学习情境五任务三(出版社)

最大有效拉力
Fmax
2F0
e e
1 1
2F0
(1
e
2
) 1
由上面公式可知： 预紧力F0↑，则Fmax↑ 包角α↑，则Fmax ↑
摩擦因数 ↑，则Fmax↑
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三、带传动的工作能力分析
2、带传动的应力分析
在工作中，带所受的应力有：
（1）紧边拉应力：1
F1 A
；
松边拉应力： 2
（或轮辐）
基准直径 dd ：轮槽宽度等于 V 带节宽bp
处的圆周直径 。
bp
注：轮槽的楔角 应比普通V带的楔角（40°）小。为什么？
实心式 V带轮的典型结构： 腹板式
孔板式 轮辐式
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三、带传动的工作能力分析
两个名词： （1）包角 1 ，2 （2）中心距 a
1、受力分析
• 原始数据：
• 运输带工作拉力F= 2000N
• 运输带工作速度V= 1.30m/s
• 卷筒直径
D= 180mm
• 卷筒效率 w 0.94
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工作任务
任务一 任务二 任务三 任务四
带式输送机的结构分析及传动方案设计 电动机的选择 带传动设计 减速器设计
任务五 减速器装配图设计及设计说明书整理
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一、带传动的类型、特点及应用
• 4、带传动的应用范围
带传动应用范围非常广，多用于两轴中心距较大，传动 比要求不严格的机械中。
•
（1）传动效率较齿轮传动低，所以大功率的带传动较
为少用，常见的一般不超过50kW；
•
（2）带速不宜过低或过高；
•
（3）不能用于有爆炸危险的场合。
小
大
基准长度 Ld：沿节面量得的周线长度。
注：V带在带轮上弯曲时，带中保持原有长度不变的周线称为节线；
由全部节线组成的面称为节面 ；节面宽度称为节宽，用 bp表示。
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二、Ｖ带和V带轮
（2）普通V带轮 灰铸铁
钢 带轮的材料： 铝合金
轮缘 轮毂
工程塑料等。
腹板
dd
轮槽尺寸。
F0
F0
2
1
F0
F0
a
带传动尚未工作时，带所受的
尚未工作状态
拉力称为张紧力，用 F0 表示。 带传动工作时，一边拉紧，称
为紧边；另一边放松，称为松边。
设带的总长度不变，则
松边拉力
F2 υ F2
n1
n2
F1－F0＝F0－F2 即： F1 ＋F2＝2F0
主动
F1
（1） 紧边拉力
F1
从动
工作状态
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四、普通Ｖ带传动设计
（4）验算带速υ
υ πdd1n1 601000
υ ，则离心力 ，接触面上的正压力 ，承载能力
υ ，则传递的功率 P Fυ ，即承载能力
合适的带速为：5~25m/s
（5）中心距 a 和带的基准长度 Ld a 过大，带容易颤动； a 过小，则带容易疲劳。
初定中心距： 0.7(dd1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 )
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工作任务
任务三 带传动设计
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学习目标
• 1、了解带传动的类型、特点及应用场合； • 2、能进行V带传动的工作能力分析； • 3、掌握V带传动的设计方法及步骤； • 4、熟悉V带传动的使用和维护。
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四、普通Ｖ带传动设计
1、带传动的设计准则
带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。
带传动的设计准则：不打滑，带又具有一定的疲劳强度。
单根V带的基本额定功率P1
由
Fm a x
(F1
qυ2 )(1
1 e
)
和
max 1 c b1 ≤
得：
P1
Fmax υ 1000
C b1A(1
1000
1 e
三、带传动的工作能力分析
有效拉力
F ＝F1－ F2
（2）
有效拉力 F（N）的大小取决于所传递的功率 P（kW）。
即
F 1000P
υ
带速（ m/s ）
有效拉力 F 是由带与带轮接触面上的摩擦力提供的。当传递 的功率超过极限摩擦力（即过载）时，将发生“打滑”现象。
打滑是由过载引起的一种失效形式。
缠绕在带轮上的带作圆周运动，带的全长都将受到离心拉力：
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二、Ｖ带和V带轮
V带有普通V带、窄V带、宽V带、联组V带等多种类型，其中普通V
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带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。
1、普通V带及V带轮
包布
bp
（1）普通V带（h / bp ≈0.7） 普通V带已经标准化，是 无接头的环形带。
顶胶 承载层 底胶
h
节面
七种截型：Y，Z，A，B，C，D，E
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五、带传动的使用和维护
2. 带传动的安装与维护
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五、带传动的使用和维护
学习情境五：设计带式输送机传动装置
小结
• 1、带传动的类型、特点及应用； • 2、普通V带的结构和尺寸标准； • 3、普通V带轮的材料和结构； • 4、V带传动的失效形式及设计准则； • 5、V带传动的设计步骤和方法。
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一、带传动的类型、特点及应用
• 3、带传动的特点
