带传动
带传动
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2)啮合式带传动 同步带传动是一种啮合传动,具有的优点是:无滑动,能保证固 定的传动比;带的柔韧性好,所用带轮直径可较小;传递功率大。 用于要求传动平稳,传动精度较高的场合.(强力层为钢丝绳,变形 小;带轮为渐开线齿形)
二、带传动的组成及特点 1.带传动的组成
(2)V带: 截面形状为梯形,两侧面为工作表面。应用最广的带 传动是V带传动,在同样的张紧力下,V带传动较平带传动能产生 更大的摩擦力。
在相同的张紧力作用下,V带可比平 带产生较大的正压力,因而获得较大 的摩擦力。
设平带与V带传动承受相同的张紧 力Q,则平带工作时产生的摩擦力为
Ff = fN = fQ V带工作时产生的摩擦力为
2
F
cos d
2
因d 很小,可取 sin d d , cos d 1 去掉二阶微量dF d
22
2
2
dFN Fd fdFN dF
dF fd
F
积分得: F1 dF
f d
F F2
0
ln F1 f
F2
紧边和松边的拉力之比为: F1 e f →绕性体摩擦的基本公式 F2
联立求解:
F1 = F0 + F/2 F2 = F0 + F/2
紧后,位于带轮基准直径上的周线长度Ld 。)
带轮基准直径——V带轮上与所配V带节宽bp
相对应的带轮直径。
带轮的基准直径是V带轮的公称直径。 V带的楔角: V带两个侧面的夹角。 带轮的槽角: 带轮轮槽两个侧面的夹角 中心距a: 两个带轮轴线之间的距离。
V带的尺寸已经标准化,其标准有截面尺寸和V带基准长度。
取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象,有:Ff=F1-F2;
简述带传动的类型及各类型的特点
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简述带传动的类型及各类型的特点
1. 链传动:链传动是指通过金属链将动力传递给传动轴。
链传动具有传动平稳、传递能力强等优点,但同时需要注意链条的维护和保养。
2. 带传动:带传动是指通过带子将动力传递给传动轴。
带传动比链传动更加平稳、稳定,但传递能力弱,适用于低速、轻载条件下的传动。
3. 齿轮传动:齿轮传动是指通过齿轮将动力传递给传动轴。
齿轮传动能够传递大扭矩,但噪音及振动较大。
4. 蜗杆传动:蜗杆传动是指通过蜗杆将动力传递给传动轴。
蜗杆传动具有速比大、噪音小的特点,但效率较低。
5. 摩擦传动:摩擦传动是指通过摩擦力将动力传递给传动轴。
摩擦传动具有结构简单、噪音小的特点,但传递能力较弱,适用于低速、轻载条件下的传动。
机械设计基础带传动
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s
b1
s
C
)(1
1 e f
)
Av
1000
➢ 基本额定功率可查表5-3、表5-4
➢ 基本额定功率拟定条件:i =1,特定带长,工作平稳
➢ 实际工作中单根带所能传递旳许用功率:
[P0 ] (P0 P0 )K K L
长度系数 包角系数
i 1 时旳功率增量
机械设计基础——带传动
三、设计环节
❖ 已知条件及设计内容:
带1基 1准d整z8d0长成20YPP=8c度原di、,则dd2dPa拟表值10(d1z5d定–1-≥2εPP)初0c5,77K.拉?圆3NLK0 力1270F0 0
N 6、验算主动轮旳包角α1
7、计算带旳根数 z
机械设计基础——带传动
拟定中心距
初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) < a0 < 2(dd1+dd2)
根据图5-9 高速级还是低速级?
