带传动和链传动.pptx

会计学1带传动和链传动带传动和链传动总总总总 论论论论中心距较大的传动中心距较大的传动,采用环形曵采用环形曵引元件传动引元件传动减少零件数量，简化传动装置，减少零件数量，简化传动装置，降低成本降低成本链传动链传动链传动链传动机械设计基础带传动和链传动摩擦型啮合型挠挠性性传传动动带传动第1页/共84页带传动带传动带传动带传动8-18-1 带传动的特点带传动的特点8-28-2 带传动的分类带传动的分类8-38-3 带传动的受力分析带传动的受力分析8-48-4 带的耐久性带的耐久性8-58-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比8-68-6 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算8-78-7 V V带轮的结构带轮的结构8-88-8 带传动的使用维护带传动的使用维护机械设计基础带传动和链传动第2页/共84页8 8-1 1 带传动的特点带传动的特点带传动的特点带传动的特点一、带传动组成一、带传动组成n n主动带轮主动带轮主动带轮主动带轮1 1、从动带轮、从动带轮、从动带轮、从动带轮2 2、环形带、环形带、环形带、环形带二、工作原理二、工作原理n n静止时，静止时，静止时，静止时，两边拉力相等；两边拉力相等；两边拉力相等；两边拉力相等；n n传动时，传动时，传动时，传动时，拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力大的一边称为主动边（紧边），拉力大的一边称为主动边（紧边），n n 拉力小的一边为从动边（松边）拉力小的一边为从动边（松边）拉力小的一边为从动边（松边）拉力小的一边为从动边（松边）n n靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力靠带与带轮接触弧间的摩擦力传递运动和动力机械设计基础带传动和链传动F1F2Ff12F0F0F0F0第3页/共84页三、带传动的优缺点三、带传动的优缺点三、带传动的优缺点三、带传动的优缺点机械设计基础带传动和链传动第4页/共84页四、带传动的应用四、带传动的应用四、带传动的应用四、带传动的应用机械设计基础带传动和链传动第5页/共84页8-2 8-2 带传动的分类带传动的分类带传动的分类带传动的分类一、按传动形式分一、按传动形式分一、按传动形式分一、按传动形式分n n开口传动开口传动开口传动开口传动：两轴平行，同向回转：两轴平行，同向回转：两轴平行，同向回转：两轴平行，同向回转n n交叉传动交叉传动交叉传动交叉传动：两轴平行，反向回转：两轴平行，反向回转：两轴平行，反向回转：两轴平行，反向回转n n半交叉传动半交叉传动半交叉传动半交叉传动：两轴交错，不能逆转：两轴交错，不能逆转：两轴交错，不能逆转：两轴交错，不能逆转 二、按带的截面分二、按带的截面分二、按带的截面分二、按带的截面分n n平带传动：平带的截面形状为矩形，平带传动：平带的截面形状为矩形，平带传动：平带的截面形状为矩形，平带传动：平带的截面形状为矩形，底面是工作面，可实现多种形式的底面是工作面，可实现多种形式的底面是工作面，可实现多种形式的底面是工作面，可实现多种形式的传动传动传动传动机械设计基础带传动和链传动第6页/共84页二、按带的截面分二、按带的截面分二、按带的截面分二、按带的截面分n n带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，带传动：截面形状为梯形，带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，当量摩擦系数大，当量摩擦系数大，当量摩擦系数大，承载力大承载力大承载力大承载力大，只用于开口传动，只用于开口传动，只用于开口传动，只用于开口传动机械设计基础带传动和链传动v多楔带传动：具平、带的优点第7页/共84页n n同步带的特点：具带与链传具带与链传动的特点动的特点n n同步带的应用第8页/共84页机械设计基础带传动和链传动摩擦力分析：v比较平带与V带FnFnFVFVFn第9页/共84页8-3 8-3 带传动的受力分析带传动的受力分析带传动的受力分析带传动的受力分析一、带传动的几何尺寸计算二、带传动的受力分析三、紧松边拉力关系紧松边拉力关系四、最大有效拉力最大有效拉力F Felim机械设计基础带传动和链传动第10页/共84页一、带传动的几何尺寸计算一、带传动的几何尺寸计算一、带传动的几何尺寸计算一、带传动的几何尺寸计算机械设计基础带传动和链传动第11页/共84页二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析静止时，静止时，静止时，静止时，两边拉力相等两边拉力相等两边拉力相等两边拉力相等=F=F0 