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第8章帶傳動 概述 帶傳動的張緊裝置 普通V帶傳動的設計 帶傳動的工作情況分析 作業(yè)要求 普通V帶輪 課堂練習 1 第八章帶傳動 主動輪 從動輪 傳動帶 帶中間撓性件 傳動帶 的摩擦傳動 帶傳動的工作原理 8 1概述 2 帶傳動的特點 帶傳動優(yōu)點 傳動平穩(wěn) 噪聲小 可以緩沖吸振 過載時打滑 有過載保護作用 適用于兩軸中心距較大的傳動 結構簡單 加工和維護方便 成本低 帶傳動缺點 傳動的外廓尺寸較大 存在彈性蠕動現(xiàn)象 不能保證固定不變的傳動比 軸及軸承受力較大 傳動效率較低 V帶傳動約為0 94 0 97 帶的壽命短 僅約3000 5000小時 帶傳動中的摩擦會產(chǎn)生電火花 不宜用于易燃易爆場合 一般需要有張緊裝置 因此 帶傳動多用于兩軸傳動比無嚴格要求 中心距較大的機械中 一般 帶速v 5 25m s 傳動比i 8 傳遞功率P 45kW 3 帶傳動的類型 按剖面形狀分 平型帶傳動 V帶傳動 圓形帶傳動 同步齒形帶傳動 帶傳動的類型 按傳動方式分 開口傳動 交叉?zhèn)鲃?半交叉?zhèn)鲃?多楔帶 4 問題 相同條件下 普通V帶傳動與平帶傳動相比較 誰能傳遞更大的功率 答 極限摩擦力為 平帶傳動 V帶傳動 對于普通V帶 32 38 若取 0 3 則平均 V 0 51 相同條件下 普通V帶傳動比平帶傳動能傳遞更大的功率 平帶傳動和V帶傳動的比較 5 V帶的結構 拉伸層 頂層 強力層 壓縮層 底膠 包布層 V帶的類型與結構 V型帶 普通V帶 窄型V帶 6 V帶的結構 普通V帶標準 1 按剖面尺寸分 Y Z A B C D E幾種小大 2 輪槽基準寬度 節(jié)寬 bp和帶輪基準直徑dd 節(jié)圓直徑 3 V帶基準長度Ld 節(jié)線長度 V帶的類型與結構 V型帶 普通V帶 窄型V帶 7 關鍵詞 預 初 拉力F0緊邊拉力F1松邊拉力F2有效拉力Fe 8 2帶傳動的工作情況分析 緊邊 松邊 未工作時 工作時 帶傳動的受力分析 8 緊邊拉力F1與松邊拉力F2之關系 撓性體摩擦的歐拉公式 1 歐拉公式 當F0一定 且當帶在帶輪上即將打滑時 F 達到極限值 此時有 帶與帶輪的包角 帶與帶輪間靜摩擦系數(shù) 自然對數(shù)的底 帶是理想的撓性體 帶在工作時無內(nèi)摩擦力和離心力 忽略帶的彈性變形 厚度與重量 2 歐拉公式的假設條件 9 3 歐拉公式的力學模型 以平帶為例 取微段帶長為分離體 受力分析如圖 列力的平衡條件式 忽略二次無窮小量 并取 式聯(lián)立可得 積分 歐拉公式 10 由上式可知 F0 f 則Fe 傳遞的功率愈大 但F0過大 則拉應力 帶的工作壽命 軸和軸承受力 f過大 則磨損增加 帶輪表面粗糙度要適當 11 帶的應力分析 1 傳動帶工作時 帶的橫剖面上存在三種應力 由緊 松邊拉力F1 F2 拉應力 1 2 作用于帶的全長 由帶本身質量引起的離心拉力 離心拉應力 c 作用于帶的全長 帶繞過帶輪時 因彎曲 彎曲應力 b1 b2 作用于彎曲段上 A 帶的截面積 mm2 q 傳動帶單位長度的質量 kg m 見表8 1v 帶的圓周速度 m s E 帶的彈性模量 MPa h 帶的厚度 mm dd 帶輪的基準直徑 mm 12 3 結論 帶是在變應力下工作的 帶的疲勞損壞 帶的緊邊開始進入小帶輪處應力最大 最大應力值為 max 1 b1 c 2 傳動帶的應力分布圖 13 帶傳動的彈性滑動 1 彈性滑動 由于帶的彈性變形不同而引起的微小局部蠕動 設 v 傳動帶的帶速 v1 主動帶輪圓周速度 v2 從動帶輪圓周速度 可見 由于彈性滑動的存在 使得 v2 v v1 帶傳動不能保證固定的傳動比 引起帶的磨損并使效率降低 主動輪上 若 v1 v2則 14 2 打滑 帶的彈性滑動遍及全部接觸弧 帶在帶輪上發(fā)生了全面滑動 3 滑動率 4 傳動比i 通常取 0 01 0 02 當傳動比不要求嚴格計算時 可忽略 的影響 即 問題 彈性滑動和打滑的區(qū)別 15 帶傳動的設計準則 單根V帶所能傳遞的功率 許用功率 為 kW 但需注意實驗條件 載荷平穩(wěn) 包角為180 傳動比i 