2、根据n1、 Pc 选择带旳型号带 大F轮 ,0 愈 所50小 以01Fd,Q0d2、弯1.52≥K曲带zdFKz应m0v轮sin力iPn构c 愈21造qv2设计
3、拟定带轮基准直径dd1、dd2
9、计算压轴力 FQ
N
4、验算带速v (v=5~25m/s)
5、拟定中心距 a 及带长 Ld
紧松边判断: 绕进主动轮旳一边→紧边
机械设计基础——带传动
F0F2
F0
松边
紧边由F0→F1
Ff 拉F力0 增长F1F,0带增长紧边
松边由F0→F2 拉力降低,带缩短
总长不变 带增长量=带缩短量
F1-F0=F0-F2 ; F1+F2=2F0
有效拉力: F1 - F2 即带所传递旳圆周力F 圆周力F:F = F1 - F2 = Ff 打滑:
带传动设计
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dl Fc’
r
dα
式中,q为传动带线密度,kg/m;
dα
v为带速,m/s。
2
离心力只发生在带作圆周运动的部分,
Fc
F1
但由此引起的拉力却作用在带的全长。
3.带传动的极限有效拉力Felim及其影响因素
dFN
F
' c
F sin
d
2
(F
dF) sin
d
2
0
f dFN
F
cos d
2
(F
dF) cos d
2
0
dF sin d 0,sin d d ,
2
22
cos d
2
1, F 'C
qv2d
代入,则
F
dF qv2
fd
两端积分
F1
F2 F
dF qv2
1
0
f d
可得:
F1 qv2 F2 qv2
e f1
低速时取v=0,则带在带轮上即将打滑时有:
F1 e f1 (Euler公式) F2
是带传动的失效形式,设计时必须避免; 打滑
发生在带和带轮的全部接触弧上。
B αβ11
n1
A
C
n2
α2
β2
D
弹性滑动
B n1
βα1 1
A
C
α2
β2
D
打滑
四)滑动率和传动比
v1
=
πd1n1 60×1000
m
/
s
v2
=
πd2n2 60×1000
m
/
s
总有:v2 < v1
定义: ε = v1 - v2 = d1n1 - d2n2
带传动
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§7-2 带传动的工作情况分析
§8-2 带传动的工作情况分析
一、受力分析
初拉力F0 : 带传动尚未工作,带 所受的拉力称为张紧 力。 紧边拉力F1 松边拉力F2 设带的总长度不变,则
F1-F0=F0-F2 即: F1 +F2=2F0 (1 )
F0
1
F0
2
F0
a
F0
尚未工作状态
F2
n1
主动
υ F2
多楔带传动:
圆带传动:
平带传动分为:开口传动;交叉传动和半交叉传动(见图7-2b)。
பைடு நூலகம்
概 述
带的剖面形状
概 述
Semi-intersecting belt
带传动概述4
概 述
4.带传动的特点 优点: 1. 适用于中心距较大的传动, 2. 带有弹性,能缓冲减振,运转平稳,噪音小; 3. 摩擦带传动过载时带与带轮打滑,以此保护其他零件。 4. 结构简单,成本低; 缺点:1. 带的寿命短,在有油的场合,寿命更短;
小带轮上的包角为:
1 180
d d 2 d d1 a 57.3
(2)带的基准长度Ld
Ld 2a
2
(d d 2 d d1 )
(d d 2 d d1 ) 2 4a
(3) 中心距a
a 2 Ld (d d 2 d d1 ) [2 Ld (d d 2 d d1 )]2 8(d d 2 d d1 ) 2 8
2. 对摩擦带传动,传动比不恒定; 3. 效率较低。 5.带传动的应用 在各类机械中应用广泛,但摩擦带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合。
通常,传递的功率 ≤ 700 kW;带速一般为5~25m/s;传动比 i ≤7。
带传动
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沈阳航空工业学院第八章带传动§8-1带传动类型及应用§8-2带传动的受力分析§8-3带的应力分析§8-4 带传动的打滑、弹性滑动和传动比§8-5 V带传动的计算§8-6 V带的张紧装置一、组成主动带轮带从动带轮二、工作原理:摩擦带:原动机驱动主动带轮转动,通过带与带轮之间产生的摩擦力,使从动带轮一起转动,从而实现运动和动力的传递。
啮合带:靠带与带轮的啮合传递运动和动力。
三、常见带传动的类型◆摩擦带传动◆啮合带传动平带传动V带传动多楔带传动§8-1 带传动的类型和应用四、摩擦带传动的特点优点:①因带是弹性体,可以缓冲和吸振,传动平稳、噪声小;②当传动过载时,带在带轮上打滑,可防止其他零件损坏;③可用于中心距较大的传动;④结构简单、装拆方便、成本低。
其主要缺点是:①传动比不准确;②外廓尺寸大;③传动效率低;④带的寿命短;⑤需要张紧装置;五、V带与带轮的结构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带的结构标准V带都制成无接头的环形带,横截面结构如下:V带的结构2、带的型号:我国普通V带和窄V带都已标准化。
按截面尺寸由小到大,普通V带可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号;窄V带可分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号。
在同样条件下,截面尺寸大,则传递的功率就大。
3、带的主要参数◆节线:当带纵向弯曲时,在带中保持原长度不变的周线。
◆节面:由全部节线构成的面称为节面。
◆节宽b p :长度不变层。
所在位置称为中性层。
节面节线◆基准直径d d :V 带装在带轮上,和节宽b p 相对应的带轮直径。
◆基准长度L d :V 带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度。
它用于带传动的几何计算。
