《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 第4版》 課件 第9章 帶傳動

第9章帶傳動教學(xué)要求、重點與難點9.1帶傳動的類型、特點和應(yīng)用9.2帶傳動的工作原理9.3普通Ｖ帶傳動的設(shè)計計算9.4帶傳動的使用和維護(hù)小結(jié)作業(yè)教學(xué)要求、重點與難點

一、教學(xué)要求

了解帶傳動的類型及特點；了解帶傳動的受力分析、應(yīng)力分析、彈性滑動及傳動比；掌握V帶傳動的設(shè)計計算；了解帶傳動的張緊裝置。

二、教學(xué)重點與難點

重點：帶傳動工作情況分析；V帶傳動的設(shè)計計算和參數(shù)選擇

。

難點：V帶傳動的設(shè)計計算和受力分析。

返回章目錄主動帶輪1(主動輪)；從動帶輪3(從動輪)；傳動帶2。一、帶傳動的組成及其主要類型1．帶傳動的組成9.1帶傳動的類型、特點和應(yīng)用

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）。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）。3．帶傳動的特點結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖減振；

摩擦式帶傳動有彈性滑動和打滑的現(xiàn)象，傳動比不穩(wěn)定。4．帶傳動的類型

平帶傳動：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。有開口、交叉、半交叉?zhèn)鲃?。Ｖ帶傳動：在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。只有開口傳動。

多楔帶傳動：兼有平帶傳動和Ｖ帶傳動的優(yōu)點，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。

同步帶傳動：是一種嚙合傳動，具有的優(yōu)點是：無滑動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。

圓形帶傳動：小功率，低速傳動。二、V帶材料及結(jié)構(gòu)1.V帶的截面結(jié)構(gòu)：簾布結(jié)構(gòu)和繩芯結(jié)構(gòu)

2.V帶的材料組成：（1）包布層（2）伸張層（頂膠）（3）壓縮層（底膠）（4）強力層：由幾層簾布或棉線（或尼龍）繩構(gòu)成。3.V帶型號：

V帶型號有Y,Z,A,B,C,D,E等七種。4.基準(zhǔn)長度Ld(公稱長度)

標(biāo)注：例如：A2240－A型帶其公稱長度是：Ld=2240mm三、V帶帶輪材料和結(jié)構(gòu)1.帶輪的材料常用灰鑄鐵，如HT150、HT200。

2.帶輪的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：①實心式；②腹板式；③孔板式；④輪輻式。圖8-1帶輪的結(jié)構(gòu)四、帶傳動的特點和應(yīng)用

優(yōu)點：①具有良好的彈性，能緩沖吸振，沒有接頭，傳動較平穩(wěn)，噪音??；②有過載保護(hù)作用，可以防止其他器件損壞；③結(jié)構(gòu)簡單，制造和維護(hù)方便，成本低；④適用于中心距較大的場合。缺點：①工作中有彈性滑動，使傳動效率降低，不能保持準(zhǔn)確的傳動比；②傳動的外廓尺寸較大；③由于需要張緊，使帶輪軸上受力較大；④帶傳動可能因摩擦起電，產(chǎn)生火花，故不宜用于易燃易爆的場合。應(yīng)用場合：帶傳動多用于兩軸中心距較大，傳動比要求不嚴(yán)格的機(jī)械中五、開口帶傳動的幾何關(guān)系中心距、帶長、帶輪基準(zhǔn)直徑、、包角

返回章目錄9.2帶傳動的工作原理一、帶傳動中力分析

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F＝1000P/v，則有F＝Ff。尚未工作狀態(tài)

工作狀態(tài)

帶傳動的最大有效拉力F，由歐拉公式確定，即：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(有打滑趨勢）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Fcr。

預(yù)緊力F0↑→最大有效拉力F

↑

包角α↑→最大有效拉力F↑

摩擦系數(shù)f↑→最大有效拉力F↑取繞在主動輪或從動輪上的傳動帶為研究對象，有：F＝Ff＝F1－F2；因此有：F1＝F0＋F／2；F2＝F0－F／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。

帶傳動在工作過程中帶上的應(yīng)力有三種：二、帶中的應(yīng)力分析1.拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力：2.

