带传动(第11章).

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1、第11章 带传动 大理石切割机 轿车发动机拖拉机 车身冲压机 机器人关节 11.1 概述 一.带传动的工作原理:以张紧在至少两轮上带作 为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力 来传递运动与动力. 二.带传动的特点：结构简单，中心距大； 传动平稳，能缓冲吸振；过载打滑保护 作用。 但有弹性滑动使传动比i不恒定 ，张紧力较大（ 与啮合传动相比）轴上压力较大 ，结构尺寸较 大、不紧凑 ，打滑，使带寿命较短 。 三.带传动的类型 按照带的形状分类：平带；V带；多楔带；同步带 。 按照传动比分类：定传动比，有级变速；无级变速 按照两轴的位置和转向分类：开口传动 交叉传 动 半交叉传动 四.V带的类型与

2、结构 普通 窄 联组 齿形V带 普通V带的结构： 帘布芯V带：制造方便 绳芯V带：柔韧性好、抗弯强度 大 普通V带的截型分YZABCDE七种 窄V带的截型分SPZ.SPA,SPB， SPC四种 2.抗拉体 1.顶胶 4.包布3.底胶 带传动的主要参数：中心距a，带长L，带轮直 径D1和D2，包角a等。 11.2 带传动的工作情况分析 一.带传动的受力分析 设在工作前和工作后带的总长不变 取小轮一端带为分离体：T=0带轮所受力矩： 带传动功率： 有效拉力 带上的作用力 初拉力带张紧在带轮上，受工作载荷前 紧边拉力作用在紧边上的拉力 松边拉力作用在松边上的拉力 有效拉力 带和带轮接触面上的摩擦力总

3、和 各个力之 间的关系 带传动所传递的功率 e-自然对数的底（e=2.718） -带在带轮上的包角 rad （平行传动时为小轮包角） u当量摩擦系数 最大的有效拉力： 柔韧体的欧拉公式：（不考虑离心力时） 最大有效拉力的影响因素 预紧力 ： 包角 ： 摩擦系数 ： F0越大越好吗？ 越小呢？ 摩擦系数：橡胶钢 f=0.4 ； 橡胶铸铁 f =0.8 带的单位质量q和带速v 摩擦 系数 取值 橡胶 钢 橡胶 铸铁 增大小轮包角的结构措施 1.合理安排松边、紧边的位置 2.合理张紧 二. 带的应力分析 q-带单位长度上的质量，Kg/m A-带的截面面积,mm2 Ey/r 轮径减小10% 功率提高1

4、0% 带寿命缩短一半。 带长减小50% （1）.带的弹性滑动 产生的原因 带的弹性、松边与紧边拉力差 定义 由于带的弹性变形而产生的带与带轮之间 的相对滑动称为弹性滑动。 弹性滑动的特点 不可避免的 传动比不准确；带的磨损，效率降低 三.带的弹性滑动和打滑 弹性滑动的后果 弹性滑动率 弹性滑动现象分析： F F F F+dF F+dF F+dF F0F0+dF 正确 弹性滑动现象分析： 紧边在A点绕上主动 轮 带的拉力逐渐降低 ，变形量减小 带速滞后于带轮 即带与轮之间发生相即带与轮之间发生相 对滑动对滑动 A A B B B B* * 静弧 动弧 （2）.带的打滑 产生的原因 外载荷增加，使

5、得 造成的后果 带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下 降，直至传动失效。 打滑的特点 可以避免的 带打滑时的现象？ 如何避免带发生 打滑？ 带的弹性滑动和打滑 小结 1.动弧是接触弧的一部分 2.动弧位于主动轮的出口边 3.欧拉公式适用于动弧 4.当动弧扩展到整个接触弧时发生打滑 5.弹性滑动不可避免，打滑可以避免 6.弹性滑动造成传动比不稳定 弹性滑动打滑 相同 点 带是弹性体，受力后产生弹性伸长，使带与带轮在接触弧上产生相对 滑动 不 同 点 受 力 正常工作时，受紧边拉力F1与松 边拉力F2作用 要求带所传递的圆周力超过了带与带 轮间的摩擦力极限值，即过载 现 象 带受力后产生弹性伸长，

