帶傳動(dòng)-機(jī)械設(shè)計(jì)第八版(高等教育出版社)演示課件

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帶傳動(dòng),§7-1 概述,§7-2 普通V帶和V帶輪,§7-3 帶傳動(dòng)的工作情況分析,§7-4 普通Ｖ帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),§7-5 帶傳動(dòng)的張緊裝置及使用維護(hù),§7-6 其他帶傳動(dòng)簡介,§7-1概述,由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。,§7-1 概 述,嚙合型帶傳動(dòng)：靠帶上的齒和帶輪上的齒相 互嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。也稱為 同步帶傳動(dòng),1．帶傳動(dòng)的組成,2．傳動(dòng)原理,本章主要介紹摩擦帶傳動(dòng)。,3．摩擦帶傳動(dòng)的類型,按截面形狀的不同，摩擦帶傳動(dòng)分為：平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和圓帶傳動(dòng)。,帶傳動(dòng)的類型,,應(yīng)用不太廣，例如：高速磨床。,常多根并用，承載能力大。 應(yīng)用最為廣泛,,相當(dāng)于多個(gè)小V帶組成，兼有 平帶傳動(dòng)和Ｖ帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。,適用于輕載的場合，例如：縫紉機(jī)。,概 述,平帶傳動(dòng)分為：,（帶的類型→ ）,帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用,概 述,2. 帶有彈性，能緩沖減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音?。?3. 摩擦帶傳動(dòng)過載時(shí)帶與帶輪打滑，以此保護(hù)其他零件。,缺點(diǎn)：1. 帶的壽命短，在有油的場合，壽命更短；,2. 對(duì)摩擦帶傳動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定；,優(yōu)點(diǎn)： 1. 適用于中心距較大的傳動(dòng)，,4．帶傳動(dòng)的特點(diǎn),在各類機(jī)械中應(yīng)用廣泛，但摩擦帶傳動(dòng)不適用于對(duì)傳動(dòng)比有精確要求的場合。,5．帶傳動(dòng)的應(yīng)用,通常，傳遞的功率 ≤ 700 kW；帶速一般為5～25m/s；傳動(dòng)比 i ≤7。,3. 效率較低。,4. 結(jié)構(gòu)簡單，成本低；,§7-2 普通Ｖ帶和V帶輪,§7-2 普通Ｖ帶和V帶輪,Ｖ帶的截面尺寸,V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、聯(lián)組V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣，本節(jié)主要介紹普通V帶傳動(dòng)。,?普通V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，是無接頭的環(huán)形帶。,（詳見圖7-3）,?七種截型： Y，Z，A，B，C，D，E,（見表7-1）,?基準(zhǔn)長度 ：沿節(jié)面量得的周線長度。,,（標(biāo)準(zhǔn)系列見表7－2）,一、普通V帶,（h / bp ≈0.7）,（詳細(xì)介紹）,V帶輪,二、普通V帶輪,注：輪槽的楔角 應(yīng)比普通V帶的楔角（40°）小。為什么？,基準(zhǔn)直徑 ：,,,（詳細(xì)介紹）,（見圖7－6）,輪槽寬度等于 V 帶節(jié)寬bp處的圓周直徑 。,,普通Ｖ帶和V帶輪,§7-3 帶傳動(dòng)的工作情況分析,兩個(gè)名詞：（1）包角 ?1 ，?2 （2）中心距 a,一、受力分析,尚未工作狀態(tài),由于張緊使帶所受的拉力稱為初拉力（也稱張緊力），用 F0 表示。,工作狀態(tài),帶傳動(dòng)工作時(shí)，一邊拉緊，稱為緊邊；另一邊放松，稱為松邊。,設(shè)帶的總長度不變，則 F1－F0＝F0－F2,即： F1 ＋F2＝2F0,,主動(dòng),從動(dòng),（1）,,,§7-3 帶傳動(dòng)的工作情況分析,帶傳動(dòng)的工作情況分析,有效拉力 F ＝F1－ F2,有效拉力 F（N）的大小取決于所傳遞的功率 P（kW）。,即,有效拉力 F 是由帶與帶輪接觸面上的摩擦力傳遞的工作載荷。當(dāng)傳遞的功率增大到 F 超過極限摩擦力時(shí)（即過載） ，將發(fā)生“打滑”現(xiàn)象。