带传动的概述课件.ppt
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1、第第8章章 带传动带传动8-1 带传动的概述带传动的概述 8-2 带传动的工作情况分析带传动的工作情况分析 8-3 V带传动的设计计算带传动的设计计算 8-4 V带轮的结构设计带轮的结构设计 8-5 带传动的张紧装置带传动的张紧装置 8-7 带传动的设计实例带传动的设计实例 带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的,适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比,它们具有结构简单,成本低廉等优点。8-6 同步带传动简介同步带传动简介 8-1 带传动的概述带传动的概述1.带传动的组成带传动的组成 主动轮主动轮1、从动轮、从动轮2、环形带、环形带3。工作原理:工作原理:安装时带被张紧在带轮上,
2、产生的安装时带被张紧在带轮上,产生的初拉力初拉力使得带与带轮之间产生使得带与带轮之间产生压力压力。主动轮转动时,依靠。主动轮转动时,依靠摩摩擦力擦力托动从动轮一起同向回转。托动从动轮一起同向回转。31n2n12F0F0F0F0 应用实例:皮带输送装置。应用实例:皮带输送装置。类类型型平带平带V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型圆形带圆形带2.带传动的类型带传动的类型普通平带普通平带片基平带片基平带片基层布层覆盖层工作面覆盖层类类型型平型带平型带V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型圆形带圆形带普通平带普通平带片基平带片基平带普通带普通带窄带窄带齿形带齿形带宽带宽带 普通带
3、是应用最广泛的一种传动带,其传动功率普通带是应用最广泛的一种传动带,其传动功率大,结构简单,价格便宜。由于带与带轮槽之间是大,结构简单,价格便宜。由于带与带轮槽之间是V型槽面摩擦,故可以产生比平型带更大的有效拉力型槽面摩擦,故可以产生比平型带更大的有效拉力(约(约3倍)。倍)。联组带联组带大楔角带大楔角带2.带传动的类型带传动的类型平型带平型带普通平带普通平带片基平带片基平带普通带普通带窄带窄带齿形带齿形带宽带宽带类类型型V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型圆形带圆形带联组带联组带大楔角带大楔角带2.带传动的类型带传动的类型抗拉体平型带平型带普通平带普通平带片基平带片基平带普通带普
4、通带窄带窄带齿形带齿形带宽带宽带类类型型V 型带型带多楔带多楔带摩擦型摩擦型啮合型啮合型圆形带圆形带联组带联组带大楔角带大楔角带2.带传动的类型带传动的类型组成:组成:抗拉体、顶胶、底胶、包布。抗拉体、顶胶、底胶、包布。帘布芯结构帘布芯结构绳芯结构绳芯结构包布包布顶胶顶胶抗拉体抗拉体底胶底胶节线节线节面节面节线:节线:弯曲时保持原长不变的一条周线。弯曲时保持原长不变的一条周线。节面:节面:全部节线构成的面。全部节线构成的面。3.V3.V带的结构与尺寸带的结构与尺寸在在V带轮上,与所配用带轮上,与所配用V带的节面宽度带的节面宽度相对应的带轮直径称为相对应的带轮直径称为基准直径基准直径d。dbdV
5、带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度称为度称为基准长度基准长度Ld。标准长度系列详见下页表。标准长度系列详见下页表8-3,P159bbdh 型型 号号 Y Z A B C D E F 顶宽顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角截面面积截面面积A(mm2)18 47 81 138 230 476 692 1173 表表8-2 普通普通V带的截面尺寸(带的截面尺寸(GB11544-89
6、)40 普通普通V V带有:带有:Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E等型号等型号,已标准化已标准化 Y YZ ZA AB BC CD DE EF F普通普通V V带的尺寸带的尺寸 (=40,h/bd=0.7)224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02450
7、 1.00 0.80 4500 1.15 1.04500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07560 0.82 5600 1.09630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15800 0.90 0.85 8000 1.18900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.231120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 125001400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.8
