機械設(shè)計基礎(chǔ)8帶傳動匯編

1、8.1 概述8.2 帶和帶輪8.3 帶傳動的工作情況分析8.4 普通V帶傳動的設(shè)計與實例(shl)分析8.5 V帶傳動的張緊、安裝與維護8.6 同步帶傳動設(shè)計第8章 帶傳動(chundng)共五十四頁8.1 概述(i sh)帶傳動一般是由主動輪、從動輪緊套在兩輪(lin ln)上的傳動帶及機架組成。原動機轉(zhuǎn)動帶的傳動過程：主動輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動主動輪從動輪轉(zhuǎn)動帶與輪的摩擦共五十四頁一、帶傳動(chundng)的類型8.1 概述(i sh)共五十四頁二、帶傳動的布置(bzh)形式8.1 概述(i sh)共五十四頁帶傳動(chundng)演示8.1 概述(i sh)共五十四頁二、帶傳動的特點(tdin)和

2、應(yīng)用 傳動平穩(wěn),噪聲小,可緩沖吸振,有過載保護,可遠距離傳動,結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝和維護方便,但傳動比不準確(zhnqu),效率較低,壽命較短,且對軸的壓力大。特點：應(yīng)用： 常應(yīng)用于傳動比不要求準確、功率P100kW、v=525m/s、傳動比i5以及有過載保護的場合.8.1 概述共五十四頁1、 V帶的結(jié)構(gòu) 簾布(linb)結(jié)構(gòu) 線繩結(jié)構(gòu)包布層伸張(shnzhng)層抗拉層壓縮層一、普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準8.2 帶和帶輪共五十四頁普通(ptng)V帶分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號2 、普通(ptng)V帶的型號和基本尺寸8.2 帶和帶輪共五十四頁普通V帶和窄V帶的標(biāo)記由帶型、基準長度和

3、標(biāo)記號組成(z chn)，見如下示例：A1400 GB/T 115441997國標(biāo)代號(diho)基準長度v帶型號8.2 帶和帶輪共五十四頁二、普通(ptng)V帶輪的結(jié)構(gòu)1.V帶輪槽尺寸(ch cun)標(biāo)準當(dāng)v25m/s時， 用HT150；當(dāng)v=2530m/s時 用HT200；當(dāng)2545m/s時, 用球墨鑄鐵、鑄鋼或 鍛鋼；小功率時可用鑄鋁或塑料.2. 帶輪的材料8.2 帶和帶輪共五十四頁S型-實心(shxn)帶輪P型-腹板帶輪H型-孔板帶(bn di)輪E型-橢圓輪輻帶3.帶輪的結(jié)構(gòu)8.2 帶和帶輪共五十四頁Ff=F1-F2F=F1-F2 Ff = FF1-F0 = F0 - F2 2F0

4、=F1+F2初拉力F0緊邊拉力F1松邊拉力F2有效(yuxio)圓周力F總摩擦力Ff8.3 帶傳動的工作(gngzu)情況分析一、帶傳動的力分析共五十四頁 在帶即將打滑(dhu)的臨界緊邊拉力和松邊拉力的關(guān)系符合歐拉公式：可推知帶傳動(chundng)有效拉力F的大小為：表明，帶所傳遞的圓周力F與下列因素有關(guān)：初拉力F0摩擦系數(shù)f-V帶為包角a帶傳動在不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為：8.3 帶傳動的工作情況分析共五十四頁1 、由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生(chnshng)的應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力(yngl)松邊拉應(yīng)力有效拉應(yīng)力通過分析可知，帶傳動時，皮帶中存在著三種應(yīng)力二、帶傳動的應(yīng)力分析8.3 帶傳動的