表8-2 普通V带的基准长度系列及长度系数(部分)基准长度L d/mm长度系数KY Z A B C D E2500 1.09 1.030.932800 1.11 1.050.950.833150 1.13 1.070.970.863550 1.17 1.090.990.894000 1.19 1.13 1.020.914500 1.15 1.040.930.90 5000 1.18 1.070.960.92 5600 1.090.980.95 6300 1.12 1.000.97 7100 1.15 1.03 1.00§8-2 带传动的受力分析一、带传动中的力分析1)带不运转时初拉力F0。
机械设计基础——带传动
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带传动所传递的功率: P F F------有效拉力 N
1000 带的速度 m / s
P------功率 Kw
当带和带轮间有全面滑动趋势时,摩擦力达到最大
值,即有效圆周力达到最大值。此时,紧边拉力F1和松 边拉力F2之间的关系可用欧拉公式表示:
F1 e f c) F2
用 P0表示 查表8.7~8.17
试验条件:包角 =1800、i 1、特定带长、工作平稳。
2.额定功率-------单根普通v带在设计所给定的实际条件下
允许传递的功率。
用 [P0] 表示
[P0]=(P0+⊿P0)KαKL
P0
Kb n1 (1
1 Ki
)
功率增量
Kw
Kb 弯曲影响系数(当i 1时), 查表8.18
1000
若带速超过范围,应重新选小带轮直径dd1。
5.确定中心距a和V带基准长度Ld
a太小,结构紧凑,但带短,使绕转次数增多,降 低带的寿命,同时包角α 减小,降低传动能力。
a太大,传动结构尺寸增大,高速时带容易颤动。
①初步确定中心距a0 0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
②带的基准长度计算公式
设计的主要内容: 1.选择v带的型号、带长和根数; 2.传动中心距; 3.确定带轮的基准直径; 4.绘制带轮的零件图。
设计步骤:
1.确定计算功率Pc
Pc=KAP ( kw) P-----传递的额定功率 Kw
(如电动机的额定功率 )
KA-----工况系数 查表8.21
2.选择V带的型号
计算功率Pc
查图8.12(P131)
结构紧凑
特点 传递很大功率
带传动
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确定带长Lp和中心距a
验算小带轮包角1=1800- (dd2- dd1) 57.30/2 1200 查单根带的基本功率,确定带的根数Z=Pd/ P’
27
五、普通V带传动设计例题
例: 设计一带式输送机的V带传动,已知异步电动机的额定功率 P=7.5kW,转速n1=1440r/min,从动轮转速 n2=565r/min,三班工 作制,要求中心距a 500mm。 (1)选择普通V带型号(表10-8) 查工况系数KA=1.3 Pd= KAP=1.3 7.5=9.75kW
z Pd ( P1 P1 ) K a K L
查得K=0.93 查得KL=0.95
9 . 75 3 .4
( 2 . 81 0 . 46 ) 0 . 93 0 . 95
取带的根数:z=4 根
37
单根V带基本额定功率增量ΔP0表
38
小带轮包角修正系数K表
39
带长修正系数KL表
(九)求带作用于轴的压力Q
评价—— Z >120° 2~4
zF 0
Q 2 F0 Z sin
a 小
1
2
1
V 、 FQ F0 10~20 小 适当
zF 0
1
Q
Q
zF 0
26
zF 0
四、带传动的设计步骤
一般已知:传动用途、工作条件、传递功率、带轮转速 或传动比。 设计:带的型号、长度、根数及带轮材料、结构和尺寸。 设计步骤: 根据n1 和Pd---确定V带型号及dd1 确定带轮基准直径dd2=i dd1,验算带速1
0.7×(140+355)≤a0≤2×(140+355) 有 346.5≤a0≤990,题意要求中心距a 500mm, 初定中心距 a0=500mm。
第6讲 带传动 - 副本 - 副本 - 副本
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演示带传动
点击小图看运动图
分类: 按工作原理分
摩擦式带传动 啮合式带传动
按带的截面形状分
平带 V带 多楔带 圆带 同步齿形带
按传动的布置形式分
§1 概
三. 优缺点 优点:中心距大,能缓 一. 工作原理 冲减振,运转平稳无噪音, 二. 带传动的类型 具有过载保护作用,价格 按带分类有 低廉;缺点:瞬时传动比 不恒定,效率较低,寿命 按轴的位置关系有 较短,对轴和轴承的压力 大,不宜用于高速、易燃 四. 应用范围 等场合。 对传动比无精确要求的中小功率传动。一般:
窄V带见表11.11;kL - 长度系数,见表11.12。
z* = 3 ~ 5
7.作用在轴上的载荷Q
a1
2 + 2
= 90
a1 (11.23) Q = 2 zF0 cos = 2 zF0 sin 2 2
二. 设计例题
§5
带传动的张紧
由于传动带的材料不是完全的弹性体,因 而带在工作一段时间后会发生塑性伸长而松驰, 使张紧力降低。因此,带传动需要有重新张紧 的装置,以保持正常工作。 张紧装置分定期张紧和自动张紧两类。
带
传
动
带传动属于挠性传动。是靠摩擦力传递动力的.挠 性传动就是由两个或多个传动轮和中间环形挠性件组 成,通过挠性件在传动轮之间传递运动和动力的一种 传动。如带传动、链传动等。
§1 概
述
一. 工作原理
带呈环形,并以一定的拉力(称为张紧力)F0套在一对带 轮上,使带和带轮相互压紧。带传动不工作时,带两边的拉 力相等,均为F0; 工作时,由于带与轮 面间的摩擦力使其一边 拉力加大到F1(称为紧边 拉力),另一边拉力减小 到F2(称为松边拉力)。 两者之差F=F1-F2即为带 的有效拉力,它等于沿 带轮的接触弧上摩擦力 注意:在一定条件下,摩擦力有一极 的总和。 限值,如果工作阻力超过极限值,带 就在轮面上打滑,传动不能正常工作.