1 特定帶長 承載層材質為化學纖維 規(guī)定的循環(huán)次數(shù) 當設計條件與實驗條件不符時 應作修正 與帶的材質和應力循環(huán)總次數(shù)有關 由實驗得到 單根V帶的基本額定功率表 長度系數(shù) 包角修正系數(shù) 功率增量 單根V帶額定功率 16 普通V帶傳動的設計步驟及方法 一 已知條件 傳遞的名義功率P 轉速n1 n2 或傳動比i 傳動用途 載荷性質 工作環(huán)境和外廓尺寸要求等 二 設計計算任務 V型帶 型號 長度和根數(shù) 帶輪 直徑 結構尺寸 傳動 中心距 帶速等三 設計步驟及參數(shù)選擇 見例題 設計計算和參數(shù)選擇 1 確定計算功率Pca 計算功率 Pca KAPkW 工作情況系數(shù) 傳遞的名義功率 17 2 選擇V帶的型號 粗實線 虛線 18 3 確定帶輪的基準直徑dd1和dd2 要求 dd1 ddmin dd1 dd2滿足標準直徑系列 一般要求保證 i 5 理由 dd1 b1 承載能力 dd1 dd2 外廓尺寸 4 驗算帶速v m s 要求 v 5 25m s 推薦v 10 20m s 理由 P Fv 當P一定時 v 則F z v c 摩擦力 承載能力 v 單位時間內(nèi)應力循環(huán)次數(shù) 壽命 19 5 計算傳動的中心距a和帶的基準長度Ld 初取中心距a0要求 a0 0 7 2 dd1 dd2 理由 a 結構緊湊 a 包角 兩帶輪直徑不變的條件下 傳動能力 a 外廓尺寸 且Lp較長 速度高時易顫動 求帶的基準長度Ld 查表選標準長度Ld 求實際中心距a或按公式近似計算 考慮安裝調(diào)整和補償因帶的伸長導致張緊力減小 實際中心距還需給出最大 最小值 通常取 amin a 0 015Ld mm amax a 0 015Ld mm 6 驗算小輪包角 1 要求 1 120 90 理由 1 總摩擦力 傳動能力 1 易打滑 應 a或加張緊輪 20 7 確定帶的根數(shù)z 要求 z取 計算值的整數(shù) 通常 z 3 5 10 若z 6 可改選型號 理由 z 載荷分布不均 8 計算張緊力F0 9 作用在軸上的載荷 壓軸力 FQ 長度系數(shù) 包角修正系數(shù) 功率增量 21 1 對帶輪材料的要求重量輕 質量分布均勻 結構工藝性好 易于制造等 輪槽工作表面應精加工以減少帶的磨損 其表面粗糙度Ra 1 6 m 2 常用材料一般傳動 v 25m s時 HT150重要傳動 v 25 30m s時 HT200高速傳動 鑄鋼或鋼板焊接或球墨鑄鐵小功率傳動 鑄鋁或工程塑料 普通V帶輪 3 典型結構 選擇題 1 V帶傳動中 帶橫截面的楔角為 帶輪的輪槽角應該度數(shù) a 34 b 36 c 38d 40 e 大于f 等于g 小于 d g 帶輪輪緣尺寸見表8 10 22 實心輪 腹板輪 23 孔板輪 橢圓輻輪 24 帶傳動的張緊裝置 1 中心距可調(diào)張緊裝置 定期張緊裝置 滑道式 滑軌 電動機 調(diào)整螺釘 25 帶傳動的張緊裝置 擺動軸 1 中心距可調(diào)張緊裝置 定期張緊裝置 擺架式 托板 調(diào)整螺釘 26 帶傳動的張緊裝置 2 中心距可調(diào)張緊裝置 自動張緊裝置 托板 27 帶傳動的張緊裝置 張緊輪 3 中心距不可調(diào)張緊裝置 加張緊輪 28 作業(yè) 試設計一帶式運輸機中的普通V帶傳動 已知電動機的額定功率P 7 5kW 電動機型號為Y132M 4 轉速n1 1440r min 要求傳動比i 2 1 兩班制工作 要求中心距900mm左右 29 作業(yè)要求 1 采用標準作業(yè)格式 2 分組作業(yè) 3 4人一組 自由組合 每人選一組參數(shù)設計 然后將設計結果統(tǒng)計列表并進行分析討論 30 首頁格式 一 協(xié)作小組組員 級專業(yè)班 二 設計參數(shù)匯總表 dd1 計算項目 三 設計結果比較分析 四 對本次作業(yè)形式的看法 31 課堂練習 補充下列標注 注 鍵槽尺寸及偏差查 課程設計 P119表14 24 鍵槽的位置公差查 課程設計 P165表18 11和表18 12 其中公稱尺寸指鍵寬b 0 0250 32