0张紧力张紧力张紧力张紧力工作时工作时工作时工作时:n n拉力增加拉力增加拉力增加拉力增加紧边：紧边：紧边：紧边：F F0 0FF1 1 紧边拉力紧边拉力紧边拉力紧边拉力n n拉力减少拉力减少拉力减少拉力减少松边：松边：松边：松边：F F0 0FF2 2 松边拉力松边拉力松边拉力松边拉力工作状态工作状态工作状态工作状态:带两边拉力不相等带两边拉力不相等带两边拉力不相等带两边拉力不相等 紧松边判断：紧松边判断：紧松边判断：紧松边判断：n n绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边紧边紧边紧边紧边机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第12页/共84页三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系紧边由紧边由紧边由紧边由F F0 0FF1 1拉力增加，带增长拉力增加，带增长拉力增加，带增长拉力增加，带增长松边由松边由松边由松边由F F0 0FF2 2 拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短有效拉力有效拉力Fe:紧边拉力与松边拉力紧边拉力与松边拉力的差值的差值 Fe=F1-F2=Ff 机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第13页/共84页三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系第14页/共84页三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系三、紧松边拉力关系n n提问：提问：提问：提问：带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆带传动是靠摩擦力来传动的，当外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？周力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？周力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？周力大于全部摩擦力，带是否能够正常工作？n n打滑：打滑：打滑：打滑：带将沿轮面发生滑动带将沿轮面发生滑动带将沿轮面发生滑动带将沿轮面发生滑动机械设计基础带传动和链传动F1F2F0F0F0F0Ff紧边松边第15页/共84页四、最大有效拉力四、最大有效拉力四、最大有效拉力四、最大有效拉力F F F Felimelim打滑：打滑：打滑：打滑：外载荷引起的圆周力大外载荷引起的圆周力大外载荷引起的圆周力大外载荷引起的圆周力大于全部于全部于全部于全部F Ff f，即，即，即，即F Ff f 达到达到达到达到F Fflim flim 时，带将沿轮面发生滑动，时，带将沿轮面发生滑动，时，带将沿轮面发生滑动，时，带将沿轮面发生滑动，可用可用可用可用柔韧体的欧拉公式柔韧体的欧拉公式柔韧体的欧拉公式柔韧体的欧拉公式表示：表示：表示：表示：e e 自然对数自然对数自然对数自然对数f f 摩擦系数摩擦系数摩擦系数摩擦系数a a a a 小带轮的包角小带轮的包角小带轮的包角小带轮的包角 此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正此时，摩擦力达到最大带所能传递的最大圆周力，要保证带正常工作，就要使常工作，就要使常工作，就要使常工作，就要使F Fflim flim 大于等于大于等于大于等于大于等于F Felim elim。怎样才能使怎样才能使怎样才能使怎样才能使F Fflimflim大呢？大呢？大呢？大呢？F Ff f越大，带传动的性能就越好，所以，引出了越大，带传动的性能就越好，所以，引出了越大，带传动的性能就越好，所以，引出了越大，带传动的性能就越好，所以，引出了F F1 1 和和和和F F2 2之间的关之间的关之间的关之间的关系。系。系。系。