第九章帶和鏈傳動

機械設(shè)計基礎(chǔ)1之第二部分常用傳動機構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)（7）2第九章帶傳動和鏈傳動縫紉機拖拉機汽車發(fā)動機自行車摩托車三輪車通過中間撓性體傳遞運動和動力，適用于兩軸中心距較大的場合。日常生活中，帶傳動與鏈傳動較為普遍。34本章主要內(nèi)容：§9.1帶傳動的類型和特點§9.2帶傳動的工作原理和工作能力分析§9.3

V帶的標準及其傳動設(shè)計§9.4鏈傳動567§9-1帶傳動的類型和特點1、帶傳動機構(gòu)的組成：主動輪從動輪傳動帶a182、傳動原理：以張緊在至少兩輪上的帶作為中間撓性件，靠帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運動與

動力。9103、帶傳動的類型1）根據(jù)帶的形狀平帶（矩形）V帶/三角帶（梯形）圓形帶（圓形）同步齒形帶注意帶工作面！帶傳動的類型（平帶）11帶傳動的類型（V帶/三角帶）12帶傳動的類型（圓形帶）13帶傳動的類型（多楔帶）14帶傳動的類型（同步齒形帶）15162）根據(jù)帶的傳動形式形式開口傳動交叉?zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃咏嵌葌鲃娱_口傳動交叉?zhèn)鲃?7半交叉?zhèn)鲃咏嵌葌鲃?84、帶傳動的幾何關(guān)系β2ab

?

sin

b

=

d2

-

d1aa

=

p

–

d2

-

d1

rada119βa1）包角a=π±2β因β角較小，所以：2）帶長L203）中心矩a22

1221(d

-

d

)a

?[2L

-p

(d

+

d

)]

-882L

-p

(d1+d2

)

-221(d

-

d

)2

2

1

4a(d

1+d2

)

+L

?

2a

+p225、帶傳動的使用和維護1.安裝時，保持兩帶輪軸平行2.嚴防與酸堿等介質(zhì)接觸3.不能新舊帶混用（多根帶時），以免載荷分布不勻4.安裝好防護罩5.工作一定時間后，應(yīng)重新張緊膠帶怎樣重新張緊呢？1）調(diào)節(jié)中心矩（最主要）重新張緊帶的方法：232）加張緊輪法重新張緊帶的方法：24256、帶傳動的特點優(yōu)點帶具有良好的彈性，能緩沖吸振，尤其是V帶沒有接頭，傳動較平穩(wěn)，噪聲?。贿^載時帶在帶輪上打滑（除同步帶），可以防止其他器件損壞；結(jié)構(gòu)簡單，制造和維護方便，成本低；適用于兩軸中心距較大的傳動26缺點工作中有彈性滑動，使傳動效率降低，不能準確地保持主動軸和從動軸的轉(zhuǎn)

速比關(guān)系；傳動的外廓尺寸較大；由于需要張緊，使軸上受力較大；帶傳動可能因摩擦起電，產(chǎn)生火花，故不能用于易燃易爆的場合?！?-2帶傳動的工作原理和工作能力一、帶傳動中的力分析工作前:兩邊初拉力Fo=Fo工作時:①緊邊Fo→F1；②松邊Fo→F227緊邊拉力:F1=F0+Ft/2松邊拉力:F2=F0-Ft/2由變形協(xié)調(diào)：D1=D228緊邊:(F1-F0)D1松邊:(F0-F2)D2帶傳動的有效拉力Ft=F1-F2=∑FF1-F0=F0-F22F0=F1+F2帶傳動的有效拉力Ft=∑F=F1-F2帶傳動能傳遞的功率100029vP

=

Ft打滑?30問題的提出：正常情況下，帶傳動靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞動力，當(dāng)Ft超過最大摩擦力時，帶與帶輪之間產(chǎn)生打滑，傳動失效。開始打滑時的Ft為最大有效圓周力Ftmax.2

2NNfdF

=

(

F

+

dF

)

cos

da

-

F

cos

da2

2dF

=

F

sin

da

+

(

F

+

dF

)

sin

da由法向和切向力的平衡：?

fdF

=

dF

dF

=

FdaNN?