離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運動時的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力：3.彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力：

帶傳動在工作過程中帶上的最大應(yīng)力：

為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)限制帶輪的最小直徑。

最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞進(jìn)小輪a點處。變應(yīng)力作用，帶產(chǎn)生疲勞破壞。三、彈性滑動和滑動率帶傳動在工作時，從緊邊到松邊，傳動帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。帶傳動中因帶的彈性變形變化所導(dǎo)致的帶與帶輪之間的相對運動，稱為彈性滑動。或其中：因此，傳動比為：若帶的工作載荷進(jìn)一步加大，有效圓周力達(dá)到臨界值Fec后，則帶與帶輪間會發(fā)生顯著的相對滑動，即產(chǎn)生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動失效，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。但彈性滑動無法避免。彈性滑動導(dǎo)致：從動輪的圓周速度v2＜主動輪的圓周速度v1，速度降低的程度可用滑動率ε來表示：

返回章目錄9.3普通Ｖ帶傳動的設(shè)計計算一．Ｖ帶傳動的主要失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則帶傳動的主要失效形式：是打滑和傳動帶的疲勞破壞。帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。二．Ｖ帶傳動的設(shè)計

設(shè)計的原始數(shù)據(jù)為：功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i），傳動位置要求及工作條件等。1、設(shè)計數(shù)據(jù)及內(nèi)容

設(shè)計內(nèi)容：確定帶的類型和截型、長度L、根數(shù)Z、傳動中心距a、帶輪基準(zhǔn)直徑及其它結(jié)構(gòu)尺寸等。2、設(shè)計步驟與方法①確定計算功率Pca

：P——傳遞的額定功率（KW）KA—工況系數(shù)，查表8-3

②選擇帶型號：根據(jù)Pca，n1

通過查圖8-2型號選擇圖，確定帶型號。③定帶輪直徑（驗算帶速V）:小輪直徑D1min

D1>Dmin

查表8-4b)驗算帶速V通常要求:V=5~25m/s如果帶速V太小:

由公式P=FV可知，傳遞同樣功率P時，圓周力F太大，帶的壽命下降。如果帶速V太大:

帶傳動的離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力變小，傳遞載荷能力下降。④求中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld

a)初選a0b)由a0定計算長度（開口傳動）

c)按表8-2定相近的基準(zhǔn)長度Ld

d)由節(jié)線長度Ld求實際中心距e)考慮到中心距調(diào)整、補償F0，中心距a應(yīng)有一個范圍⑤驗算小輪包角如果不滿足，采取如下措施：

1）增大中心距a；

2）加張緊輪。小輪包角應(yīng)該⑦確定帶的張緊力F0（單根帶）

⑧求帶作用于軸的壓力FQ

帶傳動的總體評價：ZVFQF0a>120°2~410~20小適當(dāng)?、抻嬎銕У母鶖?shù)Z例8-1：返回章目錄

第四節(jié)帶傳動的使用和維護(hù)1）安裝時必須先縮小中心距，然后裝上Ｖ帶，再予以調(diào)緊。2）保持帶清潔，不宜在陽光下暴曬，避免老化；3）避免新舊帶混合使用。因為舊帶已有一定的永久變形，混合使用新舊帶會加速新帶的損壞。應(yīng)用使用過的舊帶補全后繼續(xù)工作或全部更換新帶；4）為保證安全生產(chǎn)，帶傳動應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩；5）帶傳動工作一段時間后，要產(chǎn)生永久變形，導(dǎo)致張緊力減小，因此要重新調(diào)整張緊力。一、Ｖ帶傳動的使用1.根據(jù)帶的摩擦傳動原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作。2.運轉(zhuǎn)一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能正常工作。3.張緊裝置常見帶傳動的張緊裝置有：二、Ｖ帶傳動的張緊1）定期張緊裝置2、自動張緊裝置3、張緊輪裝置

張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。

返回章目錄本章小結(jié)1．摩擦帶傳動是靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。傳動平穩(wěn)，有過載保護(hù)作用，但不能保持準(zhǔn)確傳動比。2．帶在工作時有拉應(yīng)力、離心應(yīng)力和彎曲應(yīng)力三種。3．彈性滑動是由于帶工作時緊邊和松邊存在拉力差，而引起帶與輪之間局部而微小的相對滑動，是不可避免的。打滑則是由于過載而引起的帶在帶