机械基础带传动
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同步带传动
多楔带传动
利用同步带与带轮齿槽之间的啮合传递动 力,具有准确的传动比和较高的传动效率 ,适用于高精度传动。
利用多楔带与带轮之间的多个楔面摩擦传递 动力,结构紧凑,传动功率大,适用于大功 率传动。
应用领域
01
02
03
04
工业领域
带传动广泛应用于各种工业机 械中,如机床、纺织机械、包
装机械等。
机械基础带传动
contents
目录
• 带传动概述 • 带传动组成及工作原理 • 带传动设计参数与选型 • 带传动性能评价与优化 • 带传动安装、调试与维护保养 • 常见故障分析与排除方法 • 总结与展望
01 带传动概述
定义与原理
定义
带传动是利用张紧在带轮上的柔性带 进行运动或动力传递的一种机械传动 方式。
隔声措施
在带传动周围设置隔声罩 或隔声板,减少噪声向周 围环境的传播。
寿命预测及优化方法
带的疲劳寿命
分析带的疲劳寿命,预测其在特定工 况下的使用寿命。
带的磨损
优化设计
基于寿命预测结果,对带传动进行优 化设计,如改进带轮结构、优化带的 材料和制造工艺等,以提高带传动的 使用寿命和可靠性。
研究带的磨损机理,分析磨损对带传 动性能的影响,提出减少磨损的措施 。
断裂事故原因及预防措施
断裂事故原因
断裂是指带在传动过程中突然断裂,可能原因包括过载、疲劳断裂、带轮直径过 小导致弯曲应力过大等。
预防措施
避免过载运行、定期检查并更换老化或损坏的带、选择合适的带轮直径以降低弯 曲应力等。对于重要传动系统,建议采用高强度或耐疲劳性能更好的带材料。
07 总结与展望
课程回顾与总结
多学科交叉融合的发展
第六章 带传动
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V带轮的基准直径被标准化为系列尺寸。为了防止V 带绕过带轮时产生过大弯曲而影响V带的强度,设计时 应限制小带轮的最小直径取值,即d1≥d1min (表6-4) 二、V带传动的失效形式与设计准则 V带传动的主要失效形式为:疲劳断裂和打滑 V带传动的设计准则:在保证带传动不打滑的条件 下,V带具有一定的疲劳强度和寿命。 三、单根V带的额定功率 1.P0的计算式:根据V带传动不打滑的临界条件和带 的疲劳强度条件 单根带所能传递的额定功率P0 (式6-13) 需进一步确定[σ]
如果带轮采用铸铁材料制造: 当带轮基准直径dd ≤ (2.5~3)d(d为带轮轴直径) 时,采用实心式结构,图; 当dd ≤ 350mm,且d2-d1 <100mm时(d1为轮毂外 径,d2为轮缘内径),采用腹板式结构,图;
当dd ≤ 350mm,且若d2-d1 ≥ 100mm,则采用孔 板式结构,图;
2
2
(d1 d 2 ) (d 2 d1 )
代入
中心距a选取的合理性由小带轮包角验算来衡量:
d 2 d1 57.3 >120º 应保证 1 180 a
否则应适当增大中心距或减小传动比来满足。 Pc Pc 5.传动带根数Z 计算 Z [ P0 ] ( P0 P0 ) K K L 将计算值圆整确定带的根数Z。为保证多根带受力均匀,Z不
1、包布层:为挂胶帘布。 2、伸张层:橡胶,工作时受拉。 3、强力层:线绳、尼龙绳或帘布。 4、压缩层:橡胶,工作时受压。
带轮的基准直径:在V带轮上与V带节面处于同一圆周位置上 的轮槽宽度,称为轮槽的基准宽度,基准宽度处的带轮直径, 成为带轮的基准直径。 V带的基准长度:普通V带都制成无接头的环形。V带在规定的 初拉力下,位于带轮基准直径上的周线长度,称为V带的基准 长度,用Ld 表示。
带传动
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第七章 带传动一、主要内容带传动是应用广泛的一种机械传动,它是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的,属于摩擦传动。
