第8章带传动
合集下载
相关主题
- 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、"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、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)。
'
n
' 2
100 %
dd2
传动比： i
n1 n2
(1 ) d d 1
江西农大工学院
四、V带传动的设计计算
带迅速磨损 传动过载 满足欧拉公式 1、失效形式和设计准则 带每运行一转， 剧烈发热 维护不良 fvα 主要失效形式 带的寿命缩短 应力变化四次 F Fe
打滑
1 2
带的疲劳破坏
江西农大工学院
3、设计步骤和方法
已知：传动的用途，工作条件，传递功率P，转速 n1和n2 求解：带的型号、长度和根数，中心距a，带轮的 直径和结构 设计步骤
KA—工况系数 查表8—6
① 确定计算功率Pca
② 确定带的型号
Pca K A P
根据Pca和n1查图8—8、8—9
江西农大工学院
③ 确定带轮的基准直径dd1和dd2
c
qv A
2
江西农大工学院
（4）最大应力
max
应力变化 1几次？c b1
最大应力 点在何处？
四次
带的寿命取决于：最大应力的大小 最大 应力循环总次数 应力点
1 [ ] c b1
江西农大工学院
4、带的弹性滑动(elastic sliding)与打滑(slip)
滑动弧B1C1，静止弧C1A1
打滑： 所有接触弧上都出现了弹性滑动 哪个带轮 上首先打 滑？
江西农大工学院
打滑首先发生在小带轮 上，因为α 1＜α 2
5、传动比（speed ratio）
由于存在弹性滑动，从动轮的实际转速n2必 定小于理论转速 n2׳ 一般取1～2%
滑差率：
n2 n2
查表8—3及8—7初定小带轮的直径dd1
根据dd2＝n1 dd1／n2，求出dd2 dd1≥ddmin d d 1 n1 园整到标准 v max 验算带速： v 60 1000 需要考虑ε 求从动轮的实际转速： 普通V带，25～30 m/s d d 1窄V带，35～40 m/s (1 )
d 2
d 2
dN Fd
（2）垂直方向的平衡
fdN F cos
fdN dF
江西农大工学院
d 2
( F dF ) cos
d 2
联立求解可得:
dF F
fd
柔韧体摩擦欧拉公式:
F1
dF F
F2
0
fd
f
F1 F 2 e
将 F1 F0 0 . 5 Fe
d d 2 d d1 a
180
180
0
0
2、基准长度Ld（standard length）
L d 2 a cos
2
d d 1 1
360
0
d d 2 2
360
0
2a
2
(d d1 d d 2 )
(d d 2 d d1 ) 4a
2
江西农大工学院
3、中心距为a（distance between centers）
n2
dd2
n1
江西农大工学院
④ 确定中心距a和带的基准长Ld
中心距a越大，包角α越大，结构不紧凑，引 0.7（d 起带的颤动 d1+ dd2）＜a 0＜2（dd1+ dd2）
初定a 0
初算Ld′
查表8—2选取与Ld′相近的Ld和Li 2
L 2a0
' d
确定带的基准长Ld和内周长Li
a a 0 0 .5 ( L d L d )
设计准则：在保证不打滑的前提下，使带有 一定的疲劳强度和寿命。
2、单根V带所能传递的最大功率 控制循环次数2 Fec F1 F P0 Fec v 满足 [ maxd n ]
v
d1 1
F1 F2 e
f V f sin
fvα
60 1000
2 1 [ ] b1 c
主动边拉力：F0↗F1 从动边拉力：F0↘F2
F1 EA F2 EA
主动边伸长 1 从动边伸长 2
主动轮上
从动轮上
江西农大工学院
λ 1↘ λ 2 λ 2↗ λ 1
λ 1＞ λ 2 带速落后于带轮 带速超前于带轮
弹性滑动：
Fe越大，弹性滑动也越大
λ 1 F1≠F2 弹性滑动是 ≠ 否同时发生 λ 2 Fe＝F1－F2 在全接触弧 带的微量滑动 上？
z≥10，应改选 d 0 dd2 180 d1 1 180 0 带的型号重算a z要圆整
⑥ 确定带的根数z
z
120
0
Pca ( P0 P0 ) K K L
Kα——包角系数，查表8—8，插值法； KL——长度系数，查表8—2；
Δ P0——传动功率增量，查表8—5。
三、带传动的工况分析
1、带传动中的力分析
主动边被拉紧，力由F0增大到F1
从动边被放松，力由F0减小到F2
F1 F0 F0 F 2
2 F0 F1 F 2
F1 d d1 2 Ff d d1 2 F2 d d1 2 0
江西农大工学院
