機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)帶傳動

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)帶傳動第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理§13-1帶傳動的類型和應(yīng)用:帶輪1、帶輪2、環(huán)形帶構(gòu)成d2，d1－大小輪直徑α－中心距α2,α

1－大小輪包角L－帶長計(jì)算公式見p.205帶輪1帶輪2帶αα2α1:靠帶與帶輪接觸弧間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）帶傳動的類型p.205開口傳動－兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)交叉?zhèn)鲃樱瓋奢S平行，反向回轉(zhuǎn)半交叉?zhèn)鲃樱瓋奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)平帶傳動－底面是工作面，可實(shí)現(xiàn)多種形式的傳動Ｖ帶傳動－帶兩側(cè)面是工作面，承載力大，只用于開口傳動多楔帶傳動－具平、Ｖ帶的優(yōu)點(diǎn)同步帶傳動－具帶與鏈傳動的特點(diǎn)圖13-2,p.210按形傳式動分按帶的截面分第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）Ｖ帶的類型與結(jié)構(gòu)p.211

§13-5

(2)當(dāng)帶彎曲時→中性層帶長不變→節(jié)面圖13-13,p.212表(13-1),P.212

1.Ｖ帶的結(jié)構(gòu)組成:(普通)2.Ｖ帶型號:帶楔角φ變化(減小)→帶輪輪槽角φ0＜40°(1)分類普通Ｖ帶：Y、Z、A、B、C、D、E窄Ｖ帶：SPZ、SPA、SPB、SPC第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)基準(zhǔn)長度Ｌd→Ｖ帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度(1)基準(zhǔn)直徑d→d3.基準(zhǔn)尺寸:p.201倒2表(13-7)P.206,表(13-2)P.202與Ｖ帶節(jié)面對應(yīng)的直徑第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）Ｖ帶輪設(shè)計(jì)P.208§13-6

(1)質(zhì)量小、工藝性好、質(zhì)量分布均勻、內(nèi)應(yīng)力小、高速應(yīng)經(jīng)動平衡(2)工作面應(yīng)精細(xì)加工1.結(jié)構(gòu)組成:2.Ｖ帶輪設(shè)計(jì)要求：輪緣－安裝帶

圖13-16輪輻－聯(lián)接輪緣與輪轂P.208輪轂－安裝軸3.Ｖ帶輪材料灰鑄鐵HT150、HT200－常用鑄鋼、焊接（鋼板）－高速鑄鋁、塑料－小功率輪緣輪輻輪轂第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式表13-7P.206＜40°，d↓→φ↓(1)帶輪直徑(2)標(biāo)準(zhǔn)直徑系列(3)輪槽角φ圖13-16,13-17ddaφ4.基本結(jié)構(gòu)型式:P.223－按帶輪直徑確定5.結(jié)構(gòu)尺寸基準(zhǔn)直徑d頂圓直徑da（外徑）第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)彈性滑動與打滑(三)帶傳動最大有效拉力Fec(四)帶傳動的應(yīng)力分析(五)帶傳動的優(yōu)缺點(diǎn)§13-2帶傳動工作情況分析P.196~201(一)帶傳動中的力分析P.206緊邊松邊一.初始狀態(tài):二.工作狀態(tài):拉力增加→緊邊Ｆ0↗Ｆ1緊邊拉力拉力減少→松邊Ｆ0↘Ｆ2松邊拉力1.緊松邊的判斷→Ｆ1Ｆ1

Ｆ2Ｆ2Ｆ0Ｆ0帶兩邊拉力相等＝Ｆ0

→

張緊力帶兩邊拉力不相等

繞出從動輪的一邊→緊邊繞出主動輪的一邊→松邊第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月分析:設(shè)帶在工作前后帶的總長不變，∵緊邊由Ｆ0↗Ｆ1→拉力增加，帶增長

松邊由Ｆ0↘Ｆ2→拉力減少，帶縮短3.摩擦力的方向:∵總長不變→∴帶增長量＝帶縮短量o2o1∴Ｆ1－Ｆ0＝Ｆ0－Ｆ2;Ｆ1＋Ｆ2＝２Ｆ0(13-5)2.緊松邊力的大小∵帶傳動是靠帶與帶輪接觸弧上的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力的。Ｆf－帶與輪接觸面上的總摩擦力第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月取主動輪端的帶為分離體(逆轉(zhuǎn))，則∴Ｆf＝Ｆ1－Ｆ2∴Ｆf＝Ｆ＝Ｆ1－Ｆ2