5、工作情況分析A帶的橫截面積，mm2共五十四頁2 、由離心力產(chǎn)生(chnshng)的拉應(yīng)力作用(zuyng)于帶的全長上離心力3、彎曲應(yīng)力表8.6 P1158.3 帶傳動的工作情況分析q帶每米的質(zhì)量，kg/m共五十四頁4、帶工作過程應(yīng)力(yngl)分布(1)帶受變應(yīng)力作用（疲勞破壞）(2)帶中變應(yīng)力最大值max位于(wiy)緊邊帶繞上小輪處。緊邊松邊8.3 帶傳動的工作情況分析共五十四頁三、帶傳動(chundng)的彈性滑動與打滑 由于帶的彈性變形(bin xng)而引起帶在輪面上滑動的現(xiàn)象，稱為彈性滑動。 帶傳動時，帶與輪面之間存在著彈性滑動,這使得從動帶輪的圓周速度v2總是低于主動帶輪的圓周

6、速度v1。8.3 帶傳動的工作情況分析V帶速v2相對于v1的降低率稱為帶傳動的滑動率e：共五十四頁帶傳動(chundng)的傳動(chundng)比為從動輪(dngln)的轉(zhuǎn)速為彈性滑動：由帶的彈性變形和拉力差引起，是帶傳動所不可避免 的特性,導(dǎo)致帶傳動的傳動比不準確。打滑：由過載引起，導(dǎo)致傳動失效。 隨載荷變化而變化。因 是變量，故帶傳動的傳動比不準確。通常8.3 帶傳動的工作情況分析粗略計算可忽略不計共五十四頁V帶傳動的失效形式(xngsh)：打滑和疲勞破壞V帶傳動的設(shè)計準則：在保證帶工作時不打滑的條件下，具有一定(ydng) 的疲勞強度和壽命。-在一定條件下，由帶的疲勞強度決定的許用拉應(yīng)

7、力。一、V帶傳動的失效形式和設(shè)計準則帶既不打滑又有一定疲勞強度時所能傳遞的功率在即將打滑的臨界狀態(tài)下，帶傳動的最大有效圓周力8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁二、單根V帶傳遞(chund)的功率單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實驗(shyn)和分析確定的。 實驗條件：傳動比i=1、包角180、特定長度、平穩(wěn)的工作載荷。 表8.78.13 (P117) 當(dāng)實際工作條件與上述條件不同時，應(yīng)該對 進行修正。 K包角修正系數(shù) （圖8.11 P121） KL為帶長修正系數(shù)，考慮帶長不等于特定長度時對傳動能力的影響。 （表8.4 P111)功率增量Kb 彎曲影響系數(shù)（表8.14 P121)；

8、Ki 傳動比系數(shù)（表8.15)當(dāng)條件變化時：i 18.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁三、V帶傳動的設(shè)計步驟(bzhu)和方法設(shè)計的已知條件為：傳動的工作情況，功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i）以及空間尺寸要求。設(shè)計內(nèi)容：確定(qudng)V帶的型號、長度L和根數(shù)Z、傳動中心距a及帶輪基準 直徑，畫出帶輪零件圖等。1.確定計算功率式中：傳遞的名義功率（如電動機的額定功率，KW）工作情況系數(shù)8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁工作(gngzu)情況系數(shù)KA工作情況KA軟啟動硬啟動每天工作小時數(shù)/h1010161610101616載荷變動微小離心式水泵和壓縮機、輕型輸送機等1.01.

9、11.21.11.21.3載荷變動小壓縮機、發(fā)電機、金屬切削機床、印刷機、木工機械等1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機、斗式提升機、起重機、沖剪機床、紡織機械、橡膠機械、重載輸送機、磨粉機等1.21.31.41.41.51.6載荷變動大破碎機、摩碎機等1.31.41.51.51.61.88.4 V帶傳動(chundng)的設(shè)計與實例分析共五十四頁2 .選擇(xunz)V帶的型號 根據(jù)計算功率Pc和主動輪（通常是小帶輪）轉(zhuǎn)速(zhun s)n1 由右圖選擇V帶型號。 當(dāng)所選取得結(jié)果在兩種型號的分界線附近，可以兩種型號同時計算，最后從中選擇較好的方案點擊小圖看大圖8.4 V帶傳

