機(jī)械設(shè)計重點(diǎn)章節(jié)課件帶傳動

帶傳動概述帶傳動工作情況的分析V帶傳動的設(shè)計計算V帶輪設(shè)計V帶傳動的張緊裝置大理石切割機(jī)轎車發(fā)動機(jī)拖拉機(jī)車身沖壓機(jī)機(jī)器人關(guān)節(jié)帶傳動概述1固聯(lián)于主動軸上的帶輪1(主動輪)；固聯(lián)于從動軸上的帶輪3(從動輪)；緊套在兩輪上的傳動帶2。

嚙合傳動：當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力（同步帶傳動）。1．帶傳動的組成2．傳動原理

摩擦傳動：當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞動力（平帶和Ｖ帶傳動）。

§8-1概述傳動帶平帶Ｖ帶多楔帶同步帶普通平帶片基平帶普通Ｖ帶窄Ｖ帶齒形Ｖ帶寬Ｖ帶3．帶傳動的類型普通平帶平帶輪膠帆布平帶、編織帶（整卷出售、接頭）、高速帶（無接頭）。結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。

普通V帶特點(diǎn)在一般機(jī)械傳動中應(yīng)用最為廣泛，傳動功率大，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。由于帶與帶輪間是V形槽面摩擦，故可產(chǎn)生比平型帶更大的有效圓周力（約為３倍）。普通Ｖ帶有包布型Ｖ帶和切邊型Ｖ帶兩類。普通V帶有：Y、Z、A、B、C、D、E等型號，其截面依次增大。包布型Ｖ帶切邊型Ｖ帶Ｖ帶輪窄V帶特點(diǎn)１.與同型號的普通Ｖ帶相比,窄V帶的高度為普通V帶的1.3倍所以其橫向剛度較大；２.自由狀態(tài)下，帶的頂面為拱形，受力后繩芯為排齊狀，因而帶芯受力均勻；３.帶的側(cè)面為內(nèi)凹曲面，帶在輪上彎曲時，帶側(cè)面變直，使之與輪槽保持良好的貼合；４.窄Ｖ帶承載能力較普通Ｖ帶可提高50%-150%，使用壽命長。窄V帶有：SPZ、SPA、SPB、SPC等型號，其截面依次增大。包布窄Ｖ帶窄Ｖ帶輪寬V帶特點(diǎn)1.寬Ｖ帶主要用于無級變速裝置的中間撓性摩擦件，因此常稱為無級變速帶2.帶體寬，可有較大變速的范圍的；3.帶體較薄，以減小彎曲應(yīng)力和縱向截面變形，但其橫向變形較大，因此比普通Ｖ帶壽命短；4.為使調(diào)速機(jī)構(gòu)靈活，使用時應(yīng)保持良好的潤滑。寬Ｖ帶同步帶特點(diǎn)綜合帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)。由于帶的工作面呈齒形，與帶輪的齒槽作嚙合傳動，并由帶的抗拉層承受負(fù)載，故帶與帶輪之間沒有相對滑動，從而使主、從動輪間能作無滑差的同步傳動。同步帶傳動的速度范圍很寬，從每分鐘幾轉(zhuǎn)到線速度40m／s以上，傳動效率可達(dá)99.5％，傳動比可達(dá)10，傳動功率從幾瓦到數(shù)百千瓦。同步帶現(xiàn)已在各種儀器、計算機(jī)、汽車、工業(yè)縫紉機(jī)、紡織機(jī)和其它通用機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。同步帶輪同步帶同步帶傳動多楔帶輪多楔帶兼有平帶和V帶的優(yōu)點(diǎn)，工作接觸面數(shù)多，摩擦力大，柔韌性好，用于結(jié)構(gòu)緊湊而傳遞功率較大的場合。解決多根V帶長短不一而受力不均。轎車發(fā)動機(jī)齒形帶4、傳動形式按照傳動比分類：定傳動比、有級變速、無級變速。按照兩軸的位置和轉(zhuǎn)向分類：開口傳動、交叉?zhèn)鲃印虢徊鎮(zhèn)鲃?、張緊輪傳動等。注：交叉?zhèn)鲃?、半交叉?zhèn)鲃舆m用于平帶。