F1+F2=2F0

分析：4.Ｆ1、Ｆ2、Ｆf、Ｆ的關(guān)系(F－有效拉力－阻力)Ｆfo1F2F1ＴO(shè)1＝Ｆf×d1／2＋Ｆ2×d1／2－Ｆ1×d1／2＝0*Ｆf不是作用于某點(diǎn)的集中力，而是帶與輪接觸面上各點(diǎn)摩擦力的總和→靜摩擦力→Ｆf＝ＦF1=F0+F/2F2=F0－F/2第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月5.帶傳動的功率P.206但Ｆf有極限值，P=FV／1000kw(13-6)

∴F=1000P/VF－Ｎ，V－m/s當(dāng)Ｆ＞Ｆfmax→打滑第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(二）彈性滑動與打滑P.211§13-4

1.什么是彈性滑動,什么是打滑?2.為什么會發(fā)生彈性滑動或打滑?是否可以避免?

3.V1、V2、V帶之間的關(guān)系如何?為什么?原因:當(dāng)F＞Ffmax→打滑分析:2.打滑先發(fā)生在3.打滑→帶與帶輪間的相對滑動→劇烈的磨損→失效防止措施:可以小帶輪處2.增大F0→Ffmax增大1.減小F1.打滑

避免一.打滑p.211第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二.彈性滑動p.210*帶傳動在工作時存在有帶與帶輪間的彈性滑動

→V1＞V帶,V帶＞V2→V1＞V帶＞V2→

V1＞V2→實(shí)際傳動比＞理論傳動比(減速傳動)→帶傳動傳動比不穩(wěn)定1.帶是彈性體,受載→彈變,變形量與外力成正比小帶輪處：帶由A1繞上→由B1繞出，拉力由F1↘F2→帶邊繞進(jìn)邊后縮→帶滯后于帶輪→V1＞V帶o1o2A1A2B1B2C1C2F1F22.帶輪兩邊拉力不相等,F1＞F2大帶輪處：帶由A2繞上→由B2繞出，拉力由F2↗F1→帶邊繞進(jìn)邊伸長→帶超前于帶輪→V帶＞V2V1＞V帶＞V2→

V1＞V2原因第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月1.彈性滑動避免2.彈性滑動發(fā)生在帶離開帶輪的那段接觸弧上不可o1o2A1A2B1B2C1C2F1F23.F↑→彈性滑動↑→彈性滑動范圍↑,當(dāng)彈性滑動擴(kuò)展到整個接觸弧時,Ff＝Ffmax*分析:第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月三.傳動比p.211(13-9)(13-10)近似計(jì)算取=0.01-0.02滑動率∵第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）帶傳動最大有效拉力Fecp.206P=FV/1000F<Ffmax→正常工作F＞Ffmax→打滑(13-8)Fec=Ffmax→最大有效拉力F↑V↑→P↑dFNdldαF+dFFdα/2dα/2F2F1fdFN當(dāng)F=Ffmax=Fec→最大有效拉力一.Fec的大小1.平帶傳動第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二.Fec的影響因素1.張緊力F0→F0愈大Fec愈大2.包角α→α愈大Fec愈大3.摩擦系數(shù)f′→f′愈大Fec愈大2.V帶傳動第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(四)帶傳動的應(yīng)力分析(§13-3P.208)帶傳動工作時,作用于帶上有哪些應(yīng)力?它們的分布及大小有什么特點(diǎn)?最大應(yīng)力發(fā)生在什么部位?1.由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力:σ1、σ2,→∵F1>F2→∴σ1＞σ2σb=2yE/dE－帶的彈性模量2.由帶彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力:σb1,σb2

∵d1<d2→∴σb1＞σb2一.帶傳動工作時,作用于帶上應(yīng)力為限制彎曲應(yīng)力σb不過大→限制ddmin→表(13-9)p.2193.由帶彎曲運(yùn)動而產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月3.由帶彎曲運(yùn)動而產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力:FC→

σC→發(fā)生在帶作圓周運(yùn)動部分,作用于帶的全長FC=qV2為限制離心拉應(yīng)力σC不過大→限制V→Vmax≤25m/S但Vmin≥5m/S(P=FV/1000)為限制σb不過大→限制dmin∴5m/S≤Vmax≤25m/S為限制離心拉應(yīng)力σC不過大→限制Vσb=2yE/dFC=qV2第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月一般i＞1(小輪主動):特殊i＜1(大輪主動):發(fā)生位置:∵σ1＞σ2σb1＞σb2帶繞進(jìn)小輪處帶繞出小輪處σmax＝?σ2σCσ1σb2σmaxσb1二.帶傳動工作時最大應(yīng)力:p.209σmax＝σ1+σb1+σc第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