讨论带传动的最大有效拉力讨论带传动的最大有效拉力讨论带传动的最大有效拉力讨论带传动的最大有效拉力F Felim elim 以及影响因素以及影响因素以及影响因素以及影响因素机械设计基础带传动和链传动F1F2Ff紧边松边第16页/共84页四、最大有效拉力四、最大有效拉力四、最大有效拉力四、最大有效拉力F F F Felimelim影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：n n初拉力初拉力初拉力初拉力F F0 0正压力正压力正压力正压力 F Ff f，F Felimelim 但但但但F F0 0，磨损加快，磨损加快，磨损加快，磨损加快，带的寿命下降；带的寿命下降；带的寿命下降；带的寿命下降；n n小带轮包角小带轮包角小带轮包角小带轮包角带与带轮接触弧带与带轮接触弧带与带轮接触弧带与带轮接触弧 总摩擦力越大总摩擦力越大总摩擦力越大总摩擦力越大 F Fflimflim F Felimelim ，根据计算公式可知，根据计算公式可知，根据计算公式可知，根据计算公式可知，大小取决于设计参数大小取决于设计参数大小取决于设计参数大小取决于设计参数d d1 1 d d2 2及中及中及中及中心距心距心距心距a a，因此设计时，要对这些参数合理的设计；，因此设计时，要对这些参数合理的设计；，因此设计时，要对这些参数合理的设计；，因此设计时，要对这些参数合理的设计；n n摩擦系数摩擦系数摩擦系数摩擦系数 f Ff Ff f总摩擦力越大总摩擦力越大总摩擦力越大总摩擦力越大 F Felimelim ，f f取决于带和带轮取决于带和带轮取决于带和带轮取决于带和带轮的材料。的材料。的材料。的材料。机械设计基础带传动和链传动F0越大越好吗？越小呢？第17页/共84页8-8-4 4 带的带的带的带的耐久性耐久性耐久性耐久性n n提问提问提问提问?带传动工作时带传动工作时带传动工作时带传动工作时,作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力作用于带上有哪些应力?它们的分布及大小有什它们的分布及大小有什它们的分布及大小有什它们的分布及大小有什么特点么特点么特点么特点?最大应力发生在什么部位最大应力发生在什么部位最大应力发生在什么部位最大应力发生在什么部位?为什么要限制带速？为什么要限制带速？为什么要限制带速？为什么要限制带速？带的应力：带的应力：带的应力：带的应力：拉应力、弯曲应力、离心拉应力拉应力、弯曲应力、离心拉应力拉应力、弯曲应力、离心拉应力拉应力、弯曲应力、离心拉应力机械设计基础带传动和链传动第18页/共84页8-8-4 4 带的带的带的带的耐久性耐久性耐久性耐久性n n由带弯曲运动产生的离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力由带弯曲运动产生的离心拉应力 c c:有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，有质量的带在运动过程中有圆周速度，所以产生离心拉应力，c c作用于带的全长；作用于带的全长；作用于带的全长；作用于带的全长；机械设计基础带传动和链传动第19页/共84页8-8-4 4 带的带的带的带的耐久性耐久性耐久性耐久性n n由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力:s s s s1 1、s s s s2 2：机械设计基础带传动和链传动第20页/共84页8-8-4 4 带的带的带的带的耐久性耐久性耐久性耐久性机械设计基础带传动和链传动v由带弯曲产生的弯曲应力:b1,b2因为带要绕上小带轮和大带轮，绕在带轮上有弯曲，所以有弯曲应力式中：E:带的当量弯曲弹性模量；y:带的最外层到中性层（节面）的距离；d1，d2:大小带轮直径。第21页/共84页思考：v最大应力=？v最大应力的位置在那里？第22页/共84页按A、B、C、D四个点把带分为四段：A：紧边绕上小带轮；C：绕上大带轮。第23页/共84页分为A、B、C、D四个点：A：紧边绕上小带轮；C：绕上大带轮。A点的应力等于sA=sC+s1+sb1B点的应力等于sB=sC+s2+sb1C点的应力等于sC=sC+s2+sb2D点的应力等于sD=sC+s1+sb2弯曲应力只发生在包角所对的圆弧部分，带轮直径越小，带越厚（带的最外层到中性层（节面）的距离y越大），弯曲应力越大。所以，带绕过小带轮时的弯曲应力较大，带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处（A点）。第24页/共84页要求掌握的内容：带传动有哪几个应力的作用？这几个应力大小是如何分布的？最大应力的位置？第25页/共84页8-5 8-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比n n什么是弹性滑动什么是弹性滑动什么是弹性滑动什么是弹性滑动,对传动有什么影响？对传动有什么影响？对传动有什么影响？对传动有什么影响？n n为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑为什么会发生弹性滑动或打滑?是否可以避免是否可以避免是否可以避免是否可以避免?机械设计基础带传动和链传动前面分别讲了带的受力分析和带的应力分析，下面来分析下带传动的运动。