《春带传动》PPT课件.ppt
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1、 8 8 带传动带传动 大理石切割机大理石切割机轿车发动机轿车发动机拖拉机拖拉机车身冲压机车身冲压机机器人关节机器人关节v8.1 8.1 概述概述 v8.2 8.2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 v 带传动中的受力分析带传动中的受力分析 v 带传动中带的应力分析带传动中带的应力分析 v 弹性滑动和打滑弹性滑动和打滑 v v8.3 V8.3 V带传动设计计算带传动设计计算 v 8.3.1 V8.3.1 V带传动的失效形式及设计准则带传动的失效形式及设计准则 v 8.3.2 V8.3.2 V带传动设计步骤和传动参数选择带传动设计步骤和传动参数选择 v v8.4 8.4 带传动结构设计带传动
2、结构设计 v 8.4.1 V8.4.1 V带轮结构设计带轮结构设计 v 8.4.2 8.4.2 带传动的张紧装置带传动的张紧装置 v本章提示:本章提示:v带传动是由两个带轮和一根紧绕在两轮上带传动是由两个带轮和一根紧绕在两轮上的传动带组成,靠带与带轮接触面之间的的传动带组成,靠带与带轮接触面之间的摩擦摩擦力力来传递运动和动力的一种来传递运动和动力的一种挠性摩擦传动挠性摩擦传动。v 主要内容是带传动的类型、工作原理、特主要内容是带传动的类型、工作原理、特点及应用,带传动的受力情况、带的应力、弹点及应用,带传动的受力情况、带的应力、弹性滑动和打滑,以及性滑动和打滑,以及V V带传动的设计准则和设计
3、带传动的设计准则和设计方法等。方法等。v 本章基本要求:本章基本要求:v1 1)了解带传动的类型、特点和应用场合;)了解带传动的类型、特点和应用场合;v2 2)熟悉普通)熟悉普通V V带的结构及其标准、带的结构及其标准、V V带传动的带传动的张紧方法和装置;张紧方法和装置;v3 3)掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等基本理论、滑动及打滑等基本理论、V V带传动的失效形式带传动的失效形式及设计准则;及设计准则;v4 4)了解柔韧体摩擦的欧拉公式,)了解柔韧体摩擦的欧拉公式,带的应力及带的应力及其变化规律;其变化规律;v5 5)学会)学会V V带传
4、动的设计方法和步骤。带传动的设计方法和步骤。重点难点 1 1、重点:、重点:带传动的工作情况分析,包括:带传动的工作情况分析,包括:工作原理、受力分析、应力分析;带传工作原理、受力分析、应力分析;带传动的失效形式和计算准则;普通动的失效形式和计算准则;普通V V带传动带传动的设计计算。的设计计算。2 2、难点:、难点:带传动的受力分析;弹性滑动与带传动的受力分析;弹性滑动与打滑;普通打滑;普通V V带传动的设计准则和设计方带传动的设计准则和设计方法。法。8.1 8.1 概述概述 1 1 组成组成带轮1、带轮2、环形带8.1 8.1 概述概述 2 2 工作原理工作原理 工作原理:工作原理:带传带
5、传动是在两个或多动是在两个或多个带轮之间用带个带轮之间用带作为挠性拉曳元作为挠性拉曳元件件 ,依靠挠性,依靠挠性传动带与带轮间传动带与带轮间的摩擦力来传递的摩擦力来传递运动和动力的。运动和动力的。它的它的主要作用主要作用是传是传递转矩和改变转递转矩和改变转速。速。主动轮主动轮从动轮从动轮传动带传动带概述概述3带传动的类型带传动的类型v1.1.按传动原理分按传动原理分v(1 1)摩擦带传动)摩擦带传动 靠传动带与带轮间的摩擦力实靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动,如现传动,如V V带传动、平带传动等;带传动、平带传动等;v(2 2)啮合带传动)啮合带传动 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的靠带内侧凸齿与带
