、同步帶、特殊截面帶傳動形式傳動形式: :11.1.211.1.2、帶傳動的優(yōu)缺點、帶傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：（1）中心距較大中心距較大 （2）傳動平穩(wěn)）傳動平穩(wěn) （3）有過載保護作用）有過載保護作用 （4）結構簡單）結構簡單 缺點：缺點：（1）外形大外形大 （2）傳動比不穩(wěn)定）傳動比不穩(wěn)定 （3）傳動效率低）傳動效率低11.1.31

6、1.1.3、應用范圍、應用范圍（1）工作速度：工作速度：5 25m/s （2）傳動比：）傳動比：3 5（3）傳遞的功率：）傳遞的功率：500kW11.211.2、帶和帶輪、帶和帶輪11.2.111.2.1、平帶和帶輪、平帶和帶輪11.2.211.2.2、V V帶和帶輪帶和帶輪平帶：膠帆布帶、編織帶、高速膠帶、強力錦綸帶平帶：膠帆布帶、編織帶、高速膠帶、強力錦綸帶帶輪：輪緣稍帶弧形，防止掉帶帶輪：輪緣稍帶弧形，防止掉帶截面：左圖截面：左圖接頭：無接頭接頭：無接頭長度：有系列長度：有系列型號系列：型號系列：Y Z A B C D E角度特點：帶與帶輪不同角度特點：帶與帶輪不同 400 320 34

7、0 360 38011.2.311.2.3、帶輪結構、帶輪結構V帶的基準長度帶的基準長度 Ld ：在節(jié)線上量得的帶周長在節(jié)線上量得的帶周長V帶輪的基準直徑帶輪的基準直徑 D：與節(jié)線相對應的帶輪直徑與節(jié)線相對應的帶輪直徑帶傳動幾何尺寸帶傳動幾何尺寸 ：1 小帶輪包角小帶輪包角2 大帶輪包角大帶輪包角1 平帶和平帶和V帶的區(qū)別：帶的區(qū)別：楔形增壓效應楔形增壓效應當包角當包角 180時：時：V 帶帶 F1 /F2e v5平帶平帶 F1 /F2e 3由此可見由此可見：相同條件下，相同條件下， V 帶的傳動能力強于平帶帶的傳動能力強于平帶11.4.211.4.2、帶傳動的應力分析、帶傳動的應力分析工作時

8、，帶橫截面上的應力由三部分組成：工作時，帶橫截面上的應力由三部分組成：由緊邊和松邊拉力產生的拉應力；由緊邊和松邊拉力產生的拉應力；由離心力產生的拉應力；由離心力產生的拉應力；由彎曲產生的彎曲應力。由彎曲產生的彎曲應力。1、拉力、拉力F1、F2 產生的拉應力產生的拉應力1 、2 緊邊拉應力：緊邊拉應力：1 F 1/A MPa松邊拉應力：松邊拉應力：2 F2 /A MPaA 帶的橫截面積帶的橫截面積MPaAqvAFCC2雖然離心力只作用在做圓周運動的部分弧段，雖然離心力只作用在做圓周運動的部分弧段，由離心拉力由離心拉力 Fc 產生的拉應力為：產生的拉應力為：注意：注意：但其產生的離心拉力（或拉應力

9、）卻作用于帶但其產生的離心拉力（或拉應力）卻作用于帶的全部，且各剖面處處相等。的全部，且各剖面處處相等。3、帶彎曲而產生的彎曲應力、帶彎曲而產生的彎曲應力b帶繞過帶輪時發(fā)生彎曲，由材力公式：帶繞過帶輪時發(fā)生彎曲，由材力公式：MPaDyEb2節(jié)線至帶最節(jié)線至帶最外層的距離外層的距離帶的彈性帶的彈性模量模量顯然：顯然： D b 故：故： b 1 b 2帶繞過小帶輪帶繞過小帶輪時的彎曲應力時的彎曲應力帶繞過大帶輪時帶繞過大帶輪時的彎曲應力的彎曲應力與離心拉應力不同，與離心拉應力不同，彎曲應力只作用在彎曲應力只作用在繞過帶輪的那一部繞過帶輪的那一部分帶上分帶上 。2、離心應力、離心應力cD帶橫截面的應