此外,带传动的另一形式,即靠带与带轮轮齿的啮合来传递动力的同步齿形带,本章仅作简单介绍。
学习带传动这一章,要抓住“摩擦传动”这一本质。
它的主要内容有:(1)带传动主要类型、特点及应用;(2)带传动工作时的工作情况分析,它的主要失效形式,防止措施和设计准则;(3)三角带传动的设计计算。
a) 带传动的主要类型、特点和应用带传动的主要类型有三角带传动和平型带传动。
根据qi 面摩擦原理,三角带传动传递功率的能力远比平型带传动为大,因此,在一般机械传动中主要采用三角带传动。
我们在设计机械、选择、确定传动方案时,主要根据传动的特点和应用,因此,这部分内容很重要,学习时应结合本章的有关思考题,加深理解。
b) 带传动的工作情况分析和设计依据(1) 带传动的受力分析安装时,带以一定的紧张力0F 套在带轮上,使带和带轮相互压紧。
工作时,由于带与带轮接触面间的摩擦力作用,使紧边的拉力增加为1F ,松边的拉力减少为2F 。
带传动所能传递的有效圆周力为e F ,它与021,,F F F 之间的关系为:e F F F =-210212F F F =+注意:有效圆周力e F ,是受任意一个带轮接触弧(1a 或2a )上的最大摩擦力m ax f F ∑限制的。
当max f e F F ∑≤时,带传动正常工作;max f e F F ∑>,带传动不能正常工作(即带在带轮上打滑)。
通过带传动工作时的受力分析,可以推导出带在带轮上即开始打滑时的欧拉公式:fa e F F 21=带能所传递的最大有效圆周力e F (即当max f e F F ∑=)时的临界值为:1120+-=fa fa e e e F F 由上式可见,为了提高带的传动能力,防止打滑,可以采用一下措施,即:安装时保证适当的紧张力0F ,增大带与带轮间的摩擦系数f 及增大包角a 。
带传动
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带传动和摩擦轮传动一样,也有下列缺点:1) 缺点: 有弹性滑动和打滑,使效率降低和不能保持准确 的传动比(同步带传动是靠啮合传动的,所以可 保证传动同步),2)传递同样大的圆周力时,轮 廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大:3)带的寿 命较短。4)不适用于高温、易燃及有腐蚀介质 的场合。
机械基础部分
15
机械基础部分
8
同步齿形带应用
机械基础部分
9
同步带应用
机器人关节
机械基础部分
10
(6)齿孔带:
机械基础部分
11
3)按用途分:
(1)传动带 传递动力用
(2)输送带 输送物品用。
传动带
输送带
机械基础部分 平型带 普通V带 窄V带 齿形V带 宽V带 联组V带 大楔角V带
12
摩擦型 类 型 啮合型
V 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。
由于带弹性变形而产生的带与带轮间的局部 相对滑动称为弹性滑动。
机械基础部分 弹性滑动的分析
B B1
45
A1
A
重合(v 相等) 拉力降 B A1 轮 带回缩 B1 ⌒< ⌒ ∴ AB A1B1 即:v< v1 ——微量相对滑动 同理在从动轮一边有: v2<v (弹性滑动)
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(S型)、腹板带轮(P 型) 、孔板带轮(H型)、 轮辐带轮(E型)。
机械基础部分
n1、n2——主、从动轮的转速,r/min
第六章-带传动ppt课件(全)
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外载荷引起的圆周力大于全部 Ff
摩擦力,带将沿轮面发生滑 动
柔韧体的欧拉公式: F1 F2ef
F2 松边
紧边
F1
影响因素:
F0越大越好吗? 越小呢?