6、带相 对于带轮在接触弧上局部的 滑动（只发生在滑动角） 带受力后产生弹性伸长，带相对于带 轮在接触弧上全面滑动（即由滑 动角扩大到几何包角） 性 质 是正常现象，不可避免是失效形式，必须避免 影 响 1. 不能保证准确的传动比，因 为v1vv2 2. 降低传动效率，因为有速度 损失 3. 引起带的磨损 4. 引起带发热，容易疲劳，寿 命短 1. 使带的磨损加剧 2. 从动轮转速急剧降低，使传动失 效 3. 可防止损坏其他零件，起保安作 用 11.4 V带传动的设计计算 一.带传动的失效形式和设计准则 失效形式：打滑；磨损；疲劳折断 改进措施：增大摩擦系数，增大包角，尽量使带传 动在最佳速度左右

7、工作 设计准则： 在保证带传动不打滑的前提下， 具有一定的疲劳强度和寿命. 二. 单根V带的基本额定功率 . 单根V带传递的最大载荷： 2 单根V带能传递的功率 保证不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度或寿命 基本额定功率确定条件：i =1,特定带长，工作平稳 实际工作中单根带所能传递的许用功率： 不打滑不疲劳破坏 长度系数 包角系数 时的功率增量 由式中看出P0与带的型号，材料，长度， 轮径，包角，速度等诸多因素有关 P191表11-10 ，单根V带的基本额定功率 （包角=180，特定长度，平稳工作） 三.设计数据和设计方法 功率P 主动轮转速n1 被动轮转速n2（ 或i） 工作条件 带型

8、号 带轮直径D1,D2 带根数z 中心距 a 带长 L 初拉力F0 压轴力Q 带轮结构 设计步骤： 1.确定计算功率Pc Pc=KAP 2.选择带型 n1 Pc Y、Z、A、B、C、D、 E GB/T1313575.1-92 小 大 A Y Z E B C D 3.确定带轮的基准直径D1和D2 普通V带轮最小基准直径 带轮的基准直径系列 验算带速： 200 C 75 A 20 Y 50035512550dmin EDBZ带型 4.确定中心距a和带的基准长度Ld 5.验算小轮包角a1 6.带的根数 Ka 当包角不为1800时的包角系数 (表11-7) KL 长度系数(表11-12) P0 当传动

9、比不等于1时，单根带额定功率 的增量(表11-10,11-11) 7. 张紧力F0 和压轴力F F0 F0 F 7、计算带的根数 z 2、根据n1、 Pc 选择带的 型号 3、确定带轮基准直径dd1、dd2 带轮愈小，弯曲应力愈 大，所以dd1 dmin dd2 = i dd1(1)，圆 整成标准值 具体步骤 1、确定计算功率 Pc KAP 机械设计带传动 工况系数， 查表 4、验算带速v (v525m/s) N 5、确定中心距 a 及带长 Ld 6、验算主动轮的包角1 N z 7 ？ N Y 8、确定初拉力 F0 9、计算压轴力 FQ 10、带轮结构设计 问题：带传动适合于 高速级还是低速级

10、？根据图 套基准长度，表 五。V带轮设计 1.V带轮的设计要求 质量小；结构工艺性好；工作面和尺寸保持一定精度 2.带轮材料 HT150;HT200; 3.带轮结构设计 轮槽尺寸 结构尺寸P181(图11-5) 实心式带轮 腹板式带轮 孔板式带轮 轮辐式带轮 其他带轮结构 11.5 带传动的张紧装置 两轴平行或倾斜不大垂直或接近垂直 1、定期张紧 注意：张紧轮位置 2、自动张紧 3、张紧轮张紧 平带传动：张紧轮宜装 于松边外侧(带薄)靠近小 轮,主要用以增大平带传 动包角。 V带传动：张紧轮不宜装在紧边, 应装于松边内侧(带厚),使带只受 单向弯曲,且靠近大轮,防止小带 轮包角减小。 图示为带