1

cosda2da2da2

sinfdaFdFFdFa0F

2F

1=

=

fda

121faF

=

F

e歐拉公式：311320-1fae

+1e

fa1=

2FFt

maxF0增加，F(xiàn)tmax隨之增大。F0太大，磨損快,壽命短軸承受力大,故帶傳動一般置于傳動的高速級規(guī)定a1≥150°（平帶）≥

120°（V帶）一般a1<

a2

。f

增加,Ftmax隨之增大V帶的摩擦系數(shù)如何取呢?F0FNjF0Fn/2Fn/2平帶與V帶的摩擦系數(shù)j

2233vsin

jf=V帶當(dāng)量摩擦系數(shù)f二、帶的應(yīng)力分析1）拉應(yīng)力rF1F2A34A21=

F2s

=

F1

，sFcFcdFNC2dadarv2=

(rda

)qdFNC=

qv2

dada2C2F

sinA

ACF

qv2=

C

=s2）離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力35帶中的離心拉力處處相等。離心力的存在，使帶的拉力增加，帶與帶輪間的正壓力和摩擦力減小，傳動能力下降，故要限制帶的速度V。3）彎曲應(yīng)力Brs

=

y

E=

2

y

E36ddBs應(yīng)力由三部分組成：拉應(yīng)力、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力帶的最大應(yīng)力在哪里?ABC37D=

s

1

+s

B1

+s

cs

max38帶的主要失效形式是?疲勞斷裂打

滑三、帶的彈性滑動V小帶輪>V大帶輪>V帶速e1

=

F1

EAe2

=

F2

EA39彈性滑動的結(jié)果彈性滑動與打滑的區(qū)別?彈性滑動與打滑的區(qū)別打滑：當(dāng)帶傳遞的功率增大時，F(xiàn)t大于帶與帶輪間的最大靜摩擦力時，使帶與帶輪之間出現(xiàn)全面的滑動，造成傳動失效,膠帶很快磨損,是應(yīng)該避免的,但也是一種過載保護方法。40彈性滑動：由帶的彈性和拉力差引起的帶在帶輪上的部分相對滑動，是帶傳動不可避免的現(xiàn)象,在正常范圍可傳遞運動和動力。41帶傳動的傳動比i

=

n1

=

dd

2n2

dd

1

(1

-

e)2d

1n

di?

dd

2=

n1理滑動率m

/

sm

/

s2160

·1000v

=v

=60

·1000pd2

n2pd1n142四、帶傳動的設(shè)計基礎(chǔ)失效形式:打滑(磨損)和帶的疲勞破壞設(shè)計準則：在不打滑的前提下，具有一定的疲勞強度和壽命?！?-3V帶的標準及其傳動設(shè)計一、V帶的標準V帶的結(jié)構(gòu)受拉伸受壓縮43V帶的類型普通V帶窄V帶聯(lián)組V帶齒形V帶大楔角V帶寬V帶44bP45節(jié)

線節(jié)面、節(jié)寬型號(7種)YZABCDE節(jié)寬bP5.38.51114192732頂寬b6101317223238高度h4.06.08.011141925楔角ψ40°q/(kg/m).04.06.10.17.30.600.87bp普通V帶的截面尺寸

普通V帶：楔角40

，相對高度

h

=

0.746節(jié)寬bpψdd基準長度LP

（表9-2）基準直徑dd

（表9-3）474849二、單根普通V帶的許用功率：強度條件smax

=s1

+sB1

+sc

￡

s]s

1

￡

s

]-s

B1

-scFt

=

F1

-

F2F1

=

F2e1fa由150t

1efa1

efa1F

=F(1-

1

)

=s

A(1-

1

)單根V帶的基本額定功率P0P

=B1tFv

11

e

fa-s

)

-

1

Avc

11000

1000=

([s

]-s0151t

1efa1

efa1F

=F(1-

1

)

=s

A(1-

1

)52許用功率[P0

]

=

(P0

+

DP0

)Ka

KLP0見表9-4aKa

—對包角的修正，表9—6KL

—對帶長的修正，圖9—2基本額定功率P0是在i=1、α=180°、載荷平穩(wěn)和特定帶長條件下，由實驗求得ΔP0

—功率增量,表9—4b5354三、V帶傳動設(shè)計已 知：工作情況、傳動用途、功率、轉(zhuǎn)速、傳動比等。設(shè)計結(jié)果：帶型、帶長、根數(shù)、中心距、預(yù)緊力、帶輪。設(shè)計中應(yīng)滿足的條件：帶速，最小帶輪直徑、包角、中心距的范圍。1）確定計算功率Pc設(shè)計步驟:P