5、帶傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)：①帶有良好彈性，具有緩沖、減振作用；②依靠摩擦力傳遞，但過載時，帶與帶輪打滑，可保護(hù)其它零件；③結(jié)構(gòu)簡單、制造、安裝、維護(hù)方便；④適用于中心距較大的兩軸間的傳遞。缺點(diǎn)：①彈性滑動（速度損失，傳動比不恒定）；②軸及軸承受力較大；③摩擦大，帶壽命短，傳動效率低；④結(jié)構(gòu)不緊湊。應(yīng)用范圍：不宜于大功率傳動，平帶傳動傳遞功率小于500kW，V帶傳動傳遞功率小于700kW；帶的工作速度一般為5～25m/s。帶速不宜過低或過高，否則均會降低帶傳動的傳動能力。V帶傳動和平帶傳動的比較在相同條件下，V帶較平帶能產(chǎn)生更大的摩擦力。因此，V帶傳動應(yīng)用更為廣泛。本章主要介紹V帶傳動。8、V帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)V帶分類：普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、齒形V帶、聯(lián)組V帶等。注：一般多使用普通V帶，目前窄V帶的使用亦日趨廣泛。

普通V帶的結(jié)構(gòu)

簾布芯V帶：制造方便抗拉體繩芯V帶：柔韌性好，抗彎強(qiáng)度大普通V帶的截型：Y、Z、A、B、C、D、E七種窄V帶的截型：SPZ、SPA、SPB、SPC四種2.抗拉體1.頂膠4.包布3.底膠普通V帶采用基準(zhǔn)寬度制，即用基準(zhǔn)線的位置和基準(zhǔn)寬度來定帶輪的槽型、基準(zhǔn)直徑和帶在輪槽中的位置。節(jié)面：節(jié)寬bP：輪槽基準(zhǔn)寬度bd：bd=bp

帶輪基準(zhǔn)直徑dd：dd≈dp

基準(zhǔn)長度Ld（公稱長度）：工作情況分析帶傳動的工作情況分析是指帶傳動的受力分析、應(yīng)力分析、運(yùn)動分析。帶傳動是一種撓性傳動，其工作情況具有一定的特點(diǎn)。一、受力分析設(shè)帶的總長度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：F1－F0＝F0－F2；或：F1＋F2＝2F0；記傳動帶與小帶輪或大帶輪間總摩擦力為Ff，其值由帶傳動的功率P和帶速v決定。帶傳動尚未工作時，傳動帶中的預(yù)緊力為F0。帶傳動工作時，一邊拉緊，一邊放松，記緊邊拉力為F1和松邊拉力為F2。定義由負(fù)載所決定的傳動帶的有效拉力為Fe＝P/v，則顯然有Fe＝Ff。尚未工作狀態(tài)

工作狀態(tài)

§8-2帶傳動工作情況的分析

工作情況分析(力分析)帶傳動的最大有效拉力Fec有多大？由歐拉公式可知：歐拉公式給出的是帶傳動在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說是給出了一個具體的帶傳動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：取繞在主動輪或從動輪上的傳動帶為研究對象，有：Fe＝Ff＝F1－F2；因此有：F1＝F0＋Fe／2；F2＝F0－Fe／2；包角的概念當(dāng)已知帶傳遞的載荷時，可根據(jù)歐拉公式確定應(yīng)保證的最小初拉力F0。

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②合理張緊2.帶的應(yīng)力分析帶工作時受拉應(yīng)力σ、離心應(yīng)力σC及彎曲應(yīng)力σb作用。帶工作時的應(yīng)力情況，可得如下結(jié)論：①帶各點(diǎn)的應(yīng)力不相同；②最大應(yīng)力為最大應(yīng)力發(fā)生在帶在緊邊剛繞上主動輪處；③帶是在循環(huán)變應(yīng)力下工作，帶的壽命與應(yīng)力的大小及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)。當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值后，將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。3帶的彈性滑動和打滑(運(yùn)動分析)

帶的彈性滑動產(chǎn)生的原因帶的彈性、松邊與緊邊拉力差定義由于帶的彈性而產(chǎn)生的帶與帶輪之間的相對滑動稱為彈性滑動。彈性滑動的特點(diǎn)

不可避免的

彈性滑動率傳動比不準(zhǔn)確、效率降低、帶的磨損彈性滑動的后果彈性滑動現(xiàn)象分析：緊邊在A點(diǎn)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

