機(jī)械設(shè)計(jì) 第8章 帶傳動(dòng)學(xué)習(xí)課件

俞愛(ài)林廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院電話：39322212EMAIL：allan75@126.com機(jī)械設(shè)計(jì)

DesignofMachinery

傳動(dòng)總論原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置工作機(jī)減速、增速、變速改變力或力矩改變運(yùn)動(dòng)形式一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)若干執(zhí)行機(jī)構(gòu)一、傳動(dòng)的功用機(jī)械傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)齒輪、蝸輪及螺旋傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)按工作原理分二、傳動(dòng)的類型及其比較與選擇機(jī)械傳動(dòng)定比傳動(dòng)變比傳動(dòng)有級(jí)變速傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)按改變傳動(dòng)比的可能性分二、傳動(dòng)的類型及其比較與選擇傳動(dòng)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)摩擦傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)格便宜傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、緩沖和過(guò)載保護(hù)存在滑動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定帶傳動(dòng)中心距變化范圍大，可用于大中心距傳動(dòng)外廓尺寸大，帶壽命短，軸和軸承受力大齒輪傳動(dòng)外廓尺寸小，效率高，傳動(dòng)比恒定，圓周速率及功率范圍廣制造、安裝精度較高，無(wú)緩沖、過(guò)載保護(hù)蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大且恒定，平穩(wěn)無(wú)噪聲，可設(shè)計(jì)成自鎖效率低，傳動(dòng)功率不宜大，精度高，材料好鏈傳動(dòng)中心距變化范圍大，平均傳動(dòng)比恒定惡劣環(huán)境下可靠，軸和軸承上作用力小瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，有沖擊、振動(dòng)、噪聲二、傳動(dòng)的類型及其比較與選擇選擇原則：

1、傳遞功率和效率的要求；

2、傳動(dòng)鏈配置要求（如速度低、傳動(dòng)比大時(shí)）；

3、軸線位置要求；

4、壽命要求；

5、工作環(huán)境、條件要求。二、傳動(dòng)的類型及其比較與選擇1、傳動(dòng)裝置總效率三、傳動(dòng)計(jì)算常用參數(shù)公式2、傳動(dòng)比i三、傳動(dòng)計(jì)算常用參數(shù)公式3、功率P三、傳動(dòng)計(jì)算常用參數(shù)公式4、轉(zhuǎn)距T三、傳動(dòng)計(jì)算常用參數(shù)公式5、圓周速度v三、傳動(dòng)計(jì)算常用參數(shù)公式第8章帶傳動(dòng)重點(diǎn)、難點(diǎn):

帶傳動(dòng)的工作情況分析

帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)8-1

帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用8-2帶傳動(dòng)的工作情況分析8-3

普通V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算8-4V帶輪的結(jié)構(gòu)8-5V帶傳動(dòng)的張緊裝置§8-1帶傳動(dòng)的類型和應(yīng)用主動(dòng)帶輪1、從動(dòng)帶輪2、環(huán)形帶靜止時(shí)，兩邊拉力相等；傳動(dòng)時(shí)，拉力大的一邊稱為主動(dòng)邊（緊邊），拉力小的一邊為從動(dòng)邊（松邊）靠帶與帶輪接觸面間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力F1F2Ff12F0F0F0F0一、帶傳動(dòng)組成二、工作原理開(kāi)口傳動(dòng)－兩軸平行，同向回轉(zhuǎn)交叉?zhèn)鲃?dòng)－兩軸平行，反向回轉(zhuǎn)半交叉?zhèn)鲃?dòng)－兩軸交錯(cuò)，不能逆轉(zhuǎn)按形傳式動(dòng)分三、帶傳動(dòng)的類型平帶傳動(dòng)－底面是工作面，可實(shí)現(xiàn)多種形式的傳動(dòng)Ｖ帶傳動(dòng)－帶兩側(cè)面是工作面，承載力大，只用于開(kāi)口傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)－具有平帶和Ｖ帶的優(yōu)點(diǎn)同步帶傳動(dòng)－具有帶與鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)按帶的截面分三、帶傳動(dòng)的類型圓形帶傳動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)帶被張緊時(shí)，帶與帶輪接觸弧所對(duì)的中心角叫帶在帶輪上的包角四、帶傳動(dòng)的參數(shù)1中心距a