带的缺点：有弹性滑动和打滑，是传动比不恒定。打滑：带将沿轮面发生滑动第26页/共84页8-5 8-5 弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比弹性滑动及传动比一、弹性滑动一、弹性滑动n n分析：分析：带是弹性体，它在受力情带是弹性体，它在受力情况下会产生弹性变形，由于带在况下会产生弹性变形，由于带在紧边和松边上所受拉力不相等，紧边和松边上所受拉力不相等，因而产生的弹性变形也不相同。因而产生的弹性变形也不相同。机械设计基础带传动和链传动F1F2紧边松边第27页/共84页n n分析：分析：a a1 1：带绕上小带轮；：带绕上小带轮；c c1 1：离开小带轮。：离开小带轮。带从带从带从带从a a1 1 c c1 1点的运动过程中，紧边拉力为点的运动过程中，紧边拉力为点的运动过程中，紧边拉力为点的运动过程中，紧边拉力为F F1 1松边拉力为松边拉力为松边拉力为松边拉力为F F2 2；从；从；从；从a a1 1 c c1 1点，带从紧边运动到松边，所受的力由点，带从紧边运动到松边，所受的力由点，带从紧边运动到松边，所受的力由点，带从紧边运动到松边，所受的力由F F1 1下降到下降到下降到下降到F F2 2 ；本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力；本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力；本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力；本来带和带轮应为同步运动，但由于带是弹性体，拉力差就使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的差就使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的差就使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的差就使得带向后收缩，带在带轮接触面上出现局部微量的向后滑动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也向后滑动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也向后滑动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也向后滑动，此时带与带轮不同步，因此带和带轮的速度也就不一样。哪个速度大呢？就不一样。哪个速度大呢？就不一样。哪个速度大呢？就不一样。哪个速度大呢？V V V V带带带带VVVVVVV带轮带轮带轮带轮机械设计基础带传动和链传动第29页/共84页n n通过分析可知：由于带是弹性体，通过分析可知：由于带是弹性体，在不同的拉力下，会产生弹性变在不同的拉力下，会产生弹性变形，主动轮上的带向后滑动，形，主动轮上的带向后滑动，V V V V带带带带VVVVV带轮带轮n n这种滑动现象成为这种滑动现象成为弹性滑动弹性滑动机械设计基础带传动和链传动第30页/共84页动画动画：n n主动轮上带轮的速度大于带的速度，两者理论是要同步的，但是由于以上分析的原因，就是的轮子的速度比带的速度要快；n n再看从动轮上的，带的速度比轮子的速度要大。第31页/共84页弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动定义：定义：定义：定义：n n由于带的两边弹性变形不等所引由于带的两边弹性变形不等所引由于带的两边弹性变形不等所引由于带的两边弹性变形不等所引起的带与带轮之间的微量相对滑起的带与带轮之间的微量相对滑起的带与带轮之间的微量相对滑起的带与带轮之间的微量相对滑动动动动产生的原因产生的原因产生的原因产生的原因：n n带带带带的的的的弹弹弹弹性性性性、松松松松边边边边与与与与紧紧紧紧边边边边拉拉拉拉力力力力差差差差变变变变形形形形量量量量改改改改变变变变，相相相相对对对对轮轮轮轮滑滑滑滑动动动动机械设计基础带传动和链传动F1F2紧边松边第32页/共84页弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动的特点弹性滑动的特点弹性滑动的特点弹性滑动的特点：n n弹弹弹弹性性性性滑滑滑滑动动动动是是是是摩摩摩摩擦擦擦擦型型型型带带带带传传传传动动动动正正正正常常常常工工工工作作作作时时时时不不不不可可可可避避避避免免免免的的的的固固固固有有有有特特特特性性性性，是是是是微微微微量量量量滑滑滑滑动动动动，只只只只发发发发生生生生在在在在离离离离开开开开带带带带轮轮轮轮前前前前的的的的那那那那部部部部分分分分弧弧弧弧上上上上（称为滑动弧）（称为滑动弧）（称为滑动弧）（称为滑动弧）n n Fe Fe 弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动 弹性滑动范围弹性滑动范围弹性滑动范围弹性滑动范围 机械设计基础带传动和链传动如果弹性滑动扩展到整个接触弧?