F f F1 F 2
Ff 就是有效圆周力（effective peripheral force）
江西农大工学院
3、带的应力分析
（1）拉应力 紧边拉应力：
1 为什么要限
A F1
制带轮的最 F2 松边拉应力： 小直径？ 2 A h—带的厚度； 为什么要限 V—带的速度，m/s； Eh d （2）弯曲应力： b 制带速？d—带轮直径； q —每米带长的质量，㎏/m dd E—弹性模量。 （3）离心应力：
江西农大工学院
二、带传动的几何关系
1、包角（wrap angle）
1=1800－
sin
2
0 .5 ( d d 2 d d 1 ) a
0
2
0
0 .5 ( d d 2 d d 1 ) a
1 180
2 180
江西农大工学院
180
180
d d 2 d d1 a
质量小；
结构工艺性好；
无过大的铸造内应力；
质量分布均匀； 轮槽工作面要精加工，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。
江西农大工学院
2、带轮的材料
一般选用铸铁，常用HT150、HT200； 高速时可采用铸钢。
3、带轮结构
dd≤2.5d 时用实心式
dd≤300㎜用腹板式 Dl-d1≥100㎜用孔板式 dd＞300㎜用轮辐式
8 a 2[ 2 L d ( d d 1 d d 2 )] a ( d d 2 d d 1 ) 0
2 2
a
2 Ld (d d1 d d 2 )
2 L d
( d d 1 d d 2 ) 8( d d 2 d d 1 )
2
2
8
江西农大工学院
江西农大工学院
4、带的结构
① 平型带
② V型带
帘布芯结构
橡胶布带、棉织带 缝合棉布带、毛织带 伸张层
棉芯结构
包布层 压缩层
江西农大工学院
强力层
5、V带的型号
普通V带 窄V带
联组V带 齿形V带 大楔角V带 宽V带
常用普通V带有7种型号： Y、Z、A、B、C、D、E
窄V带有4种 承载能力增大 SPZ、SPA、 允许转速降低 SPB、SPC
2
(d d1 d d 2 )
(d d 2 d d1 ) 4a0 '
求实际中心距
a 2 L d ( d d 1 d d 2 ) [ 2 L d ( d d 1 d d 2 )] 8 ( d d 2 d d 1 )
2 2
8
江西农大工学院
⑤ 验算小带轮包角α
江西农大工学院
六、张紧装置
自 动 张 紧 装 置 张 紧 轮 装 置
定 期 张 紧 装 置
江西农大工学院
Fe F f F1 F 2
P Fe v 1000
F1 F0 0 .5 Fe
F源自文库2 F0 0 . 5 Fe
江西农大工学院
2、带传动的最大有效拉力
（1）水平方向的平衡
dN F sin dF sin
d 2
d 2
( F dF ) sin
d 2
0
sin
F 2 F0 0 . 5 Fe
代入整理得：
Fec 2 F0
e e
f f
1 1
江西农大工学院
（3）提高有效拉力的措施
是否可以无 A 增大带的初拉力F如何增大？限增大？ 加剧带的磨损 0 缩短带的寿命 B 增大包角 加大对轴和轴承的压力
松边在上 增大，要求 l＞1200
C 增大摩擦系数f 橡胶与钢 f＝0.24 橡胶与铸铁 f＝0.75 为了增大f，故 意把带轮表面 加工粗糙些， 是否合理？
江西农大工学院
P0 Fec v
说明：
1 1000
([ ] b1 )(1
1 e
f v
) Av
① 许用应力[σ]是由大量的实验得出的，它与带的 基准长度Ld、带速v、传动比i等有关；
② 单根带所能传递的最大功率都列于表8—5， 作业： 使用时直接查取； 带的基准长度Ld、带 ③ 实验条件为： 速v、传动比i对传递 α1= α2=180°，载荷平稳，普通V带，特定 功率有什么影响？ 带长。
江西农大工学院
⑦ 确定带的初拉力F0
F0 1 2 e e
f v f v
Fec
1 1
qv
2
500
Pca vz
(
2 .5 K
1) qv
2
⑧ 计算作用在轴上的力Fp
F p 2 zF 0 cos
2
2 zF 0 sin
1
2
江西农大工学院
五、V带轮设计
1、带轮设计的要求
1）按带的剖面形状分
平型带（belt）传动
三角带（triangle belt）传动 圆型带（circle belt）传动 多楔带（multi-wedge belt）传动 同步齿形带（toothed belt）传动
江西农大工学院
2）按传动的布置情况分
开口传动（open drive）
两轴平行 交叉传动（cross drive） 转向相同 两轴平行 半交叉传动 转向相反 两轴空间交错900 只能单向传动
第八章 带传动（belt drive）
一、概述
1、组成
主动轮（drive pulley）
从动轮（driven pulley）