,打滑是由過載引起的一種失效形式。,（2）,受力分析1,帶傳動(dòng)的工作情況分析,（3）,即將打滑時(shí)，有效拉力達(dá)到最大。見右圖，在豎直方向，帶上各力的平衡式為：,帶傳動(dòng)的工作情況分析,,上式兩邊同除以F-qv2，并且積分：,由上式可知：,可得F1 和F2 之間的關(guān)系為：,（歐拉公式）,忽略離心拉力時(shí),（4）,由（1）、（3）、（4）式整理得：,最大有效拉力,1）預(yù)緊力F0↑，則Fmax↑；,2）包角α↑，則Fmax ↑；,3）摩擦因數(shù) ?↑，則Fmax↑；,帶傳動(dòng)的工作情況分析,4）帶速 ?↑，則Fmax↓；,注：1）打滑總是發(fā)生在小輪上。,2）對(duì)于V帶傳動(dòng)，各式中的 應(yīng)換為當(dāng)量摩擦因數(shù) 。,顯然，V帶傳動(dòng)比平帶傳動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力大，承載能力大。,在工作中，帶所受的應(yīng)力有：,二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析,松邊拉應(yīng)力：,（作用于帶全長，包含于 σ1 、σ2 之中）,帶傳動(dòng)的工作情況分析,帶繞過帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力。,纏繞在帶輪上的帶作圓周運(yùn)動(dòng)，帶的全長都將受到離心拉力：,式中：q－每米帶長的質(zhì)量，kq/m。,2）離心產(chǎn)生的拉應(yīng)力：,設(shè)：,作用在微單元弧段dl 的離,心力為dC，則,微單元弧的質(zhì)量,帶速（m/s),帶單位長度質(zhì)量（kg/m）,帶輪半徑,微單元弧對(duì)應(yīng)的圓心角,帶傳動(dòng)的工作情況分析,∴,由水平方向力的平衡條件可知：,雖然離心力只作用在做圓周運(yùn)動(dòng)的部分弧段，,即：,則離心拉力 Fc 產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：,注意：,但其產(chǎn)生的離心拉力（或拉應(yīng)力）卻作用于帶的全部，且假設(shè)各剖面處處相等。,帶傳動(dòng)的工作情況分析,3、帶彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σb,帶繞過帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，由材力公式：,節(jié)線至帶最外層的距離,帶的彈性模量,顯然：,d↓,→σb ↑,故：,σb 1 > σb 2,帶繞過小帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力,帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力,應(yīng)力分析2,分析詳見→,帶中的應(yīng)力分布見圖7－11。,緊邊剛繞上小帶輪處應(yīng)力最大。,帶受變應(yīng)力作用，會(huì)產(chǎn) 生“疲勞破壞”－－是帶 傳動(dòng)的另一失效形式。,帶的疲勞強(qiáng)度條件：,≤,帶傳動(dòng)的工作情況分析,彈性滑動(dòng),三、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng),由于帶的彈性和拉力差所引起的帶與帶輪之間的微小相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。,考慮彈性滑動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比為：,（演示→　?。?,,后果： ＜,用滑動(dòng)率 ε 表示彈性滑動(dòng)的程度。,通常，,一般工程計(jì)算可以忽略彈性滑動(dòng)的影響，則,帶傳動(dòng)的工作情況分析,§7-4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),帶傳動(dòng)的主要失效形式是：打滑和帶的疲勞破壞。,帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：不打滑，帶又具有一定的疲勞強(qiáng)度。,（P1→　?。?一、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,式中：　　— 帶的許用拉應(yīng)力，由實(shí)驗(yàn)測得。,單根V帶的基本額定功率P1,≤,由,和,得：,單根普通V帶在特定條件下的基本額定功率P1見表7-6。