第33页/共84页弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动弹性滑动对传动的影响：弹性滑动对传动的影响：弹性滑动对传动的影响：弹性滑动对传动的影响：n n带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定带传动传动比不稳定（因为弹性体和打滑）（因为弹性体和打滑）（因为弹性体和打滑）（因为弹性体和打滑）降降降降低低低低传传传传动动动动效效效效率率率率（V V带带带带传传传传动动动动效效效效率率率率=0.910.96=0.910.96），使使使使带带带带与与与与带带带带轮轮轮轮磨磨磨磨损损损损增加和温度升高。增加和温度升高。增加和温度升高。增加和温度升高。n n使使使使从从从从动动动动轮轮轮轮的的的的圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度低低低低于于于于主主主主动动动动轮轮轮轮的的的的圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度，即即即即：v v1 1 v v2 2 v v1 1 v v带带带带 v v2 2 ，从动轮圆周速度相对降低量称为从动轮圆周速度相对降低量称为从动轮圆周速度相对降低量称为从动轮圆周速度相对降低量称为滑动率滑动率滑动率滑动率e e：n n传动比不为常数，即：传动比不为常数，即：传动比不为常数，即：传动比不为常数，即：机械设计基础带传动和链传动 一般的情况下：e=1%2%虽然很小，但是对带传动的工作还是有影响的，在多数情况下，忽略掉滑动率e。第34页/共84页二、打滑二、打滑二、打滑二、打滑定义：定义：定义：定义：n n当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总当传递的有效拉力达到或超过带与小带轮之间的摩擦力总和的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显和的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显和的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显和的极限值时，过载引起带与带轮在整个接面弧上发生显著的相对滑动。这种现象称为著的相对滑动。这种现象称为著的相对滑动。这种现象称为著的相对滑动。这种现象称为打滑。打滑。打滑。打滑。产生的原因产生的原因产生的原因产生的原因：n nF Fe eFFfmaxfmax 弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧显著滑动显著滑动显著滑动显著滑动(打滑打滑打滑打滑)特点特点特点特点：n n打滑打滑打滑打滑可以可以可以可以避免避免避免避免，而且应当避免而且应当避免而且应当避免而且应当避免n n短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用n n打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处 后果：后果：后果：后果：n n打滑打滑打滑打滑带的剧烈磨损带的剧烈磨损带的剧烈磨损带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低失效失效失效失效机械设计基础带传动和链传动?如何防止打滑 第35页/共84页三、弹性滑动与打滑的本质区别三、弹性滑动与打滑的本质区别三、弹性滑动与打滑的本质区别三、弹性滑动与打滑的本质区别弹性滑动：弹性滑动：弹性滑动：弹性滑动：n n是带传动正常工作时是带传动正常工作时是带传动正常工作时是带传动正常工作时不可避免的固有特性；不可避免的固有特性；不可避免的固有特性；不可避免的固有特性；n n因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生因局部弹性变形的变化是的带与带轮间发生局部相对滑动；局部相对滑动；局部相对滑动；局部相对滑动；打滑：打滑：打滑：打滑：n n是是是是带带带带传传传传动动动动的的的的失失失失效效效效形形形形式式式式，（即即即即不不不不能能能能正正正正常常常常工工工工作作作作，而而而而弹弹弹弹性性性性打打打打滑滑滑滑是是是是可可可可以以以以正正正正常常常常工工工工作作作作的的的的），并并并并且且且且在在在在设设设设计计计计时时时时可可可可以以以以避避避避免免免免打打打打滑滑滑滑现现现现象象象象。