带（belt） 张紧轮（tension pulley）
2、带传动的工作原理 主动边——传递载荷时，拉力大的一边 从动边——传递载荷时，拉力小的一边
江西农大工学院
3、带传动的类型
n
' 2
100 %
dd2
传动比： i
n1 n2
(1 ) d d 1
江西农大工学院
四、V带传动的设计计算
带迅速磨损 传动过载 满足欧拉公式 1、失效形式和设计准则 带每运行一转， 剧烈发热 维护不良 fvα 主要失效形式 带的寿命缩短 应力变化四次 F Fe
打滑
1 2
带的疲劳破坏
江西农大工学院
3、设计步骤和方法
已知：传动的用途，工作条件，传递功率P，转速 n1和n2 求解：带的型号、长度和根数，中心距a，带轮的 直径和结构 设计步骤
KA—工况系数 查表8—6
① 确定计算功率Pca
② 确定带的型号
Pca K A P
根据Pca和n1查图8—8、8—9
江西农大工学院
③ 确定带轮的基准直径dd1和dd2
c
qv A
2
江西农大工学院
（4）最大应力
max
应力变化 1几次？c b1
最大应力 点在何处？
四次
带的寿命取决于：最大应力的大小 最大 应力循环总次数 应力点
1 [ ] c b1
江西农大工学院
4、带的弹性滑动(elastic sliding)与打滑(slip)
滑动弧B1C1，静止弧C1A1
打滑： 所有接触弧上都出现了弹性滑动 哪个带轮 上首先打 滑？
江西农大工学院
打滑首先发生在小带轮 上，因为α 1＜α 2
5、传动比（speed ratio）
由于存在弹性滑动，从动轮的实际转速n2必 定小于理论转速 n2׳ 一般取1～2%
滑差率：
n2 n2
查表8—3及8—7初定小带轮的直径dd1
根据dd2＝n1 dd1／n2，求出dd2 dd1≥ddmin d d 1 n1 园整到标准 v max 验算带速： v 60 1000 需要考虑ε 求从动轮的实际转速： 普通V带，25～30 m/s d d 1窄V带，35～40 m/s (1 )
d 2
d 2
dN Fd
（2）垂直方向的平衡
fdN F cos
fdN dF
江西农大工学院
d 2
( F dF ) cos
d 2
联立求解可得:
dF F
fd
柔韧体摩擦欧拉公式:
F1
dF F
F2
0
fd
f
F1 F 2 e
将 F1 F0 0 . 5 Fe
d d 2 d d1 a
180
180
0
0
2、基准长度Ld（standard length）
L d 2 a cos
2
d d 1 1
360
0
d d 2 2
360
0
2a
2
(d d1 d d 2 )
(d d 2 d d1 ) 4a
2
江西农大工学院
3、中心距为a（distance between centers）
n2
dd2
n1
江西农大工学院
④ 确定中心距a和带的基准长Ld
中心距a越大，包角α越大，结构不紧凑，引 0.7（d 起带的颤动 d1+ dd2）＜a 0＜2（dd1+ dd2）
初定a 0
初算Ld′
查表8—2选取与Ld′相近的Ld和Li 2
L 2a0
' d
确定带的基准长Ld和内周长Li
a a 0 0 .5 ( L d L d )
设计准则：在保证不打滑的前提下，使带有 一定的疲劳强度和寿命。
2、单根V带所能传递的最大功率 控制循环次数2 Fec F1 F P0 Fec v 满足 [ maxd n ]
v
d1 1
F1 F2 e
f V f sin
fvα
60 1000
2 1 [ ] b1 c
主动边拉力：F0↗F1 从动边拉力：F0↘F2
F1 EA F2 EA
主动边伸长 1 从动边伸长 2
主动轮上
从动轮上
江西农大工学院
λ 1↘ λ 2 λ 2↗ λ 1
λ 1＞ λ 2 带速落后于带轮 带速超前于带轮
弹性滑动：
Fe越大，弹性滑动也越大
λ 1 F1≠F2 弹性滑动是 ≠ 否同时发生 λ 2 Fe＝F1－F2 在全接触弧 带的微量滑动 上？
z≥10，应改选 d 0 dd2 180 d1 1 180 0 带的型号重算a z要圆整
⑥ 确定带的根数z
z
120
0
Pca ( P0 P0 ) K K L
Kα——包角系数，查表8—8，插值法； KL——长度系数，查表8—2；
Δ P0——传动功率增量，查表8—5。
三、带传动的工况分析
1、带传动中的力分析
主动边被拉紧，力由F0增大到F1
从动边被放松，力由F0减小到F2
F1 F0 F0 F 2
2 F0 F1 F 2
F1 d d1 2 Ff d d1 2 F2 d d1 2 0
江西农大工学院
F f F1 F 2
Ff 就是有效圆周力（effective peripheral force）
江西农大工学院
3、带的应力分析
（1）拉应力 紧边拉应力：
1 为什么要限
A F1
