帶傳動授課課件

第八章帶傳動第八章帶傳動1第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動的工作狀況分析§8-3

V帶傳動的設計計算§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設計§8-5

V帶傳動的張緊裝置第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動的工作狀況2一．工作原理：靠摩擦傳動二．工作特點1·緩沖、吸振2·瞬時傳動比不穩(wěn)定3·壓軸力大4·結(jié)構(gòu)簡單、維護方便5·適于遠距離傳動§8-1概述一．工作原理：靠摩擦傳動二．工作特點1·緩沖、吸振2·瞬時傳3三．帶的類型1．平帶●工作面：內(nèi)表面●分類：帆布芯平帶、編織平帶（棉織帶、毛織帶、縫合帶）、錦綸片復合帶等。有接頭●剖面：扁平長方形●特點及應用：最為簡單、在傳動中心距較大的情況下應用較多。工作面三．帶的類型1．平帶●工作面：內(nèi)表面●分類：帆布芯平帶、編4帶傳動授課課件52．V帶●工作面：兩側(cè)面●分類(按形狀)：分類見下頁●剖面：等腰梯形'●組成簾布芯結(jié)構(gòu)－－膠簾布繩芯結(jié)構(gòu)－－膠線繩頂膠1、抗拉體2、底膠3、包布42．V帶●工作面：兩側(cè)面●分類(按形狀)：分類見下頁●剖面：6帶傳動授課課件7⑴普通Ｖ帶環(huán)形、無接頭截面積小大●其型號七種：Y

Z

A

B

C

D

E承載能力小大●基準直徑D：節(jié)寬bp相對應的帶輪直徑?！窕鶞书L度Ld：基準直徑上的周線長度(公稱長度)'⑴普通Ｖ帶環(huán)形、無接頭截面積小大●其型號七種：YZ8帶傳動授課課件9帶傳動授課課件10⑵窄V帶●寬度比普通V帶窄1/3，功率P可增加1.5~2.5倍●抗拉體為合成纖維繩●其型號有四種：SPZ

SPA

SPB

SPC3．圓型帶：剖面圓型（縫紉機傳動帶）⑶齒形V帶：抗拉層為鋼絲繩或玻璃纖維繩工作面上帶齒，靠嚙合傳動⑷其它：聯(lián)組V帶、大楔角V帶、寬V帶⑵窄V帶●寬度比普通V帶窄1/3，功率P可增加1.5~2.511帶傳動授課課件12帶傳動授課課件13帶傳動授課課件14帶傳動授課課件15帶傳動授課課件16帶傳動授課課件17一．受力分析：取分離體1．工作前：預緊力F0，F(xiàn)1/F2=12．工作時：緊邊

F0↑F１

→

F１>F0

松邊

F0↓F２→

F２<F0

此時F1>F2即F1/F2＞1松邊緊邊§8-2帶傳動的工作狀況分析一．受力分析：取分離體1．工作前：預緊力F0，F(xiàn)1/183·有效拉力Fe

：令Fe=F１-F2

⑴取分離體分析得到即：ΣFf=F1-

F2=Fe

⑵3·有效拉力Fe：令Fe=F１-F219當V一定，若P增加，所需Fe增加所需Ff增加，而Ff摩擦力有一個極限Ffmax，當所需Ff大于Ffmax，皮帶將打滑。（最大有效拉力Fec）∵分析帶輪接觸面上摩擦力之總和等于所傳遞的有效拉力結(jié)論∵ΣFf=F1-

F2=Fe當V一定，若P增加，所需Fe增加所需Ff增加，而Ff摩20帶的摩擦傳動原理(小結(jié)）初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶上的作用力緊邊拉力作用在緊邊上的拉力松邊拉力作用在松邊上的拉力有效拉力帶和帶輪接觸面上的摩擦力總和各個力之間的關系帶傳動所傳遞的功率注意各參數(shù)的單位帶的摩擦傳動原理(小結(jié)）初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶21二．最大有效拉力Fec及其影響因素1．最大有效拉力Fec