（而弹性滑动是不可避免的）（而弹性滑动是不可避免的）（而弹性滑动是不可避免的）（而弹性滑动是不可避免的）n n发发发发生生生生在在在在带带带带和和和和带带带带轮轮轮轮的的的的全全全全部部部部接接接接触触触触弧弧弧弧上上上上的的的的（而而而而弹弹弹弹性性性性滑滑滑滑动动动动是是是是在在在在滑滑滑滑动弧上的）动弧上的）动弧上的）动弧上的）机械设计基础带传动和链传动第36页/共84页8-6 8-6 普通普通普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算带传动的设计计算带传动的设计计算一、一、V V带的结构带的结构二、二、普通普通V V带标准带标准三、三、V V带传动设计计算带传动设计计算机械设计基础带传动和链传动第37页/共84页一、一、一、一、V V带的结构带的结构带的结构带的结构机械设计基础带传动和链传动第38页/共84页二、普通二、普通二、普通二、普通V V带标准带标准带标准带标准机械设计基础带传动和链传动第39页/共84页二、普通二、普通二、普通二、普通V V带标准带标准带标准带标准机械设计基础带传动和链传动第40页/共84页三、三、V带传动设计计算带传动设计计算设计内容：设计内容：设计内容：设计内容：确定型号、长度、根数、中心距、包角等。确定型号、长度、根数、中心距、包角等。确定型号、长度、根数、中心距、包角等。确定型号、长度、根数、中心距、包角等。1 带传动失效形式及设计准则2 单根V带能传递的功率3 设计步骤机械设计基础带传动和链传动第41页/共84页1 1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则n n失效形式：失效形式：1）打滑）打滑由由F F实传实传 F Flim引起的失引起的失效；效；2）带的疲劳损坏（脱层和疲劳断）带的疲劳损坏（脱层和疲劳断裂）裂）s smax s s引起的失效。引起的失效。n n设计依据：设计依据：保证带传动不打滑的保证带传动不打滑的条件下，充分发挥带的和传动能条件下，充分发挥带的和传动能力，并使带具有一定的疲劳强度力，并使带具有一定的疲劳强度或寿命。或寿命。n n设计准则：设计准则：不打滑：不打滑：FFFflim 疲劳强度：疲劳强度：s smax=s s1+s sb1+s scs s机械设计基础带传动和链传动第42页/共84页1 1 带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则带传动失效形式及设计准则具体做法具体做法具体做法具体做法：n n确定单根带所能传递的许用功率确定单根带所能传递的许用功率确定单根带所能传递的许用功率确定单根带所能传递的许用功率n n根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率n n确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数机械设计基础带传动和链传动v使带同时满足：不打滑和具有一定的疲劳强度这两个条件带传递的功率：不打滑不疲劳破坏v基本额定功率可查表8-2a、表8-2bv基本额定功率确定条件：i=1,特定带长，工作平稳第43页/共84页2 2 单根单根单根单根V V带能传递的功率带能传递的功率带能传递的功率带能传递的功率机械设计基础带传动和链传动v在特定条件下单根普通V带的许用应力：特定条件：1）载荷平稳；2）a1=a2=180，即：i=1；3）带的基准长度为特定长度；C常数，棉帘布及棉芯结构，C=0.75；Ld 带的基准长度，mm（P120见表8-1）Lh 带的寿命，h;V带速，m/s第44页/共84页2 2 单根单根单根单根V V带能传递的功率带能传递的功率带能传递的功率带能传递的功率n n实际工作中单根带所能传递的许用功率实际工作中单根带所能传递的许用功率实际工作中单根带所能传递的许用功率实际工作中单根带所能传递的许用功率PPPP0 0 0 0 ：n n当当当当使使使使用用用用条条条条件件件件与与与与特特特特定定定定条条条条件件件件不不不不符符符符时时时时，需需需需引引引引入入入入附附附附加加加加项项项项和和和和修修修修正正正正系系系系数。经过修正后单根数。经过修正后单根数。经过修正后单根数。经过修正后单根V V V V带带带带的许用功率的许用功率的许用功率的许用功率PPPP0 0 0 0 ：机械设计基础带传动和链传动带长修正系数，可查表8-6包角系数，可查表8-5时的单根V带额定功率功率的增量，可查表8-2bv将求得的许用应力s带入公式P0,即可求得各种型号单根普通带的基本额定功率。