8、3 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86 Ld/mm Y Z Ld/mm 基准长度基准长度 KL 基准长度基准长度 KL 表表8-3 普通普通V带的长度系列和带长修正系数(带的长度系列和带长修正系数(GB/T13575.1-92)200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88 =40,h/bd=0.9的的V带称为窄带称为窄V带。带。与普通与普通V带相比,高度相同时,宽度减小带相比,高度相同时,宽度减小1/3,而承载,而承载能力提高能力提高1.52.5倍,适用于传递动力大而又要求紧凑倍,适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。的场合。bh40 型型 号号
9、宽度宽度b(mm)高度高度 h(mm)3 v 9.5(3/8英寸英寸)8 A,B型型 5 V 16.0(5/8英寸英寸)13.5 B,C,D型型8 V 25.4(1英寸英寸)23 D,E,F型型窄窄V带的结构及截面尺寸带的结构及截面尺寸可替代的可替代的 普通普通V带带213.57180 12dd4.带传动的几何关系带传动的几何关系 中心距中心距a包角包角:2因因较小较小,sin以代入得代入得:)(12raddd带长带长:ADBCABL 2)2(2)2(2cos212dda22211sin1cos以代入得:及add212add212)()(2cos21221ddddaaCADBd1d2adddd
10、aL4)(222122111CADBd1d2a带长带长:已知带长时,由上式可得中心距已知带长时,由上式可得中心距 :8)(8)(2)(221222121ddddLddLa带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上,而且当带工作一段时间之后,因带永久伸长而松弛时,还应当重新张紧。5.带传动的特点带传动的特点 1.适用于中心距较大的传动;适用于中心距较大的传动;2.带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸收振动;带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸收振动;3.过载时带与带轮之间会出现打滑,避免了其它零过载时带与带轮之间会出现打滑,避免了其它零 件的损坏;件的损坏;4.结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。缺点:缺
11、点:1.传动的外廓尺寸较大;传动的外廓尺寸较大;2.需要张紧装置;需要张紧装置;3.由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;4.带的寿命较短;带的寿命较短;5.传动效率较低。传动效率较低。优点:优点:应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广,带速:带传动应用最广,带速:v=525 m/s 传动比:传动比:i=7 效率:效率:0.90.956.带传动的应用实例带传动的应用实例 8-2 带传动的工作情况分析带传动
12、的工作情况分析F0F0F0F0静止时,带两边的初拉力相等:静止时,带两边的初拉力相等:传动时,由于摩擦力的作用,带两边的拉力不再相等:传动时,由于摩擦力的作用,带两边的拉力不再相等:F1 =F2 =F0 为了可靠工作,带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1 F2 F1,紧边F2 松边F1F2F1F2紧边紧边松边松边 设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等:相等:F1 F0=F0 F2 从动轮从动轮主动轮主动轮n1n2n1n2F0=(F1+F2)/2一、带传动中的力分析一、带传动中的力分析当圆周力当圆周力FF Ff时,带与带轮之间出现显著
13、的滑动,称时,带与带轮之间出现显著的滑动,称为打滑为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低,经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低,导致传动失效。导致传动失效。称称 F1-F2为有效拉力,即带所能传递的圆周力:为有效拉力,即带所能传递的圆周力:F=F=F1-F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系:且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系:1000FvP 以平带为例,分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d2取一小段弧进行分析:取一小段弧进行分析:参数如图 正压力:正压力:dFN 两端的拉力:两端的拉力:F 和和F+dF 力平衡