• 初拉力F0↑→Fmax↑
• 包角α↑→Fmax↑,α↑→带与带轮接触弧越长→总摩擦力越大
• 摩擦系数 f↑→ Fmax↑
摩擦力分析: • 比较平带与V带
aa0
Ld
Ld0 2
(圆整)
二、V带轮的设计
带轮的结构设计包括: 根据带轮的基准直径选择结构形式; 根据带的型号确定轮槽尺寸; 根据经验公式确定带轮的腹板、轮毂等结
构 尺寸; 绘出带轮工作图,并注出技术要求等。
6-5 V带传动的张紧、安装和维护
一、V带传动的张紧装置
• 为什么要张紧? • P=Fecv/100 →调整F0 →增大Fec • 但安装制造误差、塑性变形 F0不保证 设张紧装
1、紧松边拉力关系
紧边由F0→F1拉力增加,带增长 松边由F0→F2 拉力减少,带缩短 总长不变 带增长量=带缩短量
F1-F0=F0-F2 ;
F1+F2=2F0
有效拉力: F1 - F2 即带所传递的圆周力F
圆周力F:F = F1 - F2 = Ff 功率:
P Fv 1000
2、最大有效拉力
❖ 由带弯曲产生的弯曲应力: σb1,σb2
s b1
2 yE dd1
s b2
2 yE dd2
变应力→疲劳破坏
最大应力: smax=s1+sb1+sc 发生位置: 小带轮与紧边接触处
四、带传动失效形式及设计准则
• 失效形式:打滑、带的疲劳损坏 • 设计准则:F≤Ffmax、 smax=s1+sb1+sc≤[s] • 设计依据:保证不打滑的条件下,使带具有一定的
《机械设计基础》第十章 带传动
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10.2.2 带传动工作时的应力分析
带是在变应力下工作,当应力较大,应力变化频率较高时,带将很快产生疲劳 断裂而失效,从而限制了带的使用寿命。带传动工作时,带所受应力有如下几种:
机械设计基础
1.由紧边拉力和松边产生的拉应力
紧边拉应力 松边拉应力
2.由离心力产生的拉应力
∵F1> F2
∴ σ 1> σ 2
FQ=2ZFo
机械设计基础
10.带轮结构的设计
带轮结构的设计根据带轮槽型、槽数、基准直径和轴的尺寸确定。参 见本章10.4节部分或有关机械设计手册。
【例 10-1】 设计一带式输送机的普通 V 带传动。原动机为 Y112M-4 异步电动机, 其额定功率 P =4kW, 满载转速 n1 =1440 r/min, 从动轮转速 n 2 =470 r/min, 单班制工作, 载荷变动较小,要求中心距 a ≤550 mm。 解.(1)确定计算功率 Pc 由表 10-7 查的 K 1.1 ,故
机械设计基础
6、验算小带轮包角
对于V带,一般要求α1≥120°,否则,应增大中心距或加 张紧轮。 7、确定V带的根数
为了使每根V带受力均匀,带的根数不宜太多,通常取带的 根数小于10根。 机械设计基础
8、计算初拉力F0 初拉力F0的大小对带传动的正常工作及寿命影响很大。初拉 力不足,易出现打滑;初拉力过大,则V带寿命降低,压轴力增 大。
式中PC——计算功率,kW; Z——V带的根数; v——V带速度,m/s; Kα——包角修正系; q——v带每米长质量,kg/m。 由于新带易松弛,所以对于非自动张紧的带传动,安装新 带时的初拉力应为上述初拉力的1.5倍。 机械设计基础
9、计算轴压力 V带作用在轴上的压力FQ一般可近似按两边的初拉力F0的合 力来计算。
带传动
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带传动的弹性滑动(Creep)
由于带工作时,带上弯曲段中的拉力从一端拉力F1变 化到另一端拉力F2,导致带的变形随之变化。 当带绕过主动轮时,带的拉力从F1逐渐减少为F2 ,则 带的弹性伸长量随之减小,带将后缩,而此时主动轮 圆周速度v1保持不变,所以带的速度逐渐落后于v1 , 从绕上主动轮时的v1逐渐降至v2,此时,带和带轮之间 局部出现相对滑动。 v2 C B v2 此现象亦发生在从动轮上。
v1 v 2 d n d 2 n2 100% 1 1 100% v1 d 1 n1
n1 d2 此时,传动比为: i n2 d 1 (1 )
打滑(Slippage)
若带传动的有效圆周力达到最大值,当载荷再 进一步增大时,带和带轮间将发生打滑。 当带传动出现打滑时,就不能正常工作,传动 失效。
Advantages
Small amount of installation work Small amount of maintenance High reliability Good adaptability to the individual application In some cases, shock- and sound-absorbing In some cases, with continuously variable speed (variable-speed belt drive)
Disadvantages
Limited power transmission capacity Limited transmission ratio In some cases, synchronous power transmission impossible (Creep) In some cases, large axle and contact forces required
