第五章帶傳動(dòng)

機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)裝置的作用傳遞運(yùn)動(dòng)（變速）傳遞動(dòng)力改變運(yùn)動(dòng)形式機(jī)械傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)液力傳動(dòng)氣力傳動(dòng)電傳動(dòng)分為本篇將要講授如下幾章：第五章帶傳動(dòng)第六章齒輪傳動(dòng)第七章鏈傳動(dòng)第八章蝸桿傳動(dòng)第五章帶傳動(dòng)構(gòu)成如右圖：主動(dòng)輪從動(dòng)輪n1n2傳動(dòng)帶

屬于摩擦傳動(dòng)

松邊、緊邊問題

張緊問題

帶屬于撓性件適用于中心距較大的場合，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、吸振、可過載保護(hù)。不適用于有油污、高溫、易燃、易爆的場合。??！壽命較短，一般只有2000~3000h。一般：帶速為v=5~25m/s，傳動(dòng)比i7，傳動(dòng)效率η0.9~0.95?！?-1概述一、帶傳動(dòng)的類型：按傳動(dòng)原理分摩擦帶傳動(dòng)——V帶、平帶等嚙合帶傳動(dòng)——同步齒形帶按用途分傳動(dòng)帶輸送帶按帶的截面形狀分平帶V帶多楔帶圓形帶同步帶應(yīng)用最廣二、V帶的類型與結(jié)構(gòu)：V帶分普通V帶大楔角V帶寬V帶窄V帶聯(lián)組V帶齒形V帶……應(yīng)用最廣窄V帶用合成纖維繩作強(qiáng)力層，與同樣高度的普通V帶相比，寬度小1/3，但承載能力高1.5~2.5倍，目前應(yīng)用漸廣。普通V帶的結(jié)構(gòu)

有四層。

為無接頭的環(huán)形帶。

工作面是兩側(cè)面。

產(chǎn)生的摩擦力比平皮帶大，故能傳遞更大的動(dòng)力。

按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E七種。

（窄V帶的截形分為SPZ、SPA、SPB、SPC四種）舊國標(biāo)為O、A、B、C、D、E、F七種型號(hào)。

簾布結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)包布層頂膠層抗拉層底膠層其它傳動(dòng)帶的型式普通V帶寬V帶窄V帶聯(lián)組V帶V帶（基準(zhǔn)寬度制）的截面尺寸（GB111544-89）普通V帶的主要尺寸：已標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)面——既不伸長也不縮短的一層節(jié)寬bp——節(jié)面的寬度輪槽節(jié)寬Lp——輪槽上與相應(yīng)V帶節(jié)寬bp相等處的槽寬節(jié)圓直徑dp——輪槽節(jié)寬處的直徑輪槽基準(zhǔn)寬度bd——國標(biāo)規(guī)定取bd=bp基準(zhǔn)直徑dd——取dd=dp基準(zhǔn)長度Ld——在規(guī)定的張緊力下，帶輪基準(zhǔn)直徑dd上的周線長度楔角φ——φ=40°截面高度h——標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：（窄V帶為0.9）hbp=0.7新國標(biāo)對(duì)普通V帶和窄V帶及其帶輪規(guī)定有兩種尺寸制——基準(zhǔn)寬度制和有效寬度制。一般常用前者?；鶞?zhǔn)寬度制V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92)三、帶輪的結(jié)構(gòu)：1、要求：

強(qiáng)度、剛度足夠，無過大鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量小且分布均勻，高速時(shí)須經(jīng)動(dòng)平衡；結(jié)構(gòu)工藝性好，帶輪工作面光滑以減少磨損。2、材料：

常用灰鑄鐵——HT150、HT200。V<25m/s時(shí)V=25~30m/s時(shí)

小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。3、結(jié)構(gòu)：

實(shí)心式——d較小時(shí)。

腹板式——d中等時(shí)。

孔板式——d較大時(shí)。

輪輻式——d>350時(shí)。V>25m/s時(shí)可用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼。V25~45m/s時(shí)，見下頁圖實(shí)心式（dd2.5d時(shí)）腹板式（dd300時(shí)）孔板式（D1-d1100時(shí)）輪輻式（dd300時(shí)）其他帶輪結(jié)構(gòu)§5-2帶傳動(dòng)工作情況分析一、受力分析：帶必須以一定的初拉力F0張緊在帶輪上。靜止時(shí)——帶兩邊的拉力都等于初拉力F0傳動(dòng)時(shí)——因摩擦作用，兩邊拉力不相等：繞入主動(dòng)輪的一邊——緊邊，拉力由F0增加至F1另一邊——松邊，拉力由F0減少至F2若設(shè)帶的長度不變，則應(yīng)有：F1-F0=F0-F2