• 优点： • （1）运行平稳，噪声小； • （2）能缓和载荷冲击； • （3）构造简单，对制造精度要求低，特别是在中心距大的地方； • （4）不用润滑，维护成本低； • （5）过载时打滑，但可保护系统中的其他零件。 • 缺点： • （1）存在弹性滑动，传动效率降低，传动比不准确； • （2）带的寿命较短，且不宜于高温、易燃、易爆等场合； • （3）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。
嘉兴职业技术学院
《机械零部件设计》 情境五
设计
带式输送机传动装置
学习情境五：设计带式输送机传动装置
设计任务书
• 设计某一带式输送机传动装置：
用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、
单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速
器小批量生产，使用期限10年，
运输带速度允差± 5％。
)υ
式中： — 带的许用拉应力，由实验测得。
单根普通V带在特定条件下的基本额定功率P1。
1 2 180 (i 1)
特定带长，载荷平稳
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四、普通Ｖ带传动设计
2、设计计算及参数选择
V带传动的设计1
原始数据：功率P，转速n1、n2（或传动比 i ）及工作条件等。 设计内容：确定带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮直径、
主要内容
• 1、带传动概述； • 2、Ｖ带和V带轮； • 3、带传动的工作能力分析； • 4、普通Ｖ带传动设计； • 5、带传动的使用和维护。
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一、带传动的类型、特点及应用
• 1、带传动的组成及工作原理
• （1）组成——带传动一般由主动轮１、从动轮3和适度张紧在两轮上的
F2 A
（2）离心拉应力： c
Fc A
（作用于带的全长）
（3）弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力
b
E
h dd
式中：E－－带的弹性模量（Mpa）
h－－带的厚度（mm）
dd －－带轮的直径（mm）
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三、带传动的工作能力分析
3、带传动的弹性滑动 带传动中由于带的弹性和拉力差所
Fc qυ2
式中：q－每米带长的质量，kq/m。
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三、带传动的工作能力分析
即将打滑时，有效拉力达到最大。此时，F1 和F2 之间的关系为：
F1 F2
qυ2 qυ2
e
忽略离心拉力时
F1 e
F2
由（1）、（2）、（3）式整理得：
－－－－－－欧拉公式
摩擦因数
（3）
P1—— 考虑 i 1 时，单根V带的功率增量。
KL——带长修正系数。
K——包角修正系数。
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四、普通Ｖ带传动设计
（8）张紧力 F0 F0 越大，则承载能力越大，但带所受的拉力也越大，
使带的寿命降低。 合适的张紧力 F0 按书中公式计算。
（9）压轴力 FQ 按书中公式计算。
封闭环形传动带2组成。
主动轮
从动轮
• （2）传动原理
υ
摩擦型带传动：靠带和带轮间的摩擦
υ
力传递运动和动力。
啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上
的齿相互啮合传递运动和动力。
也称为 同步带传动。
本任务主要介绍摩擦带传动。
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一、带传动的类型、特点及应用
• 2、带传动的类型
按截面形状的不同，摩擦带传动分为： • a. 平带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况。 • b. V 带传动———三角带，一般机械制造中多采用。 • c. 多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合。 • d. 圆形带传动——传递功率小，用于轻型机械中。
按书中公式计算所需的带长 Ld
选标准的 Ld
按书中公式计算实际中心距 a 。
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四、普通Ｖ带传动设计
（6）验算小轮包角α1
按书中公式计算 1。 1越小，则承载能力就越低。 故，要求： 1 120
（7）计算带的根数 Z
Z
≥
Pc (P1 P1)K K L
P1 ——单根普通Ｖ带的基本额定功率。
引起的带与带轮之间的微小相对滑动， 称为弹性滑动。
F2
n1
后果： υ2 ＜ υ1
主动轮
F1
用滑动率 表示弹性滑动的程度。
υ1 υ2
υ1
考虑弹性滑动时，传动比为：
i n1 dd2
n2 dd1(1 )
通常， 0.01～0.02 ，一般工程计算可以忽略不计，则 i dd2 dd1
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（10）带轮结构设计
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五、带传动的使用和维护
1、张紧装置
◆ 带必须在张紧后，传动才能正常工作； ◆ 运转一定时间后，带会松弛，必须重新张紧，才能正常工作。
常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置。
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五、带传动的使用和维护
自动张紧装置
压轴力、张紧力等。
（1） 求计算功率 Pc
Pc K AP
式中：K A －工况系数。
（2）确定带的截面型号 根据 Pc 和 小轮转速 n1 查图选取。 （3）确定带轮直径 dd
注：为减小弯曲应力，规定了最小带轮直径 dmin。
dd1 ≥ ddmin
；
dd 2
d
d1
n1 n2
dd1i
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