带传动
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11.1.3 应用范围
一般带速为v=5~25m/s,传动比i≤7(张紧轮10),传 动效率η=0.94~0.97。
11.2 带和带轮 11.2.1 平带和带轮 一、平带 有传动胶带、编织带、 高速胶带和强力锦纶带等。
表11.2 胶帆布平带的尺寸
二、平带带轮
表11.3 平带带轮轮缘尺寸
11.2.2 V带和带轮 一、V带 1.分类:普通V带、窄V带、宽V带 普通V带:楔角为40º ,相对高度(h/bp)约为0.7,共 有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。 窄V带:相对高度(h/bp)约为0.9,共有SPZ、SPA、 SPB、SPC四种型号。 普通V带传动 窄V带传动
11.5.2 传动参数的选择 (一)已知条件及设计内容 已知条件 传递的名义功率P ; 主动轮转速n1 ; 从动轮转速n2 或传 动比 i ; 传动位置要求 ; 工况条件、原动机类 型等; 设计内容 V带的型号、长度和 根数; 带轮直径和结构; 传动中心距 a ;
验算带速 v 和包角α ; 计算初拉力和压轴力。
图11.4 V带基准长度Ld
二、V带带轮
1.设计要求 2.带轮的材料 3.结构
带轮结构型式
实 心 式
腹 板 式
孔 板 式
D≤(2.5~3)d
D≤300 mm
D1-d1≥100 mm
带轮结构型式
轮 辐 式
D>300 mm
窄V带及窄V带轮
多楔带及多楔带轮
同步带及同步带轮
11.3 带传动的几何计算 带传动主要几何参数: 大、小带轮直径D1、D2; 中心距a; 包角 ; 图11.7 开口传动中的几何关系 带长L。 D2 D1 包角 1 180 a 60 带长L
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★带传动★
带传动是一种应用广泛的机械传动,它通常是由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的挠性带所组成的。
如图所示。
一、带传动的工作原理和主要类型
根据带传动的工作原理不同,可将其分为磨擦传动和啮合传动两类,前者是带传动的主要类型。
磨擦型带传动,是以一定的初拉力将带张紧在两带轮上,在带与带轮的接触面间产生正压力。
当主动轮转动时,靠带与带轮之间的磨擦力,驱使从动轮转动,从而达到传递运动和动力的目的。
常用的磨擦型传动带,按横截面的形状可分为平带,V 带、多楔带、圆带和同步带。
平带的横截面为矩形或近似为矩形,其工作面是与轮面
相接触的内表面。
V带的横截面为等腰梯形,其工作面为与
1
轮槽相接触的两侧面,但V带与轮槽底不接触,在同样的初拉力下,V带传动所产生的最大磨擦力约为平带的3倍,因而V带传递的功率较大,故应用广泛。
普通V带(以下简称V带)是无接头的环形带,其横截面为梯形。
具体结构如下图所示,由四部分组成:由几层橡胶制成的伸张层1;由粗绳或帘布构成的强力层2;由橡胶填塞成的压缩层3;由几层橡胶帆布构成的包布层4。
二、带传动的特点
(1)优点:1)适用于远距离的运动和动力,改变带的长度可
适应不同的中心距。
2)传动带具有良好的弹性,有缓冲和吸振的作用,因而传动平稳,噪声小。
3)过载时带与带轮之间会间传出现打滑,可防止损坏其它零件,起过载保护的作用。
4)结构简单,制造、安装的维护方便,成本低廉。
2
(2)缺点:1)传动的外轮廓尺寸较大,结构不紧凑,且对轴
的压力大。
2)带与带轮之间存在弹性滑动和打滑,不能保证准确的传动比。
3)机械效率低,带的寿命较短。
4)需要张紧装臵。
(3)带传动的应用范围
带传动应用范围广泛。
一般带速为5~25m/s,高速带可达60m/s。
平带传动的传动比通常为3左右。
较大可达到5;V带传动的传动比一般不超过8。
带传动效率较低η≈0.94~0.97,因此不宜用于大功率传动,功率通常不超过50kW。
三、V带的结构、标准及带轮结构
普通V带(楔角α=40°)是标准件,按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号,其截面基本尺寸见下表:
3
普通V基准长度系列如下表
四、V带和三角带传动的安装和维护
V带和三角带传动的安装和维护应满足以下要求:
1)普通V带和窄V带不得混用在同一传动装臵上,套装带时不得强行撬入。
2)多根V带传动时,因带的基准长度极根偏差较大,为避免各根带的载何分布不均,带的配组公差应在规定范围内。
4
3)两带轮轴线应相互平行,各带轮相对应的V型槽对称平面重合,其误差不得超过20',以防止侧面磨损加剧。
4)定期检查V带,如发现有一根松弛或损杯,应全部更换新带。
新旧带更不能同时使用。
5)带避免与酸、碱、油污等接触,工作温度不超过60°C。
6)带传动要设有保护罩。
7)安装三角带时,要首先缩小中心距后套上三角胶带,再调紧,不应硬撬,以防止损坏胶带,降低其使用寿命。
8)胶带工作一段时间后,将产生永久变形,导致张紧力减速小,因此要重新张紧带。
注:为防止皮带打滑,水平传动时,常将松边设计在上边,以增加包角,并且提高带与带轮之间的磨擦力,带轮采用耐磨材料,以提高V带外包层的耐磨性。