10、動的設(shè)計與實例分析共五十四頁3.確定(qudng)帶輪基準直徑 帶輪直徑小可使傳動結(jié)構(gòu)緊湊，但另一方面彎曲應(yīng)力大大，使帶的壽命(shumng)降低。設(shè)計時應(yīng)取小帶輪的基準直徑dd1ddmin，ddmin 的值查表8.6（P115）忽略彈性滑動的影響，dd2=dd1n1/n2，dd1、dd2宜取標(biāo)準值 （表8.3 P109）8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁4.驗算(yn sun)帶速 離心力增大(zn d)，帶輪間摩擦力減小，容易打滑 。帶速不宜過高，否則單位時間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動帶的工作壽命。 帶速不宜過低，否則當(dāng)傳遞功率一定時，傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多。一般v應(yīng)

11、在525m/s范圍內(nèi)8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁5.初定中心(zhngxn)距a和基準帶長Ld 按下式初步確定中心距a0初選(ch xun)a0后，可根據(jù)下式計算v帶的初選長度L08.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁 根據(jù)初選(ch xun)長度L0，由表選取與相近的基準長度Ld作為所選帶的長度，然后就可以計算出實際中心距a，即 考慮到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量。中心距的變動(bindng)范圍為 8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁6.驗算小帶輪包角 小帶輪包角可按下式計算(j sun) 一般要求 ，否則應(yīng)適當(dāng)增大中心距或減小傳動比，

12、也可以加張緊輪。 7.確定(qudng)V帶根數(shù)Z 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zddmin=125mm8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁大輪帶(lndi)輪基準直徑dd2為 按表9.3，選取(xunq)標(biāo)準直徑dd2=500mm,實際傳動比i、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min 從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為在 以內(nèi)，為允許值8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁4）驗算(yn sun)帶速V帶速度(sd)在525m/s范圍內(nèi)。 5）確定帶的基準長度Ld和實際中心距a 按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初步確定中心距 由式（9.

13、19）得 由表9.4選取基準長度Ld4000mm8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁由式（9.20）的實際(shj)中心距a為 中心(zhngxn)距a的變動范圍為 =1427mm a=a+0.03Ld =(1487+0.03*4000)mm =1607mm 8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁6）校驗(xio yn)小帶輪包角 由式（9.3）得7）計算(j sun)V帶的根數(shù)z 由式（9.22）得 8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁根據(jù) ，n=1440r/min，查表9.10，用內(nèi)插法得 P0=2.82KW由式9.15得功率(gngl)增量P0 由查表9.18查得 根據(jù)(

14、gnj)傳動比i=3.57，查表9.19得Ki=1.1373 則8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁 由表9.4查得帶長度修正系數(shù)(xsh)KL=1.13，由圖9.17查得包角系數(shù)Ka=0.97，得普通帶根數(shù)取z=4根 8）求初拉力F0及帶輪軸(lnzhu)上的壓力FQ 由表9.6查得B型普通V帶的每米質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式(9.23)得單根V帶的初拉力為 8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁由式(9.24)可的作用(zuyng)在軸上的壓力FQ 9）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(shj)（設(shè)計(shj)過程及帶輪工作圖略）。 選用4根B-4000GB 117189V帶，中心距a=14

15、87mm，帶輪直徑dd1=140，dd2=500，軸上壓力FQ=2067.4N 。 10）設(shè)計結(jié)果 8.4 V帶傳動的設(shè)計與實例分析共五十四頁8.5 V帶傳動(chundng)的張緊、安裝與維護根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常(zhngchng)工作；張緊的目的運轉(zhuǎn)一定時間后，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。1.定期張緊裝置一、帶傳動的張緊共五十四頁2.自動(zdng)張緊裝置張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應(yīng)盡量(jnling)靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包

16、角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。 3.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。 8.5 V帶傳動的張緊、安裝與維護共五十四頁二、帶傳動(chundng)的安裝與維護1.平行軸傳動時，各帶輪的軸線必須(bx)保持規(guī)定的平行度。8.5 V帶傳動的張緊、安裝與維護共五十四頁2.安裝皮帶(p di)時，應(yīng)通過調(diào)整中心距使皮帶(p di)張緊，嚴禁強行撬入和撬出，以免損傷皮帶(p di)。3.不同廠家(chn ji)的V帶和新舊不同的V帶，不能同組使用 。4.按規(guī)定的張緊力張緊（測定方法如右圖）。5.

