修世超機械設計課件第三章帶傳動

1、第三章第三章 帶傳動帶傳動 2 第三章 帶傳動 3.1 3.1 概述概述 3.2 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 3.3 3.3 帶傳動設計準則和單根帶傳動設計準則和單根V V帶傳遞功率帶傳遞功率 3.5 3.5 其他帶傳動簡介其他帶傳動簡介 3.43.4 V帶傳動設計帶傳動設計 3 3.1 概述 （Introduction） 一、帶傳動類型一、帶傳動類型 2、分類與特點、分類與特點 (2)(2)摩擦帶摩擦帶 平帶平帶- -橡膠帶、編織帶、皮革帶橡膠帶、編織帶、皮革帶 O O形帶形帶 多楔帶多楔帶 V V帶帶- -普通普通V V帶、聯組帶、聯組V V帶、窄帶、窄V V帶帶 金屬金

2、屬V V帶帶 (1)(1)嚙合帶嚙合帶同步齒形帶同步齒形帶 1、組成：主動輪、組成：主動輪帶帶從動輪從動輪 n1n2 主動輪主動輪 從動輪從動輪 帶帶 摩擦摩擦 4 3.1 概述概述 （Introduction） 一、帶傳動類型一、帶傳動類型 平帶結構特點：平帶結構特點： 結構：帆布芯帶、編織平帶、皮革平帶結構：帆布芯帶、編織平帶、皮革平帶 特點：帶輪簡單、按需取長，接頭成環(huán)特點：帶輪簡單、按需取長，接頭成環(huán) 高速噪聲（接頭沖擊）高速噪聲（接頭沖擊） 特點：無噪聲特點：無噪聲無接頭封閉環(huán)無接頭封閉環(huán) 傳動比大、結構緊湊傳動比大、結構緊湊 承載大承載大帶、輪楔形傳動帶、輪楔形傳動 結構：簾芯、繩

3、芯結構：簾芯、繩芯 普通普通V V帶結構特點帶結構特點 (3)(3)摩擦帶結構特點摩擦帶結構特點 5 3.1 緒論緒論 （Introduction） 一、帶傳動類型一、帶傳動類型 (4)(4)承載分析承載分析平、平、V V帶與輪間摩擦力比較帶與輪間摩擦力比較 平帶平帶 Q Q N N fQfNFfP 平帶：平帶： Qf Qf fNF Q N vfV 2 sin 2 2 sin2 V帶帶： fPfVv FFf f f ; sin 2 結論：結論： V V帶帶 Q Q N NN N 2 6 3.1 緒論緒論 （Introduction） 一、帶傳動類型一、帶傳動類型 (5)V(5)V帶主要參數（標

4、準件帶主要參數（標準件） V V帶型號：帶型號：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E 截面尺寸漸大截面尺寸漸大 主要參數主要參數: : 對于帶：對于帶： 節(jié)節(jié) 寬寬b bp p: : 帶截面中性層寬帶截面中性層寬 基準帶長基準帶長L Ld d：帶中性層長（節(jié)線長）：帶中性層長（節(jié)線長） 對于對于輪：輪： 帶輪基準寬度帶輪基準寬度b bd d: :輪槽與帶中性層重合處寬輪槽與帶中性層重合處寬 帶輪基準直徑帶輪基準直徑d dd d：基準寬度對應的帶輪直徑：基準寬度對應的帶輪直徑 3 6 bp(bd) dd 36 7 3.1 緒論緒論 （Introduction） 二、帶傳動特點二

5、、帶傳動特點 二、帶傳動特點二、帶傳動特點 （1 1）緩沖減振）緩沖減振- -帶彈變帶彈變 （2 2）過載保護）過載保護- -過載打滑過載打滑 （3 3）結構簡單）結構簡單 （4 4）大中心距傳動）大中心距傳動 （5 5）傳動比不準（摩擦帶）傳動比不準（摩擦帶） （6 6）壓軸力大）壓軸力大 （7 7）不適于高溫、油污等場合）不適于高溫、油污等場合 8 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 一、帶傳動受力分析一、帶傳動受力分析 1、帶離心力引起帶中拉力、帶離心力引起帶中拉力FC d qv r v qdl dC d 2 2 離心力： 2 2 2 sin2 qvF dqvdC d F c