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★链传动★
链传动是应用较广的一种机械传动。
如图所示,它是由装在两平行轴上的主动轮1和从动轮2及绕在两轮上的环形链条2组成。
一、链传动的特点和应用
优点:1)与带传动相比,无弹性滑动和打滑现象,故能保证准确的传动比,传动效率高,结构紧凑,传递圆周力大,张紧力小,轴上受力小。
2)与齿轮传动相比,链传动能缓冲和吸振,结构简单,成本低廉,安装精度要求低,适用于两轴中心距较在的传动,能耐高温、潮湿、多尘、油污等恶劣环境下工作。
缺点:1)瞬时传动比不恒定。
传动平稳性差,有冲击和噪声,不能用于变载和急速反转的场合。
2)链条铰链易磨损,
6
只能传递平行轴间的同向回转运动。
二、链传动的主要参数及选择
(1)链轮齿数Z1,Z2:齿数越少,瞬时链速变化越大;而且链轮的直径也越小,当传动功率一定时,链和链轮齿的受力也会增加。
故齿数不能太少。
但如齿数过多,又会造成链轮尺寸过大;同时,当链条发生磨损后,也越容易从链轮是脱落,这将缩短链轮使用寿命。
因此链轮的齿数要选择适当。
所发,在外廓尺寸允许时,应尽可能的选择较多尺数的Z1,最小齿数Zmin≥17。
为使磨损均匀,链条节数取偶数,Z1,Z2取奇数。
(2)链条节距:中心距小,传动比大时,宜选用小节距多排链;中心距在,传动比小时,则宜选用大节距单排链。
(3)传动中心距:为了避免通常下垂的松边链节卡住轮齿,不利于链条退出啮合,应使紧边在上,松边在下。
中心距的适用范围:α=(20~80)P;常用范围为:α=(30~50)P。
式中P为链节距。
(4)传动比:链传动的传动比一般为i=1~7。
传动比过大,使链条在小轮上的包角过小,即小啮合齿数过少,因而导致跳齿,加重磨损。
推荐i=2~3.5。
通常要求包角不小于120°。
三、套胴滚子链的已标准化,如下所示:
P=8.0;9.525;12.7;15.875;19.05;25.4;31.75;38.1;4
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4.45;50.8;53.5;76.2;I滚子链分为A、B系列。
国产滚子链一般采用A型链。
四、链传动的张紧方法
1)调整中心距;2)去掉1-2个链节,改变链长;3)采用张紧轮4)加支撑链轮或用托板、压板,适用于α>(30~50)P的链传动。
★齿轮传动★
齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动。
它由装在两轴上的主、从动齿轮所组成,通过轮齿间的啮合传递运动和动力。
一、齿轮传动的分类
按齿轮传动的工作状况。
可分为闭式、开式和半开式齿轮传动三种。
将齿轮传动装在经过精确加工而且封闭严密的箱体内,并保持良好的润滑,称为闭式齿轮传动。
它多用于重要的场合。
开式齿轮传动是齿轮完全暴露在外边,不能保证良好的润滑,多用于低速、不很重要或尺寸过大不易封闭的场合。
齿轮传动装有简单的防护罩,有时还把大齿轮部分的浸入油池中,则称为半开式齿轮传动。
它往往也用于低速、不很重要的或尺寸过大不易封闭的场合。
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二、齿轮主要参数的选择
1)压力角的选择
国家对一般用途的齿轮传动的标准压力角规定都为20°。
为增强空用齿轮传动的弯曲强度的接触强度。
航空齿轮传动的标准压力角为25°。
2)齿数比和传动比
齿数比为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比。
传动比是主动轮角速度与从动轮角速度之比,减速时,两者相等。
增速时,齿数比等于1/传动比。
3)模数m
分度圆上的齿数P对π的比值,称为模数。
用m表示,单位为mm。
m=p/π d=mz(d为分度圆的直径)
模数是齿轮几何尺寸计算的基础。
M越大,p越大,轮廓就越厚,其抗弯曲能力也越强,所以模数也是轮齿抗弯曲能力的重要指标。
渐开线正确啮合的条件是模数和压力角分别相等,即
α1=α2,m1=m2
三、轮齿的失效形式
轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损,齿面胶合,齿面塑性变形
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四、齿轮传动的润滑方式:
1)对于v=2~12m/s的闭式齿轮传动,通常采用油浴润滑.齿轮传动时,浸油齿轮把润滑油带到啮合齿面上以润滑齿轮,同时也将润滑油甩到箱壁上,借以散热.浸油齿轮的浸油深度,对于圆柱齿轮以1~2个齿高为宜,速度高时取最小值,对于圆锥齿轮应浸入全齿宽.至少也应浸入半个齿宽。
油池中应有足够的油量。
2)对于v=12m/s的闭式齿轮传动,应采用压力循环润滑,即用中心供油站或油泵把一定的压力的润滑油,经管道由喷嘴至齿轮的啮合面上。
五、润滑剂的选择
齿轮传动常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。
一般多用润滑油,润滑脂常用于不易加油或低速、重载场合。
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