●取微量長度帶分析，略去質(zhì)量和離心力水平方向：化簡為：兩邊積分：垂直方向：fdN=dFf=二．最大有效拉力Fec及其影響因素1．最大有效拉力Fec●22式中e——

自然對數(shù)底(e=2.718……)

f——

摩擦系數(shù)

α——

帶在帶輪上的包角●由力與變形關系得到：F1-F0=F0-F2

F1+F2=2F0

⑷

——歐拉公式⑶●聯(lián)立⑴⑵⑶⑷式得到：式中e——自然對數(shù)底(e=2.718……)●由力與變形關23①預緊力F0

：F0增加→Fec增加→傳動能力增加。

a·F0過大→發(fā)熱磨損增加→帶壽命降低。

b·F0過小→傳動效率就低。②包角α：a.α增加→Fec增加→Ff增加。

故水平布置應使緊邊在下松邊在上。

b.打滑首先發(fā)生于小輪上。

c·包角α不可能太大（180°）。2·影響因素：預緊力F0、包角α、摩擦系數(shù)f

小輪先打滑①預緊力F0：F0增加→Fec增加→傳動能力增加。②包角③摩擦系數(shù)f：

f增加→Fec增加，但f不可能太大，太大帶易磨損∵膠帶對鑄鐵的f(一般為0.8)大于膠帶對鋼的f(一般為0.4)∴帶輪多選用鑄鐵。b.V帶的傳動能力大于平帶f平f2cosf2sinfV>+=jjQa.帶輪多選用鑄鐵③摩擦系數(shù)f：∵膠帶對鑄鐵的f(一般為0.8)大于b.V帶25增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施1.合理安排松邊、緊邊的位置增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施1.合理安排松邊、緊邊的位置262.合理張緊（注意張緊輪的位置）2.合理張緊（注意張緊輪的位置）27三．應力分析：設帶的截面面積為Amm21．拉應力：緊邊σ1=F1/A

松邊σ2=F2/A且σ1>

σ２

作用在整個帶長上2．彎曲應力：作用在彎曲部分當h一定時，d越小，則彎曲應力越大∵d1<d2∴σb1>

σb2∴應限制小帶輪直徑d1

，使d1≥dmin三．應力分析：設帶的截面面積為Amm21．拉應力：緊邊σ3．離心應力—離心應力產(chǎn)生（取微量長度dl）3．離心應力—離心應力產(chǎn)生（取微量長度dl）29帶傳動授課課件30①帶緊邊剛繞上小帶輪處的應力最大，且為

σmax=σ1+σb1+σc②帶處于變應力下工作，可能發(fā)生疲勞失效結(jié)論①帶緊邊剛繞上小帶輪處的應力最大，且為②帶處于變應力下工作，31帶壽命縮短一半。輪徑減小10%功率提高10%帶長減小50%帶壽命縮短一半。輪徑減小10%32四．彈性滑動和打滑1．彈性滑動——不可避免，固有特性原因：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量的相對運動。帶是彈性體，且緊邊、松邊存在拉力差。后果：V2<V1，傳動比i不準確，微量磨損，產(chǎn)生溫升。措施：選彈性模量大的材料。四．彈性滑動和打滑1．彈性滑動——不可避免，固有特性原因：由33BB*.彈性滑動現(xiàn)象分析：緊邊在A點繞上主動輪帶的拉力逐漸降低，變形量減小帶速滯后于帶輪B*點滯后B點即帶與輪之間發(fā)生相對滑動ABB*.彈性滑動現(xiàn)象分析：A342．滑動率ε2．滑動率ε35式中n1、n2—主、從動輪轉(zhuǎn)速

d1、d2—主、從動輪計算直徑

ε—滑動率，一般ε＝0.01~0.02因為ε較小，可忽略，則有

i=n1/n2=d2/d1式中n1、n2—主、從動輪轉(zhuǎn)速因為ε較小，可忽略，則有363．打滑——可以避免原因：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯著的相對運動后果：無法正常工作，磨損發(fā)熱嚴重措施：防止過載、合適的預拉力，3．打滑——可以避免原因：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯37帶的彈性滑動和打滑：小結(jié)