即F0=

（F1+F2）12兩邊拉力之差稱為帶傳動(dòng)的有效拉力，即帶所能傳遞的圓周力，記為FF=F1-F2實(shí)際上，F(xiàn)是帶與帶輪之間摩擦力的總和帶所能傳遞的功率應(yīng)為：P=FV1000KWNm/s若所需傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間總摩擦力時(shí)，將產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)——稱為打滑打滑將加劇帶的磨損，

η，使運(yùn)動(dòng)失效，故應(yīng)避免。當(dāng)帶與帶輪之間有全面滑動(dòng)的趨勢時(shí)，摩擦力將達(dá)到最大值，亦即有效圓周力達(dá)到最大值。若不計(jì)離心力，則緊邊拉力F1和松邊拉力F2有如下公式：F1F2=efα摩擦系數(shù)包角此式稱為柔韌體摩擦的歐拉公式包角示意F0=

（F1+F2）12F=F1-F2F1F2=efα由三式聯(lián)立求解可得：efα-1F=2F0efα+1上式表明，帶可傳遞的圓周力F與下列因素有關(guān)：（1）初拉力F0——F0則F——但F0過大將加劇磨損（2）摩擦系數(shù)f——注意改變材料、表面狀況等（3）包角α——α則F

松邊常放在上面以α

打滑首先在小帶輪上發(fā)生，因小帶輪上α小些?？赏瞥觯翰淮蚧瑮l件下，帶所能傳遞的最大圓周力為：Fmax=F11–

1efα（）二、應(yīng)力分析：工作時(shí)帶中的應(yīng)力由三部分組成：1、拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊－－σ1=F1A松邊－－σ2=F2A因?yàn)镕1>F2；所以σ1>σ2（A－－帶的截面面積）2、離心應(yīng)力σc傳動(dòng)帶隨帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生離心拉力Fc＝qν2帶速(m/s)單位長度的質(zhì)量kg/m(查表）相應(yīng)的離心應(yīng)力為：

σc＝=qν2AFcA3、彎曲應(yīng)力σb皮帶整周上各處的σc是相等的。σbE·hd帶高(mm)彈性系數(shù)（Mpa)帶輪直徑(mm，對(duì)V帶取為基準(zhǔn)直徑)σ

b只發(fā)生在帶上包角所對(duì)的圓弧部分，且σb1>σb2。σcσ2σ1σb1σb2——在緊邊開始繞入小帶輪處這里是最大應(yīng)力發(fā)生處帶的應(yīng)力分布圖如下：應(yīng)有：

σmax=σ1+σc+σb1[σ]拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力

σ1>σ2離心應(yīng)力σc各處相等彎曲應(yīng)力σb1>σb2

小帶輪為主動(dòng)輪三、帶的彈性滑動(dòng)和打滑問題：

彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。1、彈性滑動(dòng)2、打滑帶從緊邊繞過主動(dòng)輪到松邊時(shí)：

拉力由F1F2相應(yīng)伸長量由δ1δ2故有一收縮量Δδ=δ1-δ2此時(shí)帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對(duì)滑動(dòng)，帶速

<

主動(dòng)輪圓周速度同理：帶輪松邊繞過從動(dòng)輪進(jìn)入緊邊時(shí)：帶速

>

從動(dòng)輪圓周速度此稱彈性滑動(dòng)指過載引起的全面滑動(dòng)——可以避免。彈性滑動(dòng)由拉力差引起，只要傳遞圓周力，就不可避免！彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別四、帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比：帶的彈性滑動(dòng)使得：從動(dòng)輪的圓周速度ν2

