机械设计-第14章带传动

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
研究对象:以普通V带为主 研究内容:带传动的工作原理、特点、应用 及标准,分析普通带传动的失效形式与设计 准则,设计的思路和方法,以及使用和维护 方面应注意的问题。 重点:普通带传动的设计计算
14.1 概述
1.带传动的组成
如图所示,带传动一般是由主动轮、从动轮、 紧套在两轮上的传动带及机架组成。当原动机 驱动主动带轮转动时,由于带与带轮之间摩擦 力的作用,使从动带轮一起转动,从而实现运 动和动力的传递。
P0 —实验条件下单根普通V带的基本额定功率(kW) ,见表;
△P0—i12=1时单根普通V带额定功率增量(kW),见表;
Kα—包角系数,见下表; KL—带长修正系数,见表;
2.V带传动的设计步骤和方法
已知条件一般为: 原动机的性能 传动用途 传递的功率 两轮的转速n1、n2(或传动比i12) 工作条件及外廓尺寸要求等。
14.3 带传动的工作能力分析
1.带传动的受力分析
把一根或多根环形V带张紧套装在主动轮1 和从动轮2上,使带与带轮的接触面间产生压力。 工作时,靠带与带轮间的摩擦力传递运动与动 力。在一定的条件下,摩擦力有一极限值,如 果工作阻力超过了摩擦力的极限值,带将在带 轮面上打滑,带传动将不能正常工作。
为保证带传动正常工作,传动带必 须以一定的张紧力套在带轮上。当 传动带静止时,带两边承受相等的 拉力,称为初拉力F0。当传动带传 动时,由于带与带轮接触面之间摩 擦力的作用,带两边的拉力不再相 等,如图所示。一边被拉紧,拉力 由F0增大到F1,称为紧边;一边被 放松,拉力由F0减少到F2,称为松 边。设环形带的总长度不变,则紧 边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉 力的减少量F0-F2。
2.V带传动的设计步骤和方法
设计内容: 确定普通V带的型号、基准长度Ld和根数z; 确定带轮的材料; 基准直径dd1、dd2及结构尺寸; 确定传动的中心距a; 计算初拉力F0及作用在轴上的压力FQ; 选择张紧装置。
2.V带传动的设计步骤和方法 设计步骤和方法:
(1)确定计算功率
Pc KAP
Pc—计算功率(kW); KA —工作情况系数,查表; P —传递的额定功率(kW)。
1
2
14.2 普通V带和V带轮
2.V带带轮的结构设计
设计要求:
质量小且质量分布均匀; 足够的承载能力; 良好的结构工艺性; 轮槽工作面要精细加工,以减少带的磨损; 各槽的尺寸和角度应保持一定的精度,以使载 荷分布较为均匀等。
14.2 普通V带和V带轮
结构设计: 带轮由轮缘、
腹板(轮辐)和轮毂三部分 组成。轮缘是带轮的工作部 分,制有梯形轮槽。轮毂是 带轮与轴的联接部分,轮缘 与轮毂则用轮辐(腹板)联 接成一整体。 V带轮按腹板 结构的不同分为以下几种型 式:实心带轮、腹板带轮 、 孔板带轮、轮辐带轮。
带绕在带轮上时产生弯曲,外层受拉伸长,内层受压缩短, 内外层之间必有一长度不变的中性层,其宽度b p称为节宽。 V带轮上与b p相应的带轮直径d d 称为基准直径。与带轮 基准直径相应的带的周线长度称为基准长度,用Ld表示。 两带轮轴线间的距离a称为中心距,带与带轮接触弧所对 应的中心角称为包角 。
14.1 概述
2.带传动的类型
按传动原理分:
(1)摩擦带传动: 靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动, 如V带传动、平带传动等; (2)啮合带传动: 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相 啮合实现传动,如同步带传动。
14.1 概述
2.带传动的类型
按传动带的截面形状分 (1)平带: 平带的截面形状为矩形,内表面为工作面。
第14章 带传动
主讲:朱明 高级工程师、高级技师、国家经济师
高级国家职业技能鉴定考评员 高级技能专业教师
朱明--百度个人主页
知足常乐,历经:兵农医工商学。
历经:兵团开车,赤脚医生、教师、地方修车,
企业管理:技术、运营、 物流、安全、保卫,
职任:客运站长、 公司经理, 集团技术总监,
总经理及法人代表。
设计步骤和方法:
(8)确定单根带的初拉力 F0
保持适当的初拉力是带传动正常工作的必要条 件。初拉力过小,则传动时摩擦力过小易打滑;过 大则降低带的寿命,并增大了轴和轴承的压力。单 根V带的初拉力可按下式计算