1.動弧是接觸弧的一部分

2.動弧位于主動輪的出口邊

3.歐拉公式適用于動弧

4.當動弧擴展到整個接觸弧時發(fā)生打滑

5.彈性滑動不可避免，打滑可以避免

6.彈性滑動造成傳動比i不穩(wěn)定帶的彈性滑動和打滑：小結(jié)38作業(yè)：8-6摩擦型帶傳動常用的類型有哪幾種？各應用在什么場合？答案見課本P144作業(yè)：答案見課本P14439五．帶傳動的失效形式和設計準則1．失效形式：疲勞破壞，打滑。2．設計準則：保證帶傳動在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命由疲勞強度條件：由不打滑條件：五．帶傳動的失效形式和設計準則1．失效形式：疲勞破壞，40∴單根V帶既不打滑又不疲勞時所能傳遞的最大功率稱為基本額定功率：∴單根V帶既不打滑又不疲勞時所能傳遞的最大功率稱為基本額定41特定條件：包角α=180o，特定長度、平穩(wěn)工

作條件，P0值見表8-4a☆☆當與實驗條件不同時，將引入一系列的修正系數(shù)：工作情況系數(shù)————

P156；包角系數(shù)————

P155

帶長系數(shù)————P146

功率的增量————P153單根V帶的額定功率為：特定條件：包角α=180o，特定長度、平穩(wěn)工☆☆當與實驗條件一．原始數(shù)據(jù)功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2(或i)，傳動用途，工作條件等二．設計內(nèi)容1．定帶的型號、長度和根數(shù)。2．定傳動中心距3．帶輪結(jié)構(gòu)尺寸§8-3

V帶傳動的設計計算一．原始數(shù)據(jù)功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2(或i)，傳動用途，工作條43三．設計計算步驟1．計算功率Pca：Pca

＝KAP

KA為工作情況系數(shù)2．選擇帶的型號：由Pca、n1定型號三．設計計算步驟1．計算功率Pca：Pca＝KAP2．44帶傳動授課課件453．選定帶輪直徑dd1、dd2dd1：小→結(jié)構(gòu)緊湊過小→彎曲應力過大→帶壽命降低∴dd1≥（dd）mindd2：dd2＝i*dd1

dd1、dd2應圓整，且符合P157表8-8的標準200C75A20Y50035512550dminEDBZ帶型3．選定帶輪直徑dd1、dd2dd1：小→結(jié)構(gòu)緊464．驗算帶速vv太大→離心力過大→疲勞壽命降低v太小→Fe(=1000P/v)過大→帶根數(shù)Z過多→帶輪寬度等尺寸增大∴5m/s<v≤(25~30)m/s5．定中心距a和帶長Ld設計時先初選a0→求L'd→查標準Ld→求實際a初選取0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)4．驗算帶速vv太大→離心力過大→疲勞壽命降低∴5m/s<v47初選取0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)原因：a0過小→α1過小→Fec過小→傳動能力低→帶較短→單位時間內(nèi)循環(huán)次數(shù)多→壽命降低

a0過大→帶較長→易抖動考慮安裝調(diào)整和補償預緊力，a的變動范圍為：

amin=a-0.015Ldamax=a+0.03Ld初選取0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+486．驗算包角α16．驗算包角α17．定帶的根數(shù)Z（圓整）7．定帶的根數(shù)Z（圓整）508．確定預緊力F08．確定預緊力F0519．壓軸力FP9．壓軸力FP52一．設計要求：質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、精度要保證。二．材料：鑄鐵、鑄鋁、塑料。三．結(jié)構(gòu)形式§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設計實心式輪輻式孔板式腹板式一．設計要求：質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、二．材料：鑄鐵、鑄53四．V帶安裝時的二個問題1．帶的楔角φ≠帶輪楔角φ0，φ＝40°＞φ0普通V帶φ0=34o、36o、38o2．V帶正確安裝位置。問題：為什么帶的楔角φ大于帶輪楔角φ0？輪槽尺寸、結(jié)構(gòu)尺寸見書表格'四．V帶安裝時的二個問題1．帶的楔角φ≠帶輪楔角φ0，φ＝54