在規(guī)定的張緊力下，兩帶輪軸線間的距離2包角α3帶輪（基準(zhǔn)）直徑dd→帶輪上與Ｖ帶節(jié)面對(duì)應(yīng)的直徑節(jié)線：帶受縱向彎曲時(shí)，保持長(zhǎng)度不變的周線節(jié)面：全部節(jié)線構(gòu)成的面節(jié)面寬度：縱彎寬度不變4帶（基準(zhǔn)）長(zhǎng)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(zhǎng)度已知帶長(zhǎng)時(shí)，中心距為五、帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)距離傳動(dòng)可緩沖、減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,精度低,成本低缺點(diǎn)：外廓尺寸大彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)比不固定，效率低軸與軸承受力大壽命短需要張緊裝置不宜用于高溫,易燃場(chǎng)合一、帶傳動(dòng)的受力分析二、帶傳動(dòng)的最大有效拉力三、帶的應(yīng)力分析四、帶的彈性滑動(dòng)和打滑§8-2帶傳動(dòng)工作情況分析一、帶傳動(dòng)的受力分析

靜止時(shí)，兩邊拉力相等=F0→初拉力工作時(shí):拉力增加

緊邊：F0→F1

緊邊拉力拉力減少

松邊：F0→F2

松邊拉力工作狀態(tài):

帶兩邊拉力不相等緊松邊判斷：繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊→緊邊F1F2F0F0F0F0Ff緊邊松邊動(dòng)畫(huà)分析--取主動(dòng)輪端的帶為分離體，則：1緊松邊力的大小緊邊由F0→F1

拉力增加，帶增長(zhǎng)；松邊由F0→F2

拉力減少，帶縮短；總長(zhǎng)不變

帶增長(zhǎng)量＝帶縮短量；F1－F0＝F0－F2

F1＋F2＝2F0；

Fe=F1-F2

有效拉力。Ｆf

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＝Ｆeo12帶傳動(dòng)的功率分析：◆v一定，F(xiàn)e=P／v

，需要的Ｆfmax大于Fe；◆Ｆf

一定時(shí)，P=Fev=Ｆf

v，若要P↑，可↑v，故宜將

帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)。→P↑

當(dāng)Fe<Ffmax→正常工作

當(dāng)Fe＞Ffmax→打滑

當(dāng)Fe=Ffmax=Fec→最大有效拉力1

Fec的大小2Fec的影響因素1）張緊力F0→F0愈大Fec愈大2）包角α1→α愈大Fec愈大3）摩擦系數(shù)f→f愈大Fec愈大Fe↑v↑二、最大有效拉力由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力σc：?帶傳動(dòng)工作時(shí),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?為什么要限制帶速？帶的應(yīng)力：拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、離心拉應(yīng)力由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力s1、s2：由帶彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力:σb1,σb2變應(yīng)力→疲勞破壞最大應(yīng)力:

smax=s1+sb1+sc發(fā)生位置:

小帶輪與緊邊接觸處三、帶的應(yīng)力分析為限制σb不過(guò)大→限制dmin為限制離心拉應(yīng)力σc不過(guò)大→限制Vσb=2yE/dFc=qV25m/S≤v≤25m/S

一般以v=20m/s為宜1）彈性滑動(dòng)定義：由于帶的兩邊彈性變形不等所引起的帶與帶輪之間的微量相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的原因：帶的彈性、松邊與緊邊拉力差

變形量改變，相對(duì)輪滑動(dòng)彈性滑動(dòng)的特點(diǎn)：彈性滑動(dòng)不可避免F↑

彈性滑動(dòng)↑

彈性滑動(dòng)范圍↑

后果：帶速滯后于主動(dòng)輪，超前于從動(dòng)輪→v1>v帶>v2

，v1>v2

帶傳動(dòng)傳動(dòng)比不穩(wěn)定彈性滑動(dòng)率：F1F2緊邊松邊四、帶的彈性滑動(dòng)和打滑

=0.01

0.022）打滑定義：帶沿帶輪面發(fā)生全面滑動(dòng)產(chǎn)生的原因：Fe>Ffmax

彈性滑動(dòng)擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧

顯著滑動(dòng)(打滑)特點(diǎn)：打滑可以避免，而且應(yīng)當(dāng)避免短時(shí)打滑起到過(guò)載保護(hù)作用打滑先發(fā)生在小帶輪處