F0
500
(2.5 K K zv
)Pc
qv2
N
q为每米带长的质量(kg/m)
设计步骤和方法: (9)计算作用在带轮轴上的压力FQ
按用途分 (1)传动带 传递动力用 (2)输送带 输送物品用。
本章仅讨论传动带。
14.1 概述
3.带传动的特点
能吸收振动,缓和冲击,传动平稳,噪音小; 过载时,带会在带轮上打滑,防止其他机件损坏,起到过 载保护作用; 结构简单,制造、安装和维护方便,成本低; 带与带轮之间存在一定的弹性滑动,故不能保证恒定的传 动比,传动精度和传动效率低; 由于带工作时需要张紧,带对带轮轴有很大的压轴力; 带传动装置外廓尺寸大,结构不够紧凑; 带的寿命较短,需要经常更换; 不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。
F为有效圆周力,单位为N;
V为带的速度,单位为m/s。
在一定的初拉力F0作用下,带与带轮接触面间摩擦力 的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接 触面间摩擦力的总和的极限值时,带与带轮将发生明显的 相对滑动,这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧 下降,使传动失效,同时也加剧了带的磨损,应避免打滑。
设计步骤和方法: (4)验算带速v
v dd1n1
60 1000
m/s
dd1—小带轮的基准直径(mm); n1—小带轮的转速(r/min)
带速一般限制在5—25m/s之间。
设计步骤和方法: (5)确定中心距a和带的基准长度Ld
初步确定中心距a0:设计时如无特殊要求,可按下式
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
直径较小时可采用实心式;中等直径带轮采用腹板式;直 径大于350mm时可采用轮辐式。轮毂与轮辐尺寸按经验公式计算, 轮缘尺寸见表14-2-3。
14.2 普通V带和V带轮
3.V带带轮材料选择
带轮的材料:带轮的材料主要采用铸铁,
常用材料的牌号为HT150或HT200,允许的 最大圆周速度为25m/s;转速较高时宜采 用铸钢(或用钢板冲压后焊接而成); 小功率时可用铸铝或塑料。
14.3 带传动的工作能力分析
2.带传动的弹性滑动和传动比
传动带是弹性体,受到拉力后会产生弹性伸长,伸长量随拉力 大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉 力由F1减小为F2,其弹性伸长量也减小。带在绕过带轮的过程中, 相对于轮面向后收缩,带与带轮轮面间出现局部相对滑动,导 致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。
学历:本科、MBA,
专业:汽车维修与使用、企业管理、经济管理。
职业资格与职称:高级工程师、高级技师、国家经济师、
高级技能专业教师、高级国家职业资格考评员。
管理科学研究院特约讲师、
管理顾问有限公司高级讲师。
客座任教:大学、 技师学院、国家职业资格培训与考评及 企业内部职业培训。
第14章 带传动
为了设计轴和轴承,必须求出V带作用在轴 上的压力。可按下式计算
FQ 2zF0 sin(1 / 2) N
14.4 V带传动的张紧、安装和维护
1.带传动的张紧
调整中心距方式 定期张紧 自动张紧
滑道式
张紧轮方式
采用定期改变中心距的方法来调节带的张紧力,使 带重新张紧。常见的有滑道式和摆架式两种结构。
14.4 V带传动的张紧、安装和维护
设计步骤和方法:
(2)选择V带的型号 根据计算功率Pc和小带轮转速n1,按下图选择普通V带的型号。
设计步骤和方法:
(3)确定带轮的基准直径dd1、dd2
一般取 dd1 dd m,in 若过小则带的弯曲应力太大而
导致带的寿命降低;反之,则带传动的外廓尺寸增 大。普通V带轮的最小基准直径如下:
带型 Y Z A B C D E
d d min 20 50 75 125 200 355 500
大带轮的基准直
径由下式计算:
dd 2 i12dd1(1
)
带轮的基准直径、应符合带轮基准直径尺寸系列。 普通V带轮的基准直径系列 20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 900 1000…