實心式腹板式孔板式輪輻式實心式腹板式55帶傳動授課課件56帶傳動授課課件57帶傳動授課課件58帶傳動授課課件59★張緊目的：保證帶的傳動能力?！飶埦o方法：一．定期張緊二．自動張緊三．張緊輪張緊：張緊輪的位置§8-5

V帶傳動的張緊裝置★★一般張緊輪放在松邊的內(nèi)側(cè)靠近大輪處，使帶只受單向彎曲，且對小輪上的包角影響較小。張緊輪輪槽尺寸與帶輪相同，但直徑小于小輪的直徑。但也可放在外側(cè)靠小帶輪處。問題：分析張緊輪安裝位置對帶傳動的影響?！飶埦o目的：保證帶的傳動能力?！飶埦o方法：一．定期張緊二．自60帶傳動授課課件61帶傳動授課課件62帶傳動授課課件63帶傳動授課課件64第八章帶傳動第八章帶傳動65第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動的工作狀況分析§8-3

V帶傳動的設計計算§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設計§8-5

V帶傳動的張緊裝置第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動的工作狀況66一．工作原理：靠摩擦傳動二．工作特點1·緩沖、吸振2·瞬時傳動比不穩(wěn)定3·壓軸力大4·結(jié)構(gòu)簡單、維護方便5·適于遠距離傳動§8-1概述一．工作原理：靠摩擦傳動二．工作特點1·緩沖、吸振2·瞬時傳67三．帶的類型1．平帶●工作面：內(nèi)表面●分類：帆布芯平帶、編織平帶（棉織帶、毛織帶、縫合帶）、錦綸片復合帶等。有接頭●剖面：扁平長方形●特點及應用：最為簡單、在傳動中心距較大的情況下應用較多。工作面三．帶的類型1．平帶●工作面：內(nèi)表面●分類：帆布芯平帶、編68帶傳動授課課件692．V帶●工作面：兩側(cè)面●分類(按形狀)：分類見下頁●剖面：等腰梯形'●組成簾布芯結(jié)構(gòu)－－膠簾布繩芯結(jié)構(gòu)－－膠線繩頂膠1、抗拉體2、底膠3、包布42．V帶●工作面：兩側(cè)面●分類(按形狀)：分類見下頁●剖面：70帶傳動授課課件71⑴普通Ｖ帶環(huán)形、無接頭截面積小大●其型號七種：Y

Z

A

B

C

D

E承載能力小大●基準直徑D：節(jié)寬bp相對應的帶輪直徑?！窕鶞书L度Ld：基準直徑上的周線長度(公稱長度)'⑴普通Ｖ帶環(huán)形、無接頭截面積小大●其型號七種：YZ72帶傳動授課課件73帶傳動授課課件74⑵窄V帶●寬度比普通V帶窄1/3，功率P可增加1.5~2.5倍●抗拉體為合成纖維繩●其型號有四種：SPZ

SPA

SPB

SPC3．圓型帶：剖面圓型（縫紉機傳動帶）⑶齒形V帶：抗拉層為鋼絲繩或玻璃纖維繩工作面上帶齒，靠嚙合傳動⑷其它：聯(lián)組V帶、大楔角V帶、寬V帶⑵窄V帶●寬度比普通V帶窄1/3，功率P可增加1.5~2.575帶傳動授課課件76帶傳動授課課件77帶傳動授課課件78帶傳動授課課件79帶傳動授課課件80帶傳動授課課件81一．受力分析：取分離體1．工作前：預緊力F0，F(xiàn)1/F2=12．工作時：緊邊