,§7-4 普通Ｖ帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2,二、設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇,原始數(shù)據(jù)：功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比 i ）及工作條件等。,設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定帶的截型、長度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑、 壓軸力、張緊力等。,1. 求計(jì)算功率 Pc,式中：KA －工況系數(shù)，見表7－7。,2. 確定帶的截型,根據(jù) Pc 和 小輪轉(zhuǎn)速 n1 查圖7－12選取。,（選型圖→ ）,普通Ｖ帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),3. 確定帶輪直徑 dd,注：為減小彎曲應(yīng)力，規(guī)定了最小帶輪直徑 dmin。,（見表7－4）,dd1 ≥ ddmin ；,（ dd 的系列值見表7－5）,4. 驗(yàn)算帶速,V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3,普通Ｖ帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),合適的帶速為：,,6. 驗(yàn)算小輪包角,按式（7－24)計(jì)算 。,越小，則承載能力就越低。,故，要求：,5. 中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 Ld,a 過大，帶容易顫動(dòng)； a 過小，則帶容易疲勞。,初定中心距：,按式（7－21）計(jì)算所需的帶長,按式（7－22）或式（7－23）計(jì)算實(shí)際中心距 a 。,V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4,普通Ｖ帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì),?P1—— 考慮 時(shí)，單根V帶的功率增量，見表7－8 。,式中：P1 ——單根普通Ｖ帶的基本額定功率，見表7－6。,7. 計(jì)算帶的根數(shù) Z,≥,KL——帶長修正系數(shù)，見表7－2。 K?——包角修正系數(shù)，見表7－9。,（ ?P1 → ）,（ KL → ）,（ K? → ）,9. 壓軸力 FQ,按式（7－27）計(jì)算，見圖7－13。,例題見教材。,8. 初拉力（張緊力 ）F0,F0 越大，則承載能力越大，但帶所受的拉力也越大，使帶的壽命降低。,合適的張緊力 F0 按式（7－26）計(jì)算。,§7-5 帶傳動(dòng)的張緊裝置及使用維護(hù),＊帶必須在張緊后，傳動(dòng)才能正常工作；,一、張緊的目的,＊運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，必須重新張緊，才能正常工作。,常見的張緊裝置有定期張緊裝置和自動(dòng)張緊裝置。,1. 定期張緊裝置,（見圖7－15）,§7-5 帶傳動(dòng)的張緊裝置,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(shí)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。,2. 自動(dòng)張緊裝置,（見圖7－16）,帶傳動(dòng)的張緊裝置2,帶傳動(dòng)的張緊裝置及使用維護(hù),帶傳動(dòng)的張緊裝置及使用維護(hù),二、普通V帶傳動(dòng)的使用與維護(hù),1）為便于裝拆，帶輪宜懸臂裝于軸端；,2）水平布置的帶傳動(dòng)，一般應(yīng)使松邊在上，緊邊在下；,3）安裝時(shí)，應(yīng)使兩輪軸線平行，輪槽中線對(duì)正，以減輕帶的磨損；,4）應(yīng)避免帶與酸、堿、油類介質(zhì)接觸，工作溫度一般不超過60℃；,5）多根帶并用時(shí)，若其中一根松弛或損壞，應(yīng)同時(shí)更換。,在V帶的安裝和使用中，應(yīng)注意一下幾個(gè)問題：,帶傳動(dòng)的張緊裝置3,一、高速帶傳動(dòng),二、同步帶傳動(dòng),三、窄v帶傳動(dòng),四、聯(lián)組v帶,五、多楔帶,§7-6 其他帶傳動(dòng)簡介,§7-6其他帶傳動(dòng)簡介,圖7－6 普通V帶輪的結(jié)構(gòu),返回,實(shí)心式,孔板式,輪輻式,普通V帶輪的結(jié)構(gòu),返回,圖7－12 普通V帶選型圖,普通V帶選型圖,本章插圖1,本章插圖2,,,,Thank you!,