<

主動(dòng)輪的圓周速度ν1

從動(dòng)輪的圓周速度降低率用ε——滑差率來表示。

ε=

ν1-ν2

ν1πd1n1-πd2n2πd1n1=故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：

i=

n1n2d2d1（1-ε）=對(duì)V帶，一般ε=0.01~0.02，值很小，故一般計(jì)算時(shí)不予考慮。

§5-3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一、失效形式：二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：主要有帶與輪間的磨損打滑帶疲勞破壞（脫層、撕裂、拉斷等）在傳遞功率時(shí)不打滑、且具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。三、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法：例：某帶式輸送機(jī)用普通V帶傳動(dòng)，已知電機(jī)額定功率P=10KW，轉(zhuǎn)速n1=1450rpm，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=400rpm，中心距約為1500mm，每天工作16h，試設(shè)計(jì)選擇V帶。解：1）求計(jì)算功率PcaPca=KAP查下頁表得工況系數(shù)KA=1.3所以：Pca=1.3×10=13（KW）2）選擇普通V帶型號(hào)查表根據(jù)Pca=13KW和n1=1450rpm查圖查圖知：應(yīng)選B型V帶3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2查表知：B型V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑為125mm，又從上圖中查出：dd1取為125~140mm為宜，查表故取：dd1=140mm則大帶輪的基準(zhǔn)直徑為：dd2==507.5mmdd1n1n2×1401450400按上表進(jìn)行直徑圓整（套標(biāo)準(zhǔn)值），?。篸d2=500mm工作情況系數(shù)KA返回普通V帶選型圖返回查完基準(zhǔn)直徑后返回小帶輪包角包角系數(shù)Kα180o1170o160o150o130o120o110o100o90o140o0.980.950.920.890.860.820.780.740.69包角系數(shù)Kα返回普通V帶輪最小基準(zhǔn)直徑（mm）及每米長的質(zhì)量q（kg/m）型號(hào)

Y

ZAB

C最小基準(zhǔn)直徑dmin

205075125200注：普通V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列是：20，22.4，25，28，31.5，40，45，50，56，63，67，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，250，265，280，300，315，355，375，400，425，450，475，500，530，560，600，630，670，710，750，800，900，1000……每米長的質(zhì)量q

（kg/m）0.020.060.100.170.300.620.900.070.120.20DESPZSPASPB3555006390140224SPC0.37查完q值后返回則實(shí)際傳動(dòng)比為：i===3.57dd1dd2500140大帶輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速為：n2===406(rpm)in114503.57由此造成的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速誤差為：406–400400×100=1.5%在±5%以內(nèi)，故允許。4）驗(yàn)算帶速νν=πdd1n160×1000π×140×145060×1000==10.63（m/s）按規(guī)定應(yīng)有：ν<

νmax，而且應(yīng)使ν>5m/s對(duì)普通V帶：νmax=25~30m/s可見：實(shí)際帶速在允許范圍之內(nèi)，可行。5）計(jì)算基準(zhǔn)長度Ld和實(shí)際中心距a初定中心距為：a0=1500mm按公式計(jì)算基準(zhǔn)長度：Ld'=2a0+(dd1+dd2)+π2(dd2-dd1)24a0

=2×1500+(140+500)+π2(500-140)24×1500≈4026.9(mm)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取基準(zhǔn)長度為：Ld=4000（mm）查表故實(shí)際中心距為：a=a0+=1500+=1487（mm）Ld-Ld'24000-4026.92中心距的變動(dòng)范圍為：amin=a-0.015Ld=1487-0.015×4000=1427(mm)amax=a+0.03Ld=1487+0.03×4000=1607(mm)2800315035504000450050001.111.050.951.091.020.960.881.131.070.971.111.040.980.901.171.090.991.131.061.000.921.191.131.021.081.021.151.041.091.040.960.941.181.070.930.900.960.921.060.98……V帶基準(zhǔn)長度系列和帶長修正系數(shù)KL（GB/T13575.1-92）返回返回6）驗(yàn)算小帶輪包角α1α1≈180°－

×57.3°=180－×57.3°=166.13°>120°dd2-dd1a500-1401487合理7）確定V帶根數(shù)ZZ=Pca(p+Δp0)KαKLKα——包角系數(shù)。查表取Kα=0.97（內(nèi)插法）KL——帶長修正度系數(shù)。查表取KL=1.13Pca——計(jì)算功率。已知Pca=13（KW）P0——單根V帶額定功率。查表取P0=2.82（內(nèi)插法）ΔP0——計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V帶額定功率的增量。查表取ΔP0=0.46Pca(p0+Δp0)KαKL13∴Z===3.62(2.82+0.46)×0.97×1.13取Z=4(根）查表查表查表查表單根普通V帶的基本額定功率P0（GB/T13575.1-92，部分）（包角α=180o，特定基準(zhǔn)長度，載荷平穩(wěn)時(shí)）返回單根普通V帶額定功率的增量ΔP0返回8）求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FP預(yù)緊力壓軸力F0=500（-1)+qν2PcaZν2.5Kαq——V帶單位長度的質(zhì)量。查表知q=0.17（kg/m）∴F0=500×(-1)+0.17×10.632=260.33(N)2.54×10.63130.97FP=2ZF0Cos=2ZF0Sin=2×4×260.33×Sin=2067.4(N)β2166.132α