10、力為三部分應力之和。帶橫截面的應力為三部分應力之和。各剖面的應力分布為：各剖面的應力分布為：最大應力發(fā)生在最大應力發(fā)生在 緊邊開始進入小帶輪處緊邊開始進入小帶輪處:11maxbc由此可知，帶受變應力作用，這將使帶產生疲勞破壞。由此可知，帶受變應力作用，這將使帶產生疲勞破壞。兩種滑動現(xiàn)象：兩種滑動現(xiàn)象：11.4.311.4.3、帶傳動的彈性滑動、打滑和滑動率、帶傳動的彈性滑動、打滑和滑動率1、彈性滑動、彈性滑動打打 滑滑 是帶傳動的一種失效形式，應避免是帶傳動的一種失效形式，應避免彈性滑動彈性滑動 正常工作時的微量滑動現(xiàn)象，不可避免正常工作時的微量滑動現(xiàn)象，不可避免彈性滑動是如何產生的？彈性滑動

11、是如何產生的？因因 F1 F2故松緊邊單位長度上故松緊邊單位長度上的變形量不等。的變形量不等。帶繞過主動輪時，由帶繞過主動輪時，由于拉力逐漸減小，所于拉力逐漸減小，所以帶逐漸收縮，使帶以帶逐漸收縮，使帶相對于主動輪的轉向相對于主動輪的轉向向后滑動。向后滑動。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動輪上。但情況有從動輪上。但情況有何不同？何不同？由此可見：彈性滑動由此可見：彈性滑動是由彈性變形和拉力是由彈性變形和拉力差引起的。差引起的。彈性滑動引起的不良后果：彈性滑動引起的不良后果： 使從動輪的圓周速度低于主動輪使從動輪的圓周速度低于主動輪 ，即，即 v2 1 從動輪直徑增大，從動輪直徑增大，傳

12、動能力提高，則額定功率增加傳動能力提高，則額定功率增加額定功率增量為：額定功率增量為： P0 查表查表11-10 帶長不等于特定帶長帶長不等于特定帶長 帶越長，單位時間內的應力循環(huán)次數(shù)越少，帶越長，單位時間內的應力循環(huán)次數(shù)越少，則帶的疲勞壽命越長。相反，短帶的壽命短。則帶的疲勞壽命越長。相反，短帶的壽命短。為此，引入帶長修正系數(shù)為此，引入帶長修正系數(shù) KL 。(表表11.12) 包角包角不等于不等于 小帶輪包角小于小帶輪包角小于，傳動能力有所下降，引，傳動能力有所下降，引入包角修正系數(shù)入包角修正系數(shù)K 。 K1(表表11.7)b2減小，減小，在實際工作條件下，單根在實際工作條件下，單根V帶的額

13、定功率為：帶的額定功率為：11.5.311.5.3、V V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算1. 已知條件及設計內容已知條件及設計內容傳遞的名義功率傳遞的名義功率P P ；已知條件已知條件主動輪轉速主動輪轉速n1 1 ；從動輪轉速從動輪轉速n2 2 或傳動比或傳動比 i ；傳動位置要求傳動位置要求 ；工況條件、原動機類型等工況條件、原動機類型等；V V帶的型號、長度和根數(shù)帶的型號、長度和根數(shù)；設計內容設計內容帶輪直徑和結構；帶輪直徑和結構；傳動中心距傳動中心距 a ；驗算帶速驗算帶速 v 和包角和包角 ；計算初拉力和壓軸力計算初拉力和壓軸力；2. 設計步驟和方法設計步驟和方法1、確定計算功率、確

14、定計算功率 Pc KAP2、根據(jù)、根據(jù)n1、 PC選擇帶的型號選擇帶的型號工況系數(shù)，工況系數(shù)，查表查表11.5。3、確定帶輪基準直徑、確定帶輪基準直徑D1、D2帶輪愈小，彎曲應力愈帶輪愈小，彎曲應力愈大，所以大，所以D1 dmin D2 = i D1(1 -）圓）圓整成標準值整成標準值4、驗算帶速、驗算帶速v （v525m/s）N5、確定中心距、確定中心距 a 及帶長及帶長 Ld6、驗算主動輪的包角、驗算主動輪的包角1 0012011203 .57180aDD7、計算帶的根數(shù)、計算帶的根數(shù) zN 1000LCCKKPPPPPz z ？NY8、確定初拉力、確定初拉力 F0 205 . 2500qvzvKPKFC9、計算壓軸力、計算壓軸