6、轮外缘上的齿槽相啮合实现传动,如同步带传动。齿槽相啮合实现传动,如同步带传动。v2.2.按用途分按用途分v(1 1)传动带)传动带 传递动力用传递动力用v(2 2)输送带)输送带 输送物品用。本章仅讨论传动带输送物品用。本章仅讨论传动带v3.3.按传动带的截面形状分按传动带的截面形状分v(1 1)平带)平带 (2 2)V V带带 (3 3)多楔带()多楔带(4 4)圆形带)圆形带 v(1 1)平带)平带 v平带的截面形状为矩形平带的截面形状为矩形,内表面为工作面内表面为工作面,主要用主要用于两轴平行于两轴平行,转向相同的较远距离的传动转向相同的较远距离的传动。结构简单,带轮也容易制造,在传动中
7、心距较大的场合应用较多。结构简单,带轮也容易制造,在传动中心距较大的场合应用较多。平带实物平带实物v (2)V(2)V带传动带传动 v V V带传动中带的截面带传动中带的截面形状为等腰梯形。工形状为等腰梯形。工作时带的两侧面是工作时带的两侧面是工作面,与带轮的环槽作面,与带轮的环槽侧面接触,属于楔面侧面接触,属于楔面摩擦传动。摩擦传动。v应用最广的带传动,在同应用最广的带传动,在同样的张紧力下,带传动样的张紧力下,带传动较平带传动能产生更大的较平带传动能产生更大的摩擦力。摩擦力。v为什么?为什么?V V带实物带实物思考:为什么V带比平带承载能力大V带比平带承载能力大v在相同的带张紧程度下,在相
8、同的带张紧程度下,V V带传动的摩擦力要带传动的摩擦力要比平带传动约大比平带传动约大80%80%,其承载能力因而比平带,其承载能力因而比平带传动高。在一般的机械传动中,传动高。在一般的机械传动中,V V带传动现已带传动现已取代了平带传动而成为常用的带传动装置。取代了平带传动而成为常用的带传动装置。(3 3)多楔带:)多楔带:多楔带是平带基体上有若干纵向楔形多楔带是平带基体上有若干纵向楔形凸起凸起,如图所示如图所示,它兼有平带和它兼有平带和V V带的优点且弥补其带的优点且弥补其不足不足,解决多根解决多根V V带长短不一而受力不均带长短不一而受力不均。多用于结多用于结构紧凑的大功率传动中。构紧凑的
9、大功率传动中。(b)汽车发动机多楔带实物多楔带实物(4 4)圆形带:)圆形带:圆形带的截面形状为圆形圆形带的截面形状为圆形,如图如图8-58-5所示所示,仅用于如缝纫机、仅用于如缝纫机、仪器等低速小功率的传动。仪器等低速小功率的传动。图 8-5 啮合传动啮合传动,兼有带传动和齿轮传动的优点,兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、吸振、i i 准确准确,在汽车、打印机中广泛应用。,在汽车、打印机中广泛应用。5 5)同步带同步带同步带应用同步带应用-机器人关节机器人关节4 4 按照传动比分类:按照传动比分类:定传动比、有级变速、定传动比、有级变速、无级变速。无级变速。开口传动,开口传动,用于两轴平行,主
10、、从动轮回用于两轴平行,主、从动轮回转方向相同的带传动。转方向相同的带传动。交叉传动,交叉传动,用于两轴平行,主、从动轮用于两轴平行,主、从动轮回转方向相反的平带传动和圆带传动,回转方向相反的平带传动和圆带传动,由于交叉处传动带的摩擦和扭转,传动由于交叉处传动带的摩擦和扭转,传动带的寿命短。带的寿命短。半交叉传动,半交叉传动,用于两轴交错的单向平带用于两轴交错的单向平带传动和圆带传动,即传动方向不能逆转。传动和圆带传动,即传动方向不能逆转。5 5 按照两轴的位置和转向分类:按照两轴的位置和转向分类:开口传动开口传动、交叉传交叉传动动、半交叉传动半交叉传动、张紧轮传动张紧轮传动 等。等。注注:交