F0↑F１

→

F１>F0

松邊

F0↓F２→

F２<F0

此時F1>F2即F1/F2＞1松邊緊邊§8-2帶傳動的工作狀況分析一．受力分析：取分離體1．工作前：預緊力F0，F(xiàn)1/823·有效拉力Fe

：令Fe=F１-F2

⑴取分離體分析得到即：ΣFf=F1-

F2=Fe

⑵3·有效拉力Fe：令Fe=F１-F283當V一定，若P增加，所需Fe增加所需Ff增加，而Ff摩擦力有一個極限Ffmax，當所需Ff大于Ffmax，皮帶將打滑。（最大有效拉力Fec）∵分析帶輪接觸面上摩擦力之總和等于所傳遞的有效拉力結(jié)論∵ΣFf=F1-

F2=Fe當V一定，若P增加，所需Fe增加所需Ff增加，而Ff摩84帶的摩擦傳動原理(小結(jié)）初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶上的作用力緊邊拉力作用在緊邊上的拉力松邊拉力作用在松邊上的拉力有效拉力帶和帶輪接觸面上的摩擦力總和各個力之間的關系帶傳動所傳遞的功率注意各參數(shù)的單位帶的摩擦傳動原理(小結(jié)）初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶85二．最大有效拉力Fec及其影響因素1．最大有效拉力Fec

●取微量長度帶分析，略去質(zhì)量和離心力水平方向：化簡為：兩邊積分：垂直方向：fdN=dFf=二．最大有效拉力Fec及其影響因素1．最大有效拉力Fec●86式中e——

自然對數(shù)底(e=2.718……)

f——

摩擦系數(shù)

α——

帶在帶輪上的包角●由力與變形關系得到：F1-F0=F0-F2

F1+F2=2F0

⑷

——歐拉公式⑶●聯(lián)立⑴⑵⑶⑷式得到：式中e——自然對數(shù)底(e=2.718……)●由力與變形關87①預緊力F0

：F0增加→Fec增加→傳動能力增加。

a·F0過大→發(fā)熱磨損增加→帶壽命降低。

b·F0過小→傳動效率就低。②包角α：a.α增加→Fec增加→Ff增加。

故水平布置應使緊邊在下松邊在上。

b.打滑首先發(fā)生于小輪上。

c·包角α不可能太大（180°）。2·影響因素：預緊力F0、包角α、摩擦系數(shù)f

小輪先打滑①預緊力F0：F0增加→Fec增加→傳動能力增加。②包角③摩擦系數(shù)f：

f增加→Fec增加，但f不可能太大，太大帶易磨損∵膠帶對鑄鐵的f(一般為0.8)大于膠帶對鋼的f(一般為0.4)∴帶輪多選用鑄鐵。b.V帶的傳動能力大于平帶f平f2cosf2sinfV>+=jjQa.帶輪多選用鑄鐵③摩擦系數(shù)f：∵膠帶對鑄鐵的f(一般為0.8)大于b.V帶89增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施1.合理安排松邊、緊邊的位置增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施1.合理安排松邊、緊邊的位置902.合理張緊（注意張緊輪的位置）2.合理張緊（注意張緊輪的位置）91三．應力分析：設帶的截面面積為Amm21．拉應力：緊邊σ1=F1/A

松邊σ2=F2/A且σ1>

σ２

作用在整個帶長上2．彎曲應力：作用在彎曲部分當h一定時，d越小，則彎曲應力越大∵d1<d2∴σb1>

σb2∴應限制小帶輪直徑d1

，使d1≥dmin三．應力分析：設帶的截面面積為Amm21．拉應力：緊邊σ3．離心應力—離心應力產(chǎn)生（取微量長度dl）3．離心應力—離心應力產(chǎn)生（取微量長度dl）93帶傳動授課課件94①帶緊邊剛繞上小帶輪處的應力最大，且為