—傳遞的名義功率（KW）KA—工況系數(shù)，表9-6如何確定帶的型號？552）確定帶的型號由Pc和n1查圖9

-9563）確定帶輪基準直徑，并驗算帶速小帶輪直徑：d1≥dmin（表9-3），標準化。d1太?。航Y(jié)構(gòu)緊湊，但彎曲應(yīng)力大，帶的根數(shù)增多；d1太大：彎曲應(yīng)力小，但結(jié)構(gòu)大。小帶輪直徑一般取d1=dmin或略大。：驗算帶速=

(5

~

25

-

30)m

/

s5760

·1000v

=pdd1n1速度大：離心力大，影響工作能力；單位時間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)多，壽命短；速度?。涸谝欢ǖ墓β氏翭t大，帶的根數(shù)多。確定從動輪基準直徑：dd

2

=

dd1

1-e)i58按表9-3的數(shù)值圓整ε通常不計dd

2

=

dd1i0

2

1

1

202

4a(d

-

d

)2(d

+

d

)+d0?

2a

+初定帶的長度：Lp4）確定中心距和帶的長度初

定

中

心

距：0.7dd1

+

dd

2

)￡

a0

￡

2

dd1

+

dd

2

)確定帶根據(jù)L的長度d0，查表9-2選取標準值Ld259d

0dL

-

La

?

a0

+確定的中心距：60a太大:利于增大包角和減少帶的繞轉(zhuǎn)次數(shù)；但是外廓尺寸大，易引起顫振；a太小:

帶長小，單位時間繞過帶輪的次數(shù)多，易疲勞損壞，且小帶輪的包角小。amin

=

a

-

0.015Ldamax

=

a

+

0.03Ld中心距的調(diào)節(jié)范圍5）驗算包角d2

-d11a

=180

-a不滿足條件時：1）a↑·57.3

?120

(90

)2）加張緊輪6）確定帶的根數(shù)max610

1Pc[P]

(P

+

DP

)K

Kz

=

Pc

= ￡

za

Lz太大，帶的受力不均勻，zmax一般為107）確定帶的預(yù)緊力F02620F

=

500zv

KP

2.5c(

-1)

+

qvaq—V帶單位長的質(zhì)量（表9-1）OABC8）計算帶輪軸上的壓力FQa163FQ

=

2zF0cosb

=

2zF0cos

2近似計算642、V帶輪的結(jié)構(gòu)形式1、帶輪常用材料–灰鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、塑料輪緣輪輻-實心：帶輪直徑很小-輻板：帶輪直徑中等-輻條：帶輪直徑很大輪轂帶輪的結(jié)構(gòu)型式由什么決定呢?四、V帶輪的材料和結(jié)構(gòu)V帶輪的結(jié)構(gòu)（實心帶輪）帶輪的結(jié)構(gòu)型式由基準直徑?jīng)Q定65V帶輪的結(jié)構(gòu)（輻板帶輪）66V帶輪的結(jié)構(gòu)（輻條帶輪）67ψdd輪槽尺寸:---帶型(表9-1)節(jié)寬bp68V帶輪輪槽角度是多少?

V帶輪輪槽尺寸的確定？V帶輪輪槽角度：

32°、34°、36°、38°69707172何為彈性滑動?

何為打滑?普通V帶的楔角為40°，為何帶輪槽角分別為32°、34°、36°、38°?膠帶繞在帶輪上要彎曲，這樣膠帶頂層受拉在橫向要收縮，而膠帶底層受壓其橫向要伸長，因此帶的的楔角變小。為保證帶兩側(cè)面與輪槽有良好的接觸，故輪槽角依輪徑的大小不同均適當(dāng)減小.課堂練習(xí)F

0

=

1194

N73F

0

=

0

.

5

(

F1

+

F

2

)

=

694

N-

1

)

F

2

=

F

tF

t

=

F

2

(

e3.預(yù)緊力e=

e

0

.

3

·

2

.

97e=

1000

N=

1000

P

=

1000

·

15v

151

.圓周力

Ffa

1e

-

1fa

1fa

1fa

1=

1694

Ne

-

1fa

1t11fa

1)

F1

=

F

tF

t

=

F1

(1