第 11 章 带传动
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第 11 章 带传动 主要内容: 概述;带和带轮;带传动的几何计算;
带传动的计算基础; V 带传动的设计;带传动的张紧装置。
* 重点: 带传动的工作原理、力和应力分析、 弹性滑动和打滑等基本知识; 带传动的失效形式及设计准则。
#难点: 带传动参数的选择。
带传动-由两个或多个带轮,带(中间
拉曳件),借助零件间的摩擦(或啮合)
来传递运动和动力。
11 . 1 概述
据带的截面形状不同,可分为 :
多楔带传动同步带传动带传动平带传动V
常用的传动形式、应用范围见表 11.1 。
11.1.1 传动形式
优点: 1) 缓和载荷冲击,运行平稳,无噪声;2) 过载打滑,可起保护作用; 3) 制造、安装精度不象啮合传动那么严格; 4) 可增加带长以适应中心距大的工作条件。 缺点: 1) 有弹性滑动和打滑,效率低,不能保持准确的传动比; 2) 传递同样大的圆周力时,轮廓尺寸和轴上压力比啮合传动大; 3) 带的寿命较短。
11.1.2 优缺点
11.1.3 应用范围V=5~25m/s; P<500kw; P<700kw(V 带)
11.2.2 V 带和带轮
11.2 带和带轮11.2.1 平带和带轮
1 . V带
%。带等宽
带小约比普通带-高度相同时,宽度窄七种型号~、、带:普通
30
V
VV
EAZYV
V 带的构造见图 11.3。
V 带的截面尺寸和带轮的轮毂尺寸见表 11.4 。
节面-带中长度和宽度尺寸与自由状态相比保持不变的那个面。
-节面的宽度。
- V 带轮上,与所配用的 V 带节面宽度相对应的带轮直径。
节宽 bp
基准直径也称计算直径( P180)
基准直径(带轮) D
V 带的楔角为 400 ,带轮的楔角应< 400 。
基准长度
-在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的带的周长。
V 带的基准长度见图 11.4 。
11.2.3 带轮轮辐计算
11.3 带传动的几何计算
带传动的主要几何参数 : 等121 ,,,, DDLa
参数间的近似关系如下:(参看图11.7)
22
2cos2
22
)( 21212
aDaDDDD
L m
( 11.2)
22 8)(4
1
4
m
m DLDL
a ( 11.
3)
a
DD 121
60180 121
a
DD
( 11.4)
60180 122
a
DD
a
DD 122
( 11.4)
对于 V带传动,带长应为基准长度 Ld。
212 )2
(2
11cos,
2
DD
212 DD
Dm
212 DD
在上式中:
1 .带传递的力
11.4 带传动的计算基础11.4.1 作用力分析
张紧力 F0
松边拉力 F2
紧边拉力 F1
有效拉力 F
v
PFFF
100021
式中 v— 带速, m/s ; P— 名义传动功率, KW
ueqvF
qvF
22
21
(11.5)
(11.6)
联立式 11.5和 11.6,得到:
21 1
qve
FeF
u
u
22 1
qve
FF
u
2.由离心力所产生的拉力
2qvFc
V<10m/s,Fc 可忽略 .
11.4.2 带的应力
1 .紧边应力 、松边应力 和张紧应力1 20
A
F
A
F
A
F 00
22
11 ,,
紧边和松边的应力差用表示
A
F 21
2.离心应力 c
22
vA
qv
A
Fcc
3.弯曲应力 b
r
yEb
图11.11 表示带的应力分布情况。
图中小带轮为主动轮,最大应力发生在紧边进入小带轮处。
112
11max )1()
1(
1bcu
u
bu
u
b eA
Feqv
e
Fe
A
1 .带的弹性滑动和打滑11 . 4 . 3 弹性滑动、打滑和滑动率
弹性滑动
— 带为弹性体,由于摩擦力使带的两边拉力不等,发生不同程度的拉伸变形,使带和带轮间产生相对滑动。
— 由于过载引起的带在带轮上的全面滑动。
后果:
1) v2<v1; 2) 效率降低; 3 )引起带的磨损等。
打滑
思考题: 1 打滑先在哪个轮上开始?
2 滑动率 ε
— 从动轮的圆周速度相对于主动轮 的降低率。
弹性滑动见 图11.12
2 带的弹性滑动和打滑有何区别?