制带轮的最 F2 松边拉应力： 小直径？ 2 A h—带的厚度； 为什么要限 V—带的速度，m/s； Eh d （2）弯曲应力： b 制带速？d—带轮直径； q —每米带长的质量，㎏/m dd E—弹性模量。 （3）离心应力：
江西农大工学院
二、带传动的几何关系
1、包角（wrap angle）
1=1800－
sin
2
0 .5 ( d d 2 d d 1 ) a
0
2
0
0 .5 ( d d 2 d d 1 ) a
1 180
2 180
江西农大工学院
180
180
d d 2 d d1 a
质量小；
结构工艺性好；
无过大的铸造内应力；
质量分布均匀； 轮槽工作面要精加工，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。
江西农大工学院
2、带轮的材料
一般选用铸铁，常用HT150、HT200； 高速时可采用铸钢。
3、带轮结构
dd≤2.5d 时用实心式
dd≤300㎜用腹板式 Dl-d1≥100㎜用孔板式 dd＞300㎜用轮辐式
8 a 2[ 2 L d ( d d 1 d d 2 )] a ( d d 2 d d 1 ) 0
2 2
a
2 Ld (d d1 d d 2 )
2 L d
( d d 1 d d 2 ) 8( d d 2 d d 1 )
2
2
8
江西农大工学院
江西农大工学院
4、带的结构
① 平型带
② V型带
帘布芯结构
橡胶布带、棉织带 缝合棉布带、毛织带 伸张层
棉芯结构
包布层 压缩层
江西农大工学院
强力层
5、V带的型号
普通V带 窄V带
联组V带 齿形V带 大楔角V带 宽V带
常用普通V带有7种型号： Y、Z、A、B、C、D、E
窄V带有4种 承载能力增大 SPZ、SPA、 允许转速降低 SPB、SPC
2
(d d1 d d 2 )
(d d 2 d d1 ) 4a0 '
求实际中心距
a 2 L d ( d d 1 d d 2 ) [ 2 L d ( d d 1 d d 2 )] 8 ( d d 2 d d 1 )
2 2
8
江西农大工学院
⑤ 验算小带轮包角α
江西农大工学院
六、张紧装置
自 动 张 紧 装 置 张 紧 轮 装 置
定 期 张 紧 装 置
江西农大工学院
Fe F f F1 F 2
P Fe v 1000
F1 F0 0 .5 Fe
F源自文库2 F0 0 . 5 Fe
江西农大工学院
2、带传动的最大有效拉力
（1）水平方向的平衡
dN F sin dF sin
d 2
d 2
( F dF ) sin
d 2
0
sin
F 2 F0 0 . 5 Fe
代入整理得：
Fec 2 F0
e e
f f
1 1
江西农大工学院
（3）提高有效拉力的措施
是否可以无 A 增大带的初拉力F如何增大？限增大？ 加剧带的磨损 0 缩短带的寿命 B 增大包角 加大对轴和轴承的压力
松边在上 增大，要求 l＞1200
C 增大摩擦系数f 橡胶与钢 f＝0.24 橡胶与铸铁 f＝0.75 为了增大f，故 意把带轮表面 加工粗糙些， 是否合理？
江西农大工学院
P0 Fec v
说明：
1 1000
([ ] b1 )(1
1 e
f v
) Av
① 许用应力[σ]是由大量的实验得出的，它与带的 基准长度Ld、带速v、传动比i等有关；
② 单根带所能传递的最大功率都列于表8—5， 作业： 使用时直接查取； 带的基准长度Ld、带 ③ 实验条件为： 速v、传动比i对传递 α1= α2=180°，载荷平稳，普通V带，特定 功率有什么影响？ 带长。
江西农大工学院
⑦ 确定带的初拉力F0
F0 1 2 e e
f v f v
Fec
1 1
qv
2
500
Pca vz
(
2 .5 K
1) qv
2
⑧ 计算作用在轴上的力Fp
F p 2 zF 0 cos
2
2 zF 0 sin
1
2
江西农大工学院
五、V带轮设计
1、带轮设计的要求
1）按带的剖面形状分
平型带（belt）传动
三角带（triangle belt）传动 圆型带（circle belt）传动 多楔带（multi-wedge belt）传动 同步齿形带（toothed belt）传动
江西农大工学院
2）按传动的布置情况分
开口传动（open drive）
两轴平行 交叉传动（cross drive） 转向相同 两轴平行 半交叉传动 转向相反 两轴空间交错900 只能单向传动
第八章 带传动（belt drive）
一、概述
1、组成
主动轮（drive pulley）
从动轮（driven pulley）
带（belt） 张紧轮（tension pulley）
2、带传动的工作原理 主动边——传递载荷时，拉力大的一边 从动边——传递载荷时，拉力小的一边
江西农大工学院
3、带传动的类型