即帶與輪之間發(fā)生相對滑動ABB*靜弧動弧2、帶的打滑產(chǎn)生的原因外載荷增加，使得造成的后果帶的磨損急劇增加、從動輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動失效。打滑的特點(diǎn)可以避免的帶打滑時的現(xiàn)象？如何避免帶發(fā)生打滑？3、帶的彈性滑動和打滑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(dāng)動弧擴(kuò)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不穩(wěn)定ABB*靜弧動弧彈性滑動打滑相同點(diǎn)帶是彈性體，受力后產(chǎn)生彈性伸長，使帶與帶輪在接觸弧上產(chǎn)生相對滑動不同點(diǎn)受力正常工作時，受緊邊拉力F1與松邊拉力F2作用要求帶所傳遞的圓周力超過了帶與帶輪間的摩擦力極限值，即過載現(xiàn)象帶受力后產(chǎn)生彈性伸長，帶相對于帶輪在接觸弧上局部的滑動（只發(fā)生在滑動角）帶受力后產(chǎn)生彈性伸長，帶相對于帶輪在接觸弧上全面滑動（即由滑動角擴(kuò)大到幾何包角）性質(zhì)是正?，F(xiàn)象，不可避免是失效形式，必須避免影響不能保證準(zhǔn)確的傳動比，因為v1>v>v2降低傳動效率，因為有速度損失引起帶的磨損引起帶發(fā)熱，容易疲勞，壽命短使帶的磨損加劇從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低，使傳動失效可防止損壞其他零件，起保安作用§8-3V帶傳動的設(shè)計計算

3.1帶傳動的疲勞強(qiáng)度1.帶傳動的主要失效形式：①打滑，②帶的疲勞破壞。2.帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則在保證帶傳動不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。3.單根普通V帶的許用功率P0

V帶的疲勞強(qiáng)度條件為

由上兩式得：

則單根普通V帶所允許傳遞的功率為在包角α=1800、特定長度、平穩(wěn)工作條件下，單根普通V帶的基本額定功率P0見表4.6。當(dāng)實(shí)際工作條件與上述特定情況不同時，應(yīng)對P0加以修正。

3.2傳動參數(shù)的選擇帶傳動的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計內(nèi)容：功率P主動輪轉(zhuǎn)速n1從動輪轉(zhuǎn)速n2（或傳動比i）傳動位置要求（水平傳動或傾斜傳動）工作條件帶型號帶輪直徑D1，D2帶根數(shù)z中心距a帶長Ld初拉力F0壓軸力Fr帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟和方法1．確定計算功率Pc

Pc=KAP式中P傳動的功率；KA工作情況系數(shù)。

每天工作小使數(shù)（h）>1610~16<10>1610~16<101.41.31.21.31.21.1帶式輸送機(jī)（不均勻負(fù)）,旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)(非離心式),通風(fēng)機(jī)>7.5kW）,發(fā)電機(jī),金屬切削機(jī)床,印刷機(jī),旋轉(zhuǎn)篩,鋸木機(jī)和木工機(jī)械

載荷變動小

1.81.61.51.51.41.3破碎機(jī)(旋轉(zhuǎn)式,顎式等),磨碎機(jī)(球磨,棒磨,管磨)載荷變動很大

1.61.31.41.1負(fù)載啟動1.31.11.51.41.2制磚機(jī),斗式提升機(jī),往復(fù)式水泵和壓縮機(jī),起重機(jī),磨粉機(jī),沖剪機(jī)床,橡膠機(jī)械,振動篩,紡織機(jī)械,重載輸送機(jī)

載荷變動較大

1.21.21.0液體攪拌機(jī),通風(fēng)機(jī)及鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5kW）,離心式水泵和壓縮機(jī),輕負(fù)荷輸送機(jī)

載荷變動最小軟啟動KA

工況

2．選擇帶型根據(jù)計算功率Pc和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，選定帶型。

3．確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2

①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑D1；②驗算帶的速度v；普通V帶，vmax=25～30m/s。若v>vmax，則離心力過大，則應(yīng)減小D1；如v過小，則表示所選D1過小，這將使所需的有效拉力過大，即所需帶的根數(shù)z過多，于是帶輪的寬度、軸徑及軸承的尺寸都要隨之增大。一般以v≈10m/s為宜。③計算從動帶輪的基準(zhǔn)直徑D2200C75A20Y50035512550dminEDBZ帶型

4．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld

①初定中心距a0

分析：若a↑，則帶長↑，帶在工作時會抖動，外廓尺寸↑；但a不宜過小，否則包角α↓，傳動能力下降，帶長↓，當(dāng)v一定時，單位時間內(nèi)繞轉(zhuǎn)次數(shù)↑。②帶的計算長度Ld0

由Ld0確定V帶的基準(zhǔn)長度Ld。③實(shí)際中心距a

考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力，中心距的變動范圍為

5．驗算小帶輪上的包角α1

（至少900）6．確定帶的根數(shù)z

式中Kα包角系數(shù)，考慮包角不同時的影響系數(shù)；KL長度系數(shù)，考慮帶的長度不同時的影響系數(shù)；P0單根普通V帶的許用功率；ΔP0計入傳動比