機(jī)械設(shè)計(jì)8章帶傳動(dòng)

Chapter8TransmissionofBelts§8-1Principalgeometricrelationshipsinbeltdrives§8-2Applicationsandworkcharacteristicsofbeltdrives§8-3V-beltdrivedesign概述Drivingpulley、thedrivenpulleyandthebelt。§8-1Principalgeometricrelationshipsinbeltdrives

Meshingtype：靠帶上的齒和帶輪上的齒相互嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。也稱為

同步帶傳動(dòng)1．Compositionofthebeltdrives2．Theprincipleoftransmission本章主要介紹摩擦帶傳動(dòng)。Drivingpulley

Drivenpulley

Frictiontype：靠帶和帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型3．ThetypeofbeltdrivesFlatbeltV-belt：Multiplev-belt：應(yīng)用不太廣，例如：高速磨床。常多根并用，承載能力大。應(yīng)用最為廣泛相當(dāng)于多個(gè)小V帶組成，兼有平帶傳動(dòng)和Ｖ帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。適用于輕載的場(chǎng)合，例如：縫紉機(jī)。工作面工作面概述Thefrictiontypecanbeclassifiedintofouraccordingtothecross-sectionshapeRoundbelt：（帶的類型→）帶傳動(dòng)概述4概述2.帶有彈性，能緩沖減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音?。?.摩擦帶傳動(dòng)過(guò)載時(shí)帶與帶輪打滑，以此保護(hù)其他零件。Disadvantages：1.帶的壽命短；2.對(duì)摩擦帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定；Advantages：

1.適用于中心距較大的傳動(dòng)，4．Thecharacteristicsofthebeltdrives在各類機(jī)械中應(yīng)用廣泛，但摩擦帶傳動(dòng)不適用于對(duì)傳動(dòng)比有精確要求的場(chǎng)合。5．Theapplicationsofthebeltdrives通常，傳遞的功率≤700kW；帶速一般為5～25m/s；傳動(dòng)比i

≤7。3.效率較低。4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；小大§8-3普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)Ｖ帶的截面尺寸

V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、聯(lián)組V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣，本節(jié)主要介紹普通V帶傳動(dòng)。普通V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，是無(wú)接頭的環(huán)形帶。（詳見(jiàn)圖8-5）包布頂膠承載層底膠七種截型：Y，Z，A，B，C，D，E（見(jiàn)表8-1）基準(zhǔn)長(zhǎng)度：沿節(jié)面量得的周線長(zhǎng)度。1Flatbelt（標(biāo)準(zhǔn)系列見(jiàn)表8－2）（h/bp

≈0.7）注：V帶在帶輪上彎曲時(shí)，帶中保持原有長(zhǎng)度不變的周線稱為節(jié)線；由全部節(jié)線組成的面稱為節(jié)面；節(jié)面寬度稱為節(jié)寬，用表示。節(jié)面（詳細(xì)介紹）§8-2帶傳動(dòng)的工作情況分析兩個(gè)名詞：（1）包角1

，2（2）中心距a一、Forceanalysis尚未工作狀態(tài)

帶傳動(dòng)尚未工作時(shí)，帶所受的拉力稱為張緊力，用F0表示。工作狀態(tài)

帶傳動(dòng)工作時(shí)，一邊拉緊，稱為緊邊；另一邊放松，稱為松邊。松邊拉力緊邊拉力設(shè)帶的總長(zhǎng)度不變，則

F1－F0＝F0－F2即：F1＋F2＝2F0主動(dòng)從動(dòng)（1）§8-2ApplicationsandWorkCharacteristicsofBeltDrives工作情況分析(力分析)帶傳動(dòng)的最大有效拉力Fec有多大？由歐拉公式可知：歐拉公式給出的是帶傳動(dòng)在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說(shuō)是給出了一個(gè)具體的帶傳動(dòng)所能提供的最大有效拉力Fec

。預(yù)緊力F0↑→最大有效拉力Fec↑包角α↑→最大有效拉力Fec↑摩擦系數(shù)f↑→最大有效拉力Fec↑切記：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！由歐拉公式確定，即：取繞在主動(dòng)輪或從動(dòng)輪上的傳動(dòng)帶為研究對(duì)象，有：Fe＝Ff＝F1－F2；因此有：F1＝F0＋Fe／2；F2＝F0－Fe／2；包角的概念Workingconditionanalysisofbeltdrives當(dāng)已知帶傳遞的載荷時(shí)，可根據(jù)歐拉公式確定應(yīng)保證的最小初拉力F0。