N=3600·k·T·V/LV－帶速(m/S)L－帶長(m)V/L→繞轉(zhuǎn)次數(shù)/秒K－帶輪數(shù)(K次/周)T－帶的壽命(h)三.應(yīng)力循環(huán)次數(shù):p.209第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）帶傳動的優(yōu)缺點(diǎn)p.205

缺點(diǎn):1.不能保持準(zhǔn)確的傳動比,效率低2.傳遞相同圓周力所需的輪廓尺寸和軸上壓力均比嚙合傳動的大3.帶的壽命短4.需要張緊裝置5.不宜用于高溫,易燃場合優(yōu)點(diǎn):1.緩沖吸振,傳動平穩(wěn)2.過載具安全保護(hù)作用3.適用于中心距較大的傳動4.結(jié)構(gòu)簡單,要求精度低,成本低第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：P23913-2主要內(nèi)容：帶傳動最大有效拉力Fec、傳動比以及帶傳動的應(yīng)力分析第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月§13-5普通Ｖ帶傳動的計(jì)算P.213(一)帶傳動的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

☆失效形式☆設(shè)計(jì)準(zhǔn)則當(dāng)Ｆ＞Ｆfmax＝Ｆec→當(dāng)σmax＞[σ]→☆帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶傳動不打滑及具有一定的疲勞壽命?！钤O(shè)計(jì)方法：求→[Ｐ0]→Ｚ＝Ｐ／[Ｐ0]σmax≤[σ]σ1≤[σ]－σb1－σC

帶疲勞破壞Ｆ≤Ｆec打滑=?第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)單根普通Ｖ帶的許用功率[Ｐ0]一.Ｐ0計(jì)算式Ｐ0＝ＦecＶ／1000→單根帶可傳遞最大功率Ｆec≤Ｆ1（1－1／ｅf′α）→不打滑Ｆ1＝σ1Ａσ1≤[σ]－σb1－σc→足夠的疲勞強(qiáng)度∴單根Ｖ帶可傳遞功率Ｐ0:(13-13)Ｐ0＝([σ]－σb1－σc)Ａ(1－1／ｅf′α)Ｖ／1000kw二.單根Ｖ帶的基本額定功率Ｐ0（特定條件）1.Ｐ0:按Ｐ1、ｎ1、型號→查表(13-3)p.2132.特定條件：①包角α1=π(ｉ=1);②載荷平穩(wěn);③特定基準(zhǔn)長度第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月①工作系數(shù)ＫA→非平穩(wěn)載荷ＫA＞1表(13-6)p.217②包角修正系數(shù)Ｋα:表(13-7)P.217當(dāng)α1＜π(ｉ＞1)→承載力↓→Ｋα＜1→α1↓→Kα↓③長度系數(shù)ＫL:表(13-2)P.212當(dāng)L＞特定條件→繞轉(zhuǎn)次數(shù)N↓→傳動功率↑→ＫL＞1當(dāng)L＜特定條件→繞轉(zhuǎn)次數(shù)N↑→傳動功率↓→ＫL＜1表（13-4）P.204當(dāng)ｉ＞1→d2↑→σb2↓→承載力↑→傳動功率↑→△P0＞04.單根Ｖ帶功率增量△P03.非特定條件下的修正系數(shù)P.213[P0]=(P0+△P0)KαKL(13-14)PC=KAPZ=PC/[P0](13-15)→書Z＜10,建議Z≤6三.單根Ｖ帶的許用功率[Ｐ0]第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

一.設(shè)計(jì)方法：已知:

選擇:求:

驗(yàn)算：1.Ｚ＝ＰC／[Ｐ0]2.FQ(壓軸力)α1≥120、V(25m/s≥Vmax≥5m/s)

Ｐ、ｎ、ｉ、工作條件PCn帶的型號(按PC、n1查圖)d,Ｌd,a=(0.7~2)(d1+d2)(三)V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算(圖13-15)二.V帶傳動的設(shè)計(jì)步驟

例13-2p.221第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月§13-7Ｖ帶傳動的張緊裝置∵Ｐ＝FＶ／1000→調(diào)整F0→增大F①定期張緊（定期調(diào)整中心）圖(13-4a)②自動張緊（靠自重）(一)原因:(二)張緊方法