后果：打滑

帶的劇烈磨損

從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速劇烈降低

傳動(dòng)失效F1F2緊邊松邊一、V帶的結(jié)構(gòu)二、普通V帶標(biāo)準(zhǔn)三、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算§8-3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、V帶的結(jié)構(gòu)伸張層(頂膠)、強(qiáng)力層(抗拉體)、壓縮層(底膠)、包布層二、V帶規(guī)格普通V帶：Y、Z、A、B、C、D、E七種窄V帶：SPZ、SPA、SPB、SPC四種截面尺寸見(jiàn)表8-1三、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1帶傳動(dòng)失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2單根V帶能傳遞的功率3普通V帶的型號(hào)和根數(shù)的確定4設(shè)計(jì)步驟1帶傳動(dòng)失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式：打滑、帶的疲勞損壞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：Fe≤Ffmax、

smax=s1+sb1+sc≤[s]或s1≤[s]-sb1+sc設(shè)計(jì)依據(jù)：保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命具體做法：確定單根帶所能傳遞的許用功率根據(jù)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率確定帶安全工作的根數(shù)2單根V帶能傳遞的功率保證不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命單根普通v帶的基本額定功率可查表8-4a基本額定功率確定條件：i=1,特定帶長(zhǎng)，工作平穩(wěn)實(shí)際工作中單根帶所能傳遞的許用功率：不打滑不疲勞破壞帶長(zhǎng)修正系數(shù)，表8-2包角修正系數(shù)，表8-5時(shí)的功率增量，表8-4b圖8-11KA工況系數(shù)見(jiàn)表8-63

普通V帶的型號(hào)和根數(shù)的確定4設(shè)計(jì)步驟已知條件及設(shè)計(jì)內(nèi)容：已知條件設(shè)計(jì)內(nèi)容傳遞的名義功率P主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2或傳動(dòng)比i傳動(dòng)位置要求

工況條件、原動(dòng)機(jī)類型等選擇：

V帶的型號(hào)、dd、Ｌd

、a=(0.7~2)(dd1+dd2)計(jì)算:根數(shù)、壓軸力驗(yàn)算:帶速v

、包角α≥120°d2=i

d1(1–ε)，圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，表8-8帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，所以d1≥dmin表8-6

7、計(jì)算帶的根數(shù)z2、根據(jù)n1、Pca選擇帶的型號(hào)3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2

具體步驟1、確定計(jì)算功率Pca＝KAP工況系數(shù)，查表8-74、驗(yàn)算帶速v(v＝5～25m/s)N5、確定中心距a及帶長(zhǎng)Ld6、驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角α1N

z≥7？NY8、確定初拉力F09、計(jì)算壓軸力Fp10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)圖8-11

套基準(zhǔn)長(zhǎng)度，表8-2a過(guò)小，帶短，易疲勞a過(guò)大，易引起帶的扇動(dòng)確定中心距初定中心距a0式8-200.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)初算帶長(zhǎng)L0式8-20計(jì)算實(shí)際中心距a（圓整）取基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld(表8－2)輪緣－安裝帶輪輻－聯(lián)接輪緣與輪轂輪轂－與軸聯(lián)接灰鑄鐵HT150、HT200－常用鑄鋼、焊接（鋼板）－高速鑄鋁、塑料－小功率§8-4Ｖ帶輪的結(jié)構(gòu)

一、結(jié)構(gòu)組成二、V帶輪材料－按帶輪直徑確定實(shí)心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式實(shí)心式腹板式三、基本結(jié)構(gòu)形式輻輪式孔板式

表8—101標(biāo)準(zhǔn)直徑系列

（表8—8）2輪槽角φ0

＜40°四、結(jié)構(gòu)尺寸①定期張緊（定期調(diào)整中心）圖(8-15a)

圖(8-15b)②自動(dòng)張緊（靠自重）→使中心距增大或使帶張緊┌安裝制造誤差└工作后的塑性變形→F0不保證→設(shè)張緊裝置1）調(diào)整中心距帶傳動(dòng)靠帶與帶輪間的摩擦力工作，需F01原因2張緊方法2）張緊輪裝置→利用張緊輪使帶張緊§8-5Ｖ帶傳動(dòng)的張緊裝置