工作情況分析(應(yīng)力分析)帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中帶上的應(yīng)力有：為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過(guò)大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。槽型ZABCSPZSPASPASPCddmin/mm50751252006390140224二、stressanalysisofthebeltdrives◆Pullstress：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力；◆Centrifugestress：帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力；◆Bendingstress：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。

分析詳見(jiàn)→Workingconditionanalysisofbeltdrives彈性滑動(dòng)8.2.3、Creepandspeedrateinbeltdrives帶傳動(dòng)中由于帶的彈性和拉力差所引起的帶與帶輪之間的微小相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)?？紤]彈性滑動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比為：（演示→）主動(dòng)輪后果：＜用滑動(dòng)率表示彈性滑動(dòng)的程度。通常，，一般工程計(jì)算可以忽略不計(jì)，則WorkingconditionanalysisofbeltdrivesDesignandcalculationofthev-beltdrives1．Designprincipleofthev-beltdrivesThemainfailuremodes：slipping、fatiguefailure。2．PowertransmittedbyasingleconventionalV-belt

Themaximumusefulpull：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。在i=1、α＝180°、特定長(zhǎng)度、平穩(wěn)工作載荷的條件下，單根V帶的基本額定功率P0見(jiàn)表8—5。

帶的疲勞強(qiáng)度條件為：聯(lián)立上兩式解得：則單根帶允許傳遞的功率：3．DesignoftheconventionalV-beltdrivesInitialdata：powerP，rotationalspeedn1、n2（ori），thespecialrequirementandworkingcondition,andsoon。Designcontent：type、L、Z、a、帶輪基準(zhǔn)直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。設(shè)計(jì)步驟和方法：1、確定計(jì)算功率工作情況系數(shù)見(jiàn)表8—62、選擇帶型詳見(jiàn)→選型圖3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪基準(zhǔn)直徑標(biāo)準(zhǔn)系列見(jiàn)157頁(yè)，表8—8應(yīng)滿足：驗(yàn)算帶速，應(yīng)使：v=(5~30)（普通V帶）

v=(5~40)（窄V帶）根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速選擇。Designandcalculationofthev-beltdrivesV帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3

4、確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld初定中心距a00.7(dd1+dd2)＜a0＜2(dd1+dd2)計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld′根據(jù)Ld′選取標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld計(jì)算實(shí)際中心距a近似計(jì)算公式：中心距的變動(dòng)范圍：amin=a-0.015Ld

amax=a+0.03Ld5、驗(yàn)算小帶輪包角Designandcalculationofthev-beltdrivesV帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3

7、確定帶的預(yù)緊力8、計(jì)算壓軸力6、計(jì)算帶的根數(shù)式中：Kα→包角系數(shù)，查表8—5；

KL→長(zhǎng)度系數(shù)，查表8—2；

P0→單根帶的基本額定功率，查表8—4a；△P0→單根帶基本額定功率的增量，查表8—4b。注：為了使每根帶受力均勻，根數(shù)不宜太多，一般z＜10。例題Designandcalculationofthev-beltdrivesＶ帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．V帶輪設(shè)計(jì)的要求結(jié)構(gòu)工藝性好、鑄造內(nèi)應(yīng)力小、質(zhì)量分布均勻。應(yīng)有一定的加工精度，以減少磨損、載荷分布均勻。2．帶輪的材料鑄鐵：HT150HT200鑄鋼：（轉(zhuǎn)速較高時(shí)）鑄鋁或塑料：（小功率時(shí)）3．結(jié)構(gòu)與尺寸帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1）根據(jù)基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式。2）根據(jù)截型確定輪槽尺寸，查表8—10。3）其它結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定，見(jiàn)160頁(yè)。

Ｖ帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)V帶輪的結(jié)構(gòu)有：

實(shí)心式注：當(dāng)基準(zhǔn)直徑小于2.5d時(shí)采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。Ｖ帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

腹板式

Ｖ帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

孔板式

注：帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ｖ帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

輪輻式

注：§8-5帶傳動(dòng)的