11、叉传动、半交叉传动适用于平带。:交叉传动、半交叉传动适用于平带。二、带传动的优缺点二、带传动的优缺点优点:缺点:带传动是具有中间挠性件的一种传动,所以:1)能缓和载荷冲击;2)运行平稳,无噪声;3)制造和安装精度不象啮合传动那样严格:4)过载时将引起带在带轮上打滑,因而可防止其他零件的损坏;5)可增加带长以适应中心距较大的工作条件。(amax=15)1)有弹性滑动和打滑,使效率降低和不能保持准确的传动比(同步带传动是靠啮合传动的,所以可保证传动同步),2)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:3)带的寿命较短。主动轮主动轮从动轮从动轮传动带传动带 V V带的类型与结构及标带
12、的类型与结构及标准准带带轮轮 V V带的类型与结构带的类型与结构一、一、V V带带1 1、分类:普通、分类:普通V V带、窄带、窄V V带、宽带、宽V V带带普通普通V V带:带:楔角为楔角为4040,共有,共有Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七种七种型号。型号。窄窄V V带:带:共有共有SPZSPZ、SPASPA、SPBSPB、SPCSPC四种型号。四种型号。普通普通V V带传动带传动窄窄V V带传动带传动二、二、V V带的类型与结构带的类型与结构1.1.顶胶顶胶 2.2.抗拉体抗拉体3.3.底胶底胶4.4.包布包布标准普通标准普通V V带是用多种材料制成的无接头的环形
13、带。带是用多种材料制成的无接头的环形带。1.V1.V带的节面宽度:带的节面宽度:b bp p :V V带受到垂直于底面的弯曲时(绕带受到垂直于底面的弯曲时(绕过带轮时),在带的高度方向上,存过带轮时),在带的高度方向上,存在一个既不受拉,也不受压的中性层,在一个既不受拉,也不受压的中性层,其长度与宽度尺寸与自由状态时相比其长度与宽度尺寸与自由状态时相比保持不变。这个面就称为带的保持不变。这个面就称为带的节面节面。节面的宽度:节面的宽度:b bp p2.2.带的基准长度带的基准长度L Ld d :把把V V带套在规定尺寸的测量带轮上,在规定的张紧力下,沿带套在规定尺寸的测量带轮上,在规定的张紧力
14、下,沿V V带的节宽巡行一周,其周线长度即为带的节宽巡行一周,其周线长度即为V V带的基准长度带的基准长度L Ld d。已。已经标准化。经标准化。表表8-28-2:Ld=400,450,1000,1120,Ld=400,450,1000,1120,V V带的类型与结构带的类型与结构v普通普通V V带应用最广,其截面呈楔角等于带应用最广,其截面呈楔角等于4040的梯形,的梯形,考虑到考虑到V V带张紧后产生的横向收缩变形,小带轮槽角带张紧后产生的横向收缩变形,小带轮槽角=32=32、3434、3636、3838。v为什么?为什么?v原因:原因:带一旦弯曲绷到带轮上,带一旦弯曲绷到带轮上,V V带
15、的外层因受拉而带的外层因受拉而宽度变窄,内层因受压而宽度加大,其结果是宽度变窄,内层因受压而宽度加大,其结果是V V带两带两侧面的交角小于侧面的交角小于4040。带轮直径越小,引起的这一。带轮直径越小,引起的这一变化越显著。因此根据带轮直径不同,槽角有变化越显著。因此根据带轮直径不同,槽角有3434、3636、3838、4040的不同。的不同。V V带轮带轮 轮槽轮槽 角度角度v普通普通V V带采用带采用基准宽度制基准宽度制,即用基准线的位置和基准宽度来,即用基准线的位置和基准宽度来定带轮的槽型、基准直径和带在轮槽中的位置。定带轮的槽型、基准直径和带在轮槽中的位置。v普通普通V V带的表示方法