17、加防護罩以保護安全，防酸、堿、油及不在60以上的環(huán)境下工作。8.5 V帶傳動的張緊、安裝與維護共五十四頁8.6 同步帶傳動(chundng)設(shè)計一、同步帶傳動的特點(tdin)和應(yīng)用 同步帶綜合了帶傳動和鏈傳動的特點。由1強力層、2帶齒、3帶背組成同步帶的優(yōu)點：無相對滑動、帶長不變， 傳動比穩(wěn)地帶薄而輕，強度高，適合 高速傳動帶的柔性好可用直徑較小的帶輪，能獲得較大的傳動比傳動效率高初拉力較小，故軸和軸承上所受的載荷小共五十四頁同步帶的缺點(qudin)：制造、安裝(nzhung)精度要求高、成本高同步帶的用途：主要用于要求傳動比準確的中、小功率傳動中，如計算機、錄音機、磨床和紡織機械等8.6

18、 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁二、同步帶的參數(shù)、型式(xn sh)、尺寸和標(biāo)記1.同步帶的參數(shù)(cnsh)：(1)節(jié)距pb：(2)模數(shù)m：8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁2.同步帶的型式、尺寸(ch cun)和標(biāo)記：同步帶從結(jié)構(gòu)(jigu)上分為單面帶和雙面帶。雙面帶的帶齒排列分為DA型和DB型兩種形式。此外還有用于特殊用途的特殊結(jié)構(gòu)同步帶8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁例8.2 設(shè)計一液體攪拌機的同步帶傳動。已知該設(shè)備由額定功率 P=2.2kW、轉(zhuǎn)速 的鼠籠式電動機驅(qū)動，攪拌機 轉(zhuǎn)速 中心距a為500mm左右，每日三班制工作，中 心距可調(diào)。 解:1.確定計算功率 根據(jù)已知工作條件查表8.27，取

19、 則2.選定(xun dn)帶型和節(jié)距根據(jù)(gnj) 由圖8.19確定帶型為H型，對應(yīng)的節(jié)距 8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁3.選小帶輪數(shù)z1和帶輪直徑(zhjng)d1、d2由表8.28查得小帶輪最小齒數(shù)zmin=18 取小帶輪最小齒數(shù)z1=18 小帶輪節(jié)圓直徑(zhjng)大帶輪齒數(shù)由表8.29取標(biāo)準帶輪齒數(shù)Z2=60 大帶輪節(jié)圓直徑8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁4.校核(xio h)帶速v 帶速符合要求。5.確定(qudng)中心距a及帶長Lp初定中心距a0：根據(jù)機器的結(jié)構(gòu)要求，取a0=500mm。8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁帶長L0為由表8.23選取標(biāo)準節(jié)線長 帶的齒數(shù)z=120，帶長度(chngd)代號為600。因為(yn wi)軸間距可調(diào)整，則實際中心距a為8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁6.計算(j sun)小帶輪的嚙合齒數(shù)Zm 7.計算基本(jbn)額定功率 P0，其準寬度由表8.31查得H型帶的基準寬度的帶的許用工作拉力，帶的單位長度質(zhì)量則8.6 同步帶傳動設(shè)計共五十四頁8.確定(qudng)帶寬bs 由于(yuy)取由表8.24查得帶寬代號為150的H型帶的9.計算軸上的壓力F10.設(shè)計結(jié)果同步帶規(guī)格為600H150 GB1161689，小帶輪齒數(shù)大帶輪齒數(shù)，中心距a=507.2mm，軸上