σmax=σ1+σb1+σc②帶處于變應力下工作，可能發(fā)生疲勞失效結(jié)論①帶緊邊剛繞上小帶輪處的應力最大，且為②帶處于變應力下工作，95帶壽命縮短一半。輪徑減小10%功率提高10%帶長減小50%帶壽命縮短一半。輪徑減小10%96四．彈性滑動和打滑1．彈性滑動——不可避免，固有特性原因：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量的相對運動。帶是彈性體，且緊邊、松邊存在拉力差。后果：V2<V1，傳動比i不準確，微量磨損，產(chǎn)生溫升。措施：選彈性模量大的材料。四．彈性滑動和打滑1．彈性滑動——不可避免，固有特性原因：由97BB*.彈性滑動現(xiàn)象分析：緊邊在A點繞上主動輪帶的拉力逐漸降低，變形量減小帶速滯后于帶輪B*點滯后B點即帶與輪之間發(fā)生相對滑動ABB*.彈性滑動現(xiàn)象分析：A982．滑動率ε2．滑動率ε99式中n1、n2—主、從動輪轉(zhuǎn)速

d1、d2—主、從動輪計算直徑

ε—滑動率，一般ε＝0.01~0.02因為ε較小，可忽略，則有

i=n1/n2=d2/d1式中n1、n2—主、從動輪轉(zhuǎn)速因為ε較小，可忽略，則有1003．打滑——可以避免原因：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯著的相對運動后果：無法正常工作，磨損發(fā)熱嚴重措施：防止過載、合適的預拉力，3．打滑——可以避免原因：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯101帶的彈性滑動和打滑：小結(jié)

1.動弧是接觸弧的一部分

2.動弧位于主動輪的出口邊

3.歐拉公式適用于動弧

4.當動弧擴展到整個接觸弧時發(fā)生打滑

5.彈性滑動不可避免，打滑可以避免

6.彈性滑動造成傳動比i不穩(wěn)定帶的彈性滑動和打滑：小結(jié)102作業(yè)：8-6摩擦型帶傳動常用的類型有哪幾種？各應用在什么場合？答案見課本P144作業(yè)：答案見課本P144103五．帶傳動的失效形式和設計準則1．失效形式：疲勞破壞，打滑。2．設計準則：保證帶傳動在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命由疲勞強度條件：由不打滑條件：五．帶傳動的失效形式和設計準則1．失效形式：疲勞破壞，104∴單根V帶既不打滑又不疲勞時所能傳遞的最大功率稱為基本額定功率：∴單根V帶既不打滑又不疲勞時所能傳遞的最大功率稱為基本額定105特定條件：包角α=180o，特定長度、平穩(wěn)工

作條件，P0值見表8-4a☆☆當與實驗條件不同時，將引入一系列的修正系數(shù)：工作情況系數(shù)————

P156；包角系數(shù)————

P155

帶長系數(shù)————P146

功率的增量————P153單根V帶的額定功率為：特定條件：包角α=180o，特定長度、平穩(wěn)工☆☆當與實驗條件一．原始數(shù)據(jù)功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2(或i)，傳動用途，工作條件等二．設計內(nèi)容1．定帶的型號、長度和根數(shù)。2．定傳動中心距3．帶輪結(jié)構(gòu)尺寸§8-3

V帶傳動的設計計算一．原始數(shù)據(jù)功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2(或i)，傳動用途，工作條107三．設計計算步驟1．計算功率Pca：Pca

＝KAP

KA為工作情況系數(shù)2．選擇帶的型號：由Pca、n1定型號三．設計計算步驟1．計算功率Pca：Pca＝KAP2．108帶傳動授課課件1093．選定帶輪直徑dd1、dd2dd1：小→結(jié)構(gòu)緊湊過小→彎曲應力過大→帶壽命降低∴dd1≥（dd）mindd2：dd2＝i*dd1

dd1、dd2應圓整，且符合P157表8-8的標準200C75A20Y50035512550dminEDBZ帶型3．選定帶輪直徑dd1、dd2dd1：小→結(jié)構(gòu)緊1104．驗算帶速vv太大→離心力過大→疲勞壽命降低v太小→Fe(=1000P/v)過大→帶根數(shù)Z