14、条件:力平衡条件:忽略离心力,水平、垂直力分别平衡2sin)(2sinddFFdFdFN2cos2cos)(dFddFFfdFN摩擦力:摩擦力:f dFN 由力平衡条件:由力平衡条件:2sin)(2sinddFFdFdFN2cos2cos)(dFddFFfdFN12cos,22sindddd很小,可取因2ddF 去掉二阶微量FddFNfdFdF012fdFdFFFfFF21ln积分得:积分得:紧边和松边的拉力之比为:紧边和松边的拉力之比为:feFF21绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式 dFfdFN 联立求解:联立求解:11ffeeFF)11(121feFFFF112feFF F f 1
15、fQQNFffFfF2sinQNFffF2sinfeFF21F Fecec=F1-F2在相同条件下在相同条件下,V带能传递较大的功率。带能传递较大的功率。或在传递功率相同时,或在传递功率相同时,V带传动的结构更为紧凑。带传动的结构更为紧凑。用用 f 代替代替 f 后,得以下计算公式:后,得以下计算公式:21feFF)11(11112121ffffeFFFFeFFeeFF11ffeeFF)11(121feFFFF112feFF21feFF二、二、带传动的应力分析带传动的应力分析 1.1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力:紧边拉应力:MPaAF11MPaAF22松边拉
16、应力:松边拉应力:A A为带的横截面积为带的横截面积 2.2.离心力产生的拉应力离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力:带在微弧段上产生的离心力:amdFNc带工作时应力由三部分组成dFNcdddlr F1F2Ndqv22)(rqrdrvqrd2)(离心力离心力 F FNcNc在微弧段两端会产生拉力在微弧段两端会产生拉力 FcFc。daqvdaFc22sin2由力平衡条件得:由力平衡条件得:dFNcdddlr F1F2Fc Fc d2d2:22sin,得取dadaNqvFc2MPaAqvAFcc2离心力只发生在带作圆周运动的部分,但由此引起的拉力确作用在带的全长。离心拉应力:离心拉应力:往
17、x轴投影 3.3.弯曲应力弯曲应力当带绕过带轮时,因为弯曲而产生弯曲应力MPadyEb2设设y y为带的中心层到最外层的垂直距离;为带的中心层到最外层的垂直距离;E E为带的弹性模量;为带的弹性模量;d d为带轮直径。为带轮直径。4.4.应力分布及最大应力应力分布及最大应力max1b2c2n1n21b1cb11max2y弯曲应力为弯曲应力为:最大应力最大应力maxmax出现在紧边与出现在紧边与小轮的接触处。小轮的接触处。V带的节线带的节线 dV带轮的带轮的基准圆基准圆由材料力学公式得 离心应力拉应力弯曲应力F0F01由力平衡条件得静止时轴上的压力为:由力平衡条件得静止时轴上的压力为:5.5.作
18、用在轴上的力作用在轴上的力 FQF0F0FQ2sin210FFQ1212F2F2F1F1三、三、带传动的运动分析带传动的运动分析 设设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为变形量为:这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动弹性滑动。紧边:紧边:松边:松边:AEF11AEF22 F F1 1 F F2 2 1 1 2 2带绕过带绕过主动轮主动轮时,将逐渐缩时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使短并沿轮面滑动,使带速落带速落后于轮速。后于轮速。带经过带经过从动轮从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使时,将逐渐被拉长并
19、沿轮面滑动,使带带速超前于轮速。速超前于轮速。smndv/100060111smndv/100060222总有:总有:v v2 2 v v1 1 从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1得从动轮的转速:得从动轮的转速:带传动的传动比:带传动的传动比:2112)1(ddnn)1(12dd21nni V V带传动的滑动率带传动的滑动率=0.01=0.010.02,一般可忽略不计。,一般可忽略不计。定义:定义:112211121ndndndvvv为滑动率。为滑动率。若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界值值F Fecec后,则带与带轮间会发生显著的相对滑动,
20、即产后,则带与带轮间会发生显著的相对滑动,即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降低,生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降低,带传动失效,这种情况应当避免。带传动失效,这种情况应当避免。8-3 V带传动的设计计算带传动的设计计算一、一、V V带的传动的设计准则带的传动的设计准则带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。设计准则:设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度,带传动的转速、包角和载荷特性等因素。二、单根普通二、单根
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