11、传动的张紧方案，试指出不合理之处。 张紧轮 兼有平带和V带的优点，工作接 触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用 于结构紧凑而传递功率较大的场合。 解决多根V带长短不一而受力不均。 汽车发动机 啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的优点吸振 、i 准确，在汽车、打印机中广泛应用。 同步带 作 业 1，带传动弹性滑动是如何产生的？它和打滑有什么区 别？能否通过正确设计来消除弹性滑动？它们各自对 传动产生什么影响？打滑首先发生在哪个带轮上？为 什么？ 2：如图为一带式制动器，已知制 动轮直径D=100mm，制动轮转矩 ， 制动杠杆长l=250mm， 制动带和轮间的摩擦系数f=0.4。 试求：（1）制动力Q （

12、2）分别计算当包角=210、 240和270时所要求的制动力。 （3）当制动轮转矩T的方向改变而 =180时，制动力Q应为多少？ 3，在图中，图a为减速带传动，图b为增速带传动。这两传动 装置中，带轮的基准直径 ，且传动中各带轮材料相同，传动的中心距a及带的材料、尺 寸和张紧力均相同，两传动装置分别以带轮1和带轮3为主动轮 ，其转速均为n，不考虑离心力的影响，试分析：哪个装置传 递的最大有效拉力大？为什么？传递的功率呢？寿命呢？ 答 案 1，答：胶带具有弹性，受拉后将产生弹性伸长，且带的变形量 F，因为F1F2，所以 1 2，带绕过主动轮时，伸长量将 逐渐减小并沿轮面滑动，而使带的速度落后于主

13、动轮的圆周速度 。绕过从动轮时，带将逐渐伸长，也会沿轮面滑动，不过在这里 是带速超前于从动轮的圆周速度。这种由于材料的弹性变形而产 生的滑动称为弹性滑动。 弹性滑动是由带的松、紧边拉力差造成弹性伸长量变化产生的带 与轮之间的相对滑动，而打滑却是由于过载而产生带与轮之间的 相对滑动。 只要传递载荷，就有松、紧力拉力差，所以弹性滑动是带传动正 常工作时固有的特性，不可避免。 弹性滑动对传动的影响：从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的 圆周速度，传动比不准确；损失一部分能量。 打滑的影响：打滑造成带的严重磨损，并使带的运动处于不稳定 状态，使传动失效。 因为带在大带轮上的包角大于小轮上的包角，所以一般

14、来说，打 滑总是在小轮上发生。 2解：分析：带式制动器与带传动工作原理相同，但应用于制动，其力的关系相同。 （1）求制动力Q 制动轮上圆周力为 因为 和 所以 制动力为： （2）求当包角=210、240和270时所要求的制动力Q 当=210=1.17 rad时 当=240=1.33 rad时 当=270=1.5 rad时 由此可见，增大包角，可增大带和制动轮间的摩擦力，可有效减小制动力。 （3）若制动轮转 矩T改变方向，这时 ， ，则当 ，带活铰端拉力F2（紧边）为 制动力 讨论：改变转矩方向后，制动力Q是原有制动力的倍，不理想。 3，解：两种传动装置能传递的最大有效拉力一样大。 当带传动即将打滑时，带在带轮上的摩擦力总和达到极限值，此时能传递的有效拉力为 依据题意， 中心距a相等，则两传动装置的小轮包角相等，已知带轮 材料、带的材质、尺寸及张紧力均相同，不考虑离心力的影响，故他们的摩擦 系数和初拉力F0均相同，因此他们所能传递的最大有效拉力相同。 传递的功率为圆周力和带速的乘积，两装置主动轮直径不同，转速相同，则带速不同。 因不考虑离心力的影响，带速大的增速传动能传递的功率成正比增大。 图a传动装置带的寿命长。这是因为两种传动装置传递的圆周力相等，但VbVa，单位 时间内图b传动装置带的应力循环次数较多，故容易发生疲劳破坏。