一般 ε=1~2 %
2
112 )1(
n
nDD
或2
112 )1(
D
nDn
iD
D
nD
nD
nD
nDnD
v
vv 111
1
2
11
22
11
2211
1
21
设计依据:在不打滑的前提下,具有一定的疲劳强度和寿命。
11 . 4 . 4 带传动的疲劳强度
主要失效形式: 打滑和疲劳破坏
][11max b
KWveA
veqvAveqvFFvP
ucb
uu
1000
)1()]([
1000
)1)((
1000
)1)((
1000
1
21
21
m
dhp
m
L
vtz
C
N
C
3600][
(11.16)
11.4.5 提高带传动工作能力的措施1 .增大 u
2 增大包角
021 qvF
q
A
q
Fv b )]([ 11
lim
0dv
dPlim
1 58.03
vq
Fvopt
由 (11.16)
3 使带在靠近最佳速度下工作
0P则
5 采用高强度带材料
4 采用新型带传动
11 . 5 V 带传动设计
11 . 5 . 1 V 带传动与平带传动比较
原始数据: )(,, 21 innP 或
要求:设计 V带传动(带:型号、根数,Ld;
带轮:直径,工作图;计算 a,α,F0,FQ)
, 动力机,传动外廓尺寸要求等。
11 . 5 . 2 V 带传动设计及参数的选择
( 1)型号:由 Pc和 n1选取。图11.15
PKP Ac
1. 定带的型号和带轮直径
计算功率
D1越小, 1b
弯曲应力是引起带疲劳损坏的重要原因。D1不可太小,表 11- 6给出了 Dmin.
D1的选取,参考图 11.15和表 11- 8取 .
( 2 )带轮直径 D1 、 D2
越大
2
112 )1(
n
nDD
D2 定后,验算 n2 相对误差是否 5℅以内。
计算后,取推荐的标准值( P180 )
2 计算带长 Ld
aaDL md
2
2
( 1 )初取中心距 a
)(2)(55.0 2121 DDahDD
( 2)确定带长
aaDL md
2
2
由图 11.4选相近的 Ld.
22 8)(4
1)(
4
1 mm DLDLa
60180 121
a
DD
3 求 a和 α1
安装、调整及补偿 F0的需要, a:(a-0.015Ld~a+0.03Ld)
L
c
kkPP
Pz
)( 00
Z 应取整数
4 求带根数 z
5 求轴上载荷
( 1)合适的 F02
0 )5.2
(500 qvk
k
vz
PF c
( 2 )轴上载荷 FQ
2sin2 1
0
zFFQ
6 带轮结构
11 . 7 带传动的张紧装置
张紧的原因: 带的材料不是完全的弹性体,带工作一段时间后发生塑性变形而松弛,使张紧力降低。
张紧装置见表 11.15
增大张紧力,保证正常工作。目的:
1. 带传动的主要失效形式及设计准则各是什么? 2 为什么弹性滑动是带传动的固有特性?弹性 滑动对传动有何影响? 3 带传动中,打滑常在什么情况下发生?打滑 多发生在大轮上还是小轮上?刚开始打滑前, 紧边拉力与松边拉力有什么关系?
思考题:
4 带传动的弹性滑动与打滑主要区别是什么? 5 影响带传动工作能力的因素有哪些?
6 当带传递的功率一定时,采用较大的小带 轮直径 D1 ,其主要优缺点是什么?7带传动的圆周速度 v 为什么控制在 5 ~ 25m/s
之间?8 带传动设计时,带的型号根据什么来选取?9 设计 V 带传动时,若算出的带根数 Z 太多,则减少 Z 的有效办法是什么?
11 、张紧力的大小对带传动工作能力有何影响?12 、有 A 、 B 两组普通 V 带传动,已知带轮直径、 带的型号、根数及转速都相同,而 A 组的带长为 B 组带长的两倍,问哪组 V 带的承载能力强? 为什么?13 、带传动工作时,带上应力由哪些应力组成,最大应力发生在什么位置?
10 、增大张紧力可使带和带轮间摩擦力增加,但为什么带传动不能过大地增大张紧力来提高传动能力,而是把张紧力控制在一定数值上?
14 、带传动中,为什么要限制包角的最小 值?如何增大包角?15 、带传动中,为什么要限制传动的最小中心距?选取中心距时要考虑哪些问题?
基本要求:
1 了解带传动的类型、优缺点及应用等。 2 掌握带传动的工作原理、力和应力分析、弹性滑动和打滑、失效形式及设计准则; 3 理解带传动的设计程序,会进行 V 带传动的设计和计算。
a
b
c
d
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