第45页/共84页3 3 设计步骤设计步骤设计步骤设计步骤n n已知条件及设计内容：已知条件及设计内容：已知条件及设计内容：已知条件及设计内容：机械设计基础带传动和链传动已知条已知条件件设计内设计内容容传递的名义功率传递的名义功率传递的名义功率传递的名义功率P P P P 主动轮转速主动轮转速主动轮转速主动轮转速n n1 1 1 1从动轮转速从动轮转速从动轮转速从动轮转速n n2 2 2 2 或传动比或传动比或传动比或传动比i i 传动位置和外部尺寸要求传动位置和外部尺寸要求传动位置和外部尺寸要求传动位置和外部尺寸要求 工况条件、原动机类型等工况条件、原动机类型等工况条件、原动机类型等工况条件、原动机类型等V带的型号、长度和根数带轮直径和结构传动中心距 a验算带速 v 和包角计算初拉力和作用在轴上的压轴力带轮的材料选择及结构设计第46页/共84页7、计算带的根数 z2 2、根据根据根据根据n n1 1、P Pc c 选择带的型号选择带的型号选择带的型号选择带的型号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 具体步骤具体步骤具体步骤具体步骤1 1、确定计算功率确定计算功率确定计算功率确定计算功率 P Pc c K KAAP P机械设计基础带传动和链传动工况系数，查表8-34、验算带速v(v525m/s)N5、确定中心距 a 及带长 Ld6、验算主动轮的包角1N z 7？NY8、确定初拉力 F09、计算压轴力 FQ10、带轮结构设计问题：带传动适合于问题：带传动适合于高速级还是低速级？高速级还是低速级？根据图8-10 套基准长度，表8-1第47页/共84页1 1、确定计算功率、确定计算功率、确定计算功率、确定计算功率 P Pc c KKA AP P 单位：单位：单位：单位：KWKWn nP-带传递功率，单位：kwn nKA A-工况系数，见表8-3；带传动的工作状况是在反复启动、正反转频率、工作条件恶劣等场合KA A乘以1.2。（已知条件的工况条件）第48页/共84页2 2、根据根据根据根据n n1 1、P Pc c 选择带的型号选择带的型号选择带的型号选择带的型号n n带截面越大越好？n n不一定。带的型号的选择要遵循一定的原则综合考虑：根据带轮的转速n1 1、计算出来的Pc c 选择带的型号：初选带型，在考虑传动的空间位置要求以及带的根数等就能最后确定。第49页/共84页3 3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径d dd1d1、d dd2d2n n带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系列，见表8-4.n n选择小带轮基准直径时，应使dd1 ddmin并取标准直径。因为带轮越小，弯曲应力越大。n n传动比要求较精确时，大带轮基准直径dd2由下式确定：n n一般可忽略滑动率的影响不计，则：算出dd2后，按表8-4取标准值圆整即可。第50页/共84页4 4、验算带速、验算带速、验算带速、验算带速v v(v v5 525m/s)25m/s)n n验算带速的原因：带速过高则离心力 就过大，使带与带轮之间的正压力减小，摩擦力就减小，带传动的能力下降，易打滑。所以不希望速度过高；n n带速太低，则要求有效拉力过大，使带的根数过多；n n因此，要验算带速，必须限制带速VVmax。一般v525m/s。n n若当V过高或过低，可调整带轮的带轮的转速转速n1 1及基准直径及基准直径dd1、dd2。第51页/共84页初定中心距初定中心距初定中心距初定中心距 a a0 0 0.7(0.7(d dd1d1+d dd2d2)a a0 0 2(2(d dd1d1+d dd2d2)初算带长初算带长Ld0 计算实际中心距计算实际中心距 a（圆整）（圆整）取基准带长取基准带长 Ld(表表81)5、确定中心距 a 及带长 Ld第52页/共84页5 5、确定、确定、确定、确定中心距中心距中心距中心距 a a 及带长及带长及带长及带长 L Ld d1 1）初选中心距）初选中心距a a0 0，一般传算中心距的范围如下：，一般传算中心距的范围如下：0.7(0.7(d dd1d1+d dd2d2)a a0 0 2(2(d dd1d1+d dd2d2)n na a0 0过小，尺寸小，包角过小，尺寸小，包角a a1 1小，带与带轮的接触弧长小，小，带与带轮的接触弧长小，f f小，小，传动能力下降；带短，带在带轮上绕行的次数增加传动能力下降；带短，带在带轮上绕行的次数增加（u=VLu=VLd d），带的疲劳寿命下降；），带的疲劳寿命下降；n na a0 0过大，尺寸大，带式弹性体，就会下垂，带的垂度增加，过大，尺寸大，带式弹性体，就会下垂，带的垂度增加，带上下抖动加剧，传动平稳性下降。