16、带的表示方法:截面尺寸代号截面尺寸代号 基准长度,基准长度,v如:如:A1600 A1600 意义:意义:A A型带型带 公称长度公称长度Ld=1600mmLd=1600mm其它类型的V带1.窄V带与普通V带相比,宽度相同时,窄V带的高度约增加1/3,工作能力提高倍。普通普通V V带轮的结构带轮的结构1 1、V V带轮的设计要求带轮的设计要求 质量小、结构工艺性好、无过大的铸造内应质量小、结构工艺性好、无过大的铸造内应力;质量分布均匀,转速高时要经过动平衡;轮槽力;质量分布均匀,转速高时要经过动平衡;轮槽工作面要精细加工工作面要精细加工(表面粗糙度一般应为表面粗糙度一般应为3.2)3.2),以
17、,以减小带的磨损;各槽的尺寸和角度应保持一定的精减小带的磨损;各槽的尺寸和角度应保持一定的精度,以使载荷分布较为均匀。度,以使载荷分布较为均匀。2 2带轮的材料带轮的材料 带轮的材料主要采用带轮的材料主要采用铸铁铸铁,常用材料的牌号,常用材料的牌号为为HT150HT150或或HT200HT200;转速较高时宜采用;转速较高时宜采用铸钢铸钢(或用钢或用钢板冲压后焊接而成板冲压后焊接而成);小功率时可用;小功率时可用铸铝或塑料铸铝或塑料。3 3、V V带轮的结构带轮的结构带轮由带轮由轮缘、腹板轮缘、腹板(轮(轮辐)和辐)和轮毂轮毂三部分组成。三部分组成。轮缘是带轮的工作部分,轮缘是带轮的工作部分,
18、制有梯形轮槽。轮槽尺制有梯形轮槽。轮槽尺寸见表寸见表8-108-10。轮毂是带。轮毂是带轮与轴的联接部分,轮轮与轴的联接部分,轮缘与轮毂则用轮辐(腹缘与轮毂则用轮辐(腹板)联接成一整体。板)联接成一整体。实心带轮实心带轮V V带轮按腹板(轮辐)结构的不同分为以下几种型式:带轮按腹板(轮辐)结构的不同分为以下几种型式:(1 1)实心带轮)实心带轮D(2.53)d(2 2)腹板带轮)腹板带轮腹板带轮腹板带轮dd300 mm(3 3)孔板带轮)孔板带轮孔板带轮孔板带轮dd300 mmD1-d1100 mm(4 4)轮辐带轮。)轮辐带轮。d dd d300 300 mmmm 轮辐带轮轮辐带轮窄V带及窄
19、V带轮多楔带及多楔带轮同步带及同步带轮 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 带传动中的受力分析带传动中的受力分析 带传动中带的应力分析带传动中带的应力分析弹性滑动和打滑弹性滑动和打滑 1 12 28-2 8-2 带传动工作情况的分析带传动工作情况的分析一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析F F0 0F F0 0带传动不工作时传动带中的拉力:带传动不工作时传动带中的拉力:安装传动带时安装传动带时,带即以一定的预紧力带即以一定的预紧力F F0 0紧套在两个带轮上。紧套在两个带轮上。由于由于F F0 0的作用,带和带轮的接触面上就产生了正压力。的作用,带和带轮的接触面上就产生了正压力。带传动不
20、工作时,传动带两边的拉力相等,都等于带传动不工作时,传动带两边的拉力相等,都等于F F0 0。n n2 2n n1 1F Ff fF Ff fF F2 2F F2 2F F1 1紧边:紧边:带进入主动轮的一边。带进入主动轮的一边。松边:松边:带进入从动轮的一边。带进入从动轮的一边。带传动工作时传动带中的拉力:带传动工作时传动带中的拉力:当带传动工作时,主动轮靠摩擦力驱动带运动,传当带传动工作时,主动轮靠摩擦力驱动带运动,传动带依靠摩擦力驱动从动轮转动。这时带的两边的动带依靠摩擦力驱动从动轮转动。这时带的两边的拉力也相应地发生了变化。拉力也相应地发生了变化。松边和紧边的受力松边和紧边的受力:轮对