F1-F0=F0-F2
F0=(F1+F2)/2
带两边的拉力之差F称为带传动的有效拉力。实际上F 是带与带轮之间摩擦力的总和,在最大静摩擦力范围内, 带传动的有效拉力F与总摩擦力相等,F同时也是带传动所 传递的圆周力,即F=F1-F2
带传动所传递的功率为:P=Fv/1000
式中P为传递功率,单位为KW;
设计步骤和方法:
(6)验算小带轮包角 1
1 180 57.3 (dd2 dd1) / a
一般要求 1 120 ,若不能满足,
可增大中心距或设置Biblioteka Baidu紧轮。
设计步骤和方法: (7)确定带的根数 z
z Pc
Pc
[P0 ] (P0 P0 )K KL
带的根数应取整数。为使各根带受力均匀, 带的根数不能太多,一般2~5根为宜,最多不多 于8~10根。否则应加大带轮基准直径或选择较大 型号的带,重新设计。
当带由松边绕过从动 轮进入紧边时,拉力 增加,带逐渐被拉长, 沿轮面产生向前的弹 性滑动,使带的速度 逐渐大于从动轮的圆 周速度。
由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。
14.3 带传动的工作能力分析
2.带传动的弹性滑动和传动比
由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低 率称为带传动的滑动系数。
v1 v2 dd1n1 dd 2n2 1 dd 2n2
v1
dd1n1
dd1n1
考虑弹性滑动时的传动比为 :
i12
n1 n2
dd 2
dd1(1 )
一般带传动的滑动系数 0.01 ~ 0.02 ,因值很小, 非精确计算时可以忽略不计。
14.3 带传动的工作能力分析
2.带传动的弹性滑动和传动比
(2)V 带: 截面形状为梯 形,两侧面为 工作表面。
14.1 概述
2.带传动的类型
按传动带的截面形状分 (3)多楔带:它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。 可传递很大的功率。 (4)圆形带: 横截面为圆形。 只用于小功率传动。
(5)齿形带(同步带):
(6)齿孔带 :
14.1 概述
2.带传动的类型
基准长度计算:由带传动的几何关系可得带的计算公式:
Ld0 2a0 (dd1 dd2) / 2 (dd2 dd1)2 / 4a0
Ld0—带的基准长度计算值,查表选定带的基准长度Ld。
实际中心距a : 考虑到安装、张紧的调整,将中心距设 计成可调式 a min=a-0.015Ld a max=a+0.03Ld
1.单根V带允许传递的功率
在包角α=1800、特定带长、工作平稳的条件下, 单根普通V带的基本额定功率Po(实验所得)见表。
1.单根V带允许传递的功率(续)
当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时,应对查 得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能 传递的功率[Po]:
[P0 ] (P0 P0 )K KL
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。 打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免 的。而弹性滑动是由于拉力差引起的,只要 传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,所以 弹性滑动是不可以避免的。
第14章 带传动(续)
14.4 V带传动的设计
失效形式:打滑和疲劳断裂。 设计准则:在保证不打滑的条件下,应 具有一定的疲劳强度和寿命。
14.1 概述
4.带传动的应用
摩擦带传动适 用于要求传动 平稳、传动比 要求不准确、 中小功率的远 距离传动。
14.2普通V带和V带轮
V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。 其中以普通V带和窄V带应用较广。
1.V带的规格标准
普通V带已标准化,按截面尺寸从小到大可分为Y、Z、A、B、 C、D、E七种型号 。标准V带都制成无接头的环形带,其横截 面结构如图所示。抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。
相关文档
最新文档