带上下抖动加剧，传动平稳性下降。n n因此，在选取带长时就要综合考虑，既不能太大也不能太因此，在选取带长时就要综合考虑，既不能太大也不能太小，所以中心距初选在上式范围内。小，所以中心距初选在上式范围内。2 2）初算带长和确定带长）初算带长和确定带长L Ld d按表按表8-18-1中选择区近似的基准长度中选择区近似的基准长度L Ld d标准值标准值第53页/共84页5 5、确定、确定、确定、确定中心距中心距中心距中心距 a a 及带长及带长及带长及带长 L Ld d3）确定实际中心距a a0 0：考虑安装、更换V带和调整。补偿初拉力（例如带伸长而松弛后的张紧）中心距变化范围：第54页/共84页6 6、验算主动轮的包角、验算主动轮的包角、验算主动轮的包角、验算主动轮的包角 1 1n n为什么验算主动轮（小带轮）包角？n n因为，在实际中 1 2，若小带轮满足了要求，则大带轮就满足要求。所以只验算小带轮的包角。n n为什么使1120？n n因为，小带轮1越大，带与带轮之间的接触弧越长，产生的正加压力就越大，摩擦力f越大，传动能力就增加；反之，传动能力就下降；所以要满足1120关系，保证带的传动能力。第55页/共84页7 7、计算带的根数、计算带的根数、计算带的根数、计算带的根数 z zn n满足V带传动正常工作要求所需的根数：n nPc设计计算功率n nP 许用功率n n其他均可查表n n将Z圆整为整数Z根。当Z过大时，应改选带轮直径或改选V带型号重新设计。第56页/共84页8 8、确定初拉力、确定初拉力、确定初拉力、确定初拉力 F F0 0n n确定初拉力的原因：初拉力对带传动的影响：n nF0小，Ff f小，Felimelim小，传动能力小，当F Felimelim时，就可能出现打滑；n nF0大，带中应力过大，使带构造松弛，带的寿命下降。n n所以，F0 确定原则：既能保证带传动传递额定功率时不打滑，又能保证V带具有一定寿命。n n则推导出公式：n nq-V带每米长的质量，查表8-8第57页/共84页9 9、计算压轴力、计算压轴力、计算压轴力、计算压轴力 F FQQn n目的：用于轴和轴承设计计算（带由轴支撑，轴由滚动轴承支撑，作用在带轮上的力，最后在设计轴和轴承时需要的力）n n若不考虑带松边紧边的拉力差和离心拉力的影响，则FQ可近似地按张紧时带两边拉力均为zF0的合力计算：第58页/共84页1010、带轮结构设计、带轮结构设计、带轮结构设计、带轮结构设计n n确定了前面九项，最后来设计带轮的结构。第59页/共84页8-7 V8-7 V带轮的结构带轮的结构带轮的结构带轮的结构n n 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮槽尺寸见表。轮毂是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮槽尺寸见表。轮毂是带轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成一整体。一整体。n n对带轮的要求是：种类轻，质量分布均匀。槽轮工作表面对带轮的要求是：种类轻，质量分布均匀。槽轮工作表面应精加工以减少带的磨损。带轮材料一般用灰铸铁、铸钢应精加工以减少带的磨损。带轮材料一般用灰铸铁、铸钢或钢板等。或钢板等。机械设计基础带传动和链传动V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：v（1）实心带轮v（2）腹板带轮 v（3）孔板带轮 v（4）轮辐带轮第60页/共84页v（1）实心带轮 第61页/共84页v（2）腹板带轮 第62页/共84页v（3）孔板带轮 第63页/共84页v（4）轮辐带轮第64页/共84页8-8 8-8 带传动的带传动的带传动的带传动的张紧张紧张紧张紧n n为什么要张紧？为什么要张紧？为什么要张紧？为什么要张紧？n n带工作一段时间要松弛，因此工作能力下降甚至不能正常工带工作一段时间要松弛，因此工作能力下降甚至不能正常工带工作一段时间要松弛，因此工作能力下降甚至不能正常工带工作一段时间要松弛，因此工作能力下降甚至不能正常工作，所以要加张紧装置。作，所以要加张紧装置。作，所以要加张紧装置。作，所以要加张紧装置。n nF Fececv v/100 /100 调整调整调整调整F F0 0 增大增大增大增大F Fececn n但安装制造误差、塑性变形但安装制造误差、塑性变形但安装制造误差、塑性变形但安装制造误差、塑性变形 F F0 0不保证不保证不保证不保证 设张紧装置设张紧装置设张紧装置设张紧装置常见的张紧装置常见的张紧装置常见的张紧装置常见的张紧装置:n n调整中心距调整中心距调整中心距调整中心距n n定期张