21、带摩擦力:轮对带摩擦力:带对轮摩擦力带对轮摩擦力F F1 1 =F Ff f+F F2 2带与带轮的受力分析带与带轮的受力分析在带传动中,在带传动中,有效拉力有效拉力并不是作用于某固定点的集中力,并不是作用于某固定点的集中力,而是带和带轮接触面上各点摩擦力的总和,故整个接触而是带和带轮接触面上各点摩擦力的总和,故整个接触面上的面上的总摩擦力总摩擦力即等于带所传递的即等于带所传递的有效拉力有效拉力F Fe e ,则:,则:F Fe e=F=Ff f=F F1 1-F-F2 2紧边拉力:紧边拉力:F F0 0 F F1 1拉力拉力松边拉力:松边拉力:F F0 0 F F2 2拉力拉力F F1 1
22、F F0 0=F F0 0 F F2 2F F1 1+F+F2 2=2=2F F0 0Ff=F F1 1-F-F2 2F F1 1+F+F2 2=2=2F F0 0F F1 1-F F2 2=F Fe e带两边的拉力带两边的拉力:2 2个独立量个独立量 带传动所能传递的功率带传动所能传递的功率P P为为:F Fe e=F=Ff f=F F1 1-F-F2 2摩擦力会不会无限增大?摩擦摩擦力会不会无限增大?摩擦力的大小与什么有关?力的大小与什么有关?二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力带传动中,当带有打滑趋势时,带传动中,当带有打滑趋势时,摩擦力即达到临摩擦力即达
23、到临界值,界值,这时带传动的有效拉力亦达到最大值。这时带传动的有效拉力亦达到最大值。带所能传递的最大有效拉力:带所能传递的最大有效拉力:P PF Fe e(F(Ff f)(F(F0 0)minminV V=定值定值F F0 0(F(F0 0)minmin,否则将会出现整体打滑。,否则将会出现整体打滑。基准直径:基准直径:带轮槽宽尺寸等于带轮槽宽尺寸等于带的节宽带的节宽b bp p处的直径。处的直径。f:f:摩擦系数或当量摩擦系数摩擦系数或当量摩擦系数 :带在带轮上的包角带在带轮上的包角,单位:单位:radrad讨论:与最大有效拉力有关的因素?讨论:与最大有效拉力有关的因素?v带传动中带的应力分
24、析带传动中带的应力分析1.1.拉应力拉应力三、带的应力分析三、带的应力分析2.2.弯曲应力弯曲应力当当d d越小时,带的弯曲应力越小时,带的弯曲应力b b就越大。就越大。故带绕在小带轮上时的弯曲应力故带绕在小带轮上时的弯曲应力b1b1大于绕在大带轮上时的弯曲应力大于绕在大带轮上时的弯曲应力b2b2。为了避免弯曲应力过大,带轮直径就为了避免弯曲应力过大,带轮直径就不能过小。不能过小。虽然离心力只作用在做圆周运动的部分弧段,但虽然离心力只作用在做圆周运动的部分弧段,但其产生的离心拉力(或拉应力)却作用于带的全其产生的离心拉力(或拉应力)却作用于带的全部,且各剖面处处相等。部,且各剖面处处相等。3.
25、3.离心应力离心应力带沿带轮轮缘作圆周运动时,带本身的质量将引带沿带轮轮缘作圆周运动时,带本身的质量将引起离心力。由于离心力的作用,带中产生的离心起离心力。由于离心力的作用,带中产生的离心拉力在带的横截面上就要产生离心应力。拉力在带的横截面上就要产生离心应力。q q:单位长度的质量单位长度的质量,kg/m,kg/mv v:带的线速度带的线速度,m/s,m/s带中瞬时最大应力带中瞬时最大应力瞬时最大应力发生在带紧边开始绕上小带轮处。瞬时最大应力发生在带紧边开始绕上小带轮处。带是处于变应力状态下工作的。即带每绕两带轮循带是处于变应力状态下工作的。即带每绕两带轮循环一周时,作用在带上某点的应力是变化
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