6、c 離離心心力力引引起起帶帶拉拉力力： 力力平平衡衡： 說明：說明：Fc由繞輪帶段引起，作用于帶全長由繞輪帶段引起，作用于帶全長 Fc使帶內拉力、應力增大，帶與輪間壓力減小使帶內拉力、應力增大，帶與輪間壓力減小 要求：要求： v25m/s Fc dCn d d r 2 d Fc dl 9 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 一、帶傳動受力分析一、帶傳動受力分析 2、帶傳遞的力、帶傳遞的力 (1)工作前后帶中力的變化工作前后帶中力的變化 主動邊：初張力主動邊：初張力F0 從動邊：初張力從動邊：初張力F0 F1緊邊緊邊 F2松邊松邊 2001 FFFF (2)初張力初張力F0與與F1、F

7、2的關系的關系 設：帶為彈性體、服從虎克定律；帶總長不變設：帶為彈性體、服從虎克定律；帶總長不變 )1( 2 021 FFF F0F0 F0F0 F2 F1 Ff n1 Ff n2 從動邊從動邊 主動邊主動邊 10 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 一、帶傳動受力分析一、帶傳動受力分析 (3)有效圓周力有效圓周力Fe與與F1 、F2 (2) 21 FFFF fe )3( 2/ 2/)2()1( 02 01 e e FFF FFF ；得：得：、由由 (4)帶傳動能力分析帶傳動能力分析? maxmax fe FF 0 :0 0 :0 dFfdNY dCdNFdX 2 d F+dF F

8、dC n1 d d r dN fdN x F1 F2 Y 主動輪微帶元力平衡：主動輪微帶元力平衡： F2 F1 Ff n1 O1 11 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 一、帶傳動受力分析一、帶傳動受力分析 dFfdN dqvFdN )( 2 0 2 1 2 )( fd qvF dF F F (4) 2 2 2 1 f e qvF qvF Euler 公公式式： (5) 1 1 F 1 F (4)(2) 2 max2 2 max1 qv e F qv e e F f e f f e 得得：、由由 12 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 一、帶傳動受力分析一、帶傳動受力分

9、析 1 1 2(5)(1) 2 0max f f e e e qvFF）（力：得帶傳遞的最大有效周、由 ）打打滑滑（要要求求保保證證適適當當 、初初張張力力 的的影影響響因因素素分分析析：討討論論： 0max0 maxmaxmax0 0 emax F FFF LPFF Fa e he ),( c )120: max 1max fff Fff: Fb v e e 境有關與材料、表面狀態(tài)、環(huán) 、摩擦系數 （要求：、包角 )/25(: ) : max 2 max 2 smvFqvvve Fqvqqd e e 要要求求：、帶帶速速 質質帶帶（要要求求：高高速速傳傳動動用用輕輕 、線線密密度度 13 3

10、.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、帶傳動運動分析二、帶傳動運動分析 二、帶傳動運動分析二、帶傳動運動分析 1 1、帶的運動狀態(tài)、帶的運動狀態(tài) 1 2 2 1 1 F 2 F 1 n 1 b 1 a 2 b 1 2 2 1 1 c 2 a 2 c 2 n 主動輪主動輪 帶帶輪輪 vv FF ca 1 21 21 11 從動輪從動輪 帶帶輪輪 vv FF ca 2 12 12 22 21輪輪輪輪 滑滑動動結結論論：帶帶與與輪輪產產生生相相對對vv 14 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、帶傳動運動分析二、帶傳動運動分析 2、帶傳動的彈性滑動、帶傳動的彈性滑動 1 2

11、2 1 1 F 2 F 1 n 1 b 1 a 2 b 1 2 2 1 1 c 2 a 2 c 2 n (1)(1)彈性滑動彈性滑動 彈彈性性滑滑動動。相相對對滑滑動動引引起起帶帶與與輪輪間間產產生生微微小小 不不同同，帶帶繞繞過過輪輪時時兩兩邊邊變變形形量量 差差，由由于于緊緊邊邊松松邊邊存存在在拉拉力力 產產生生彈彈滑滑弧弧段段、動動角角動動弧弧 不不產產生生彈彈滑滑弧弧段段、靜靜角角靜靜弧弧 cb ba 、動弧與靜弧的概念 、彈滑大小與載荷有關 固有屬性，不可避免、彈滑是摩擦帶傳動的 c b a 15 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、帶傳動運動分析二、帶傳動運動分析 (

12、2)(2)彈滑影響彈滑影響 與與載載荷荷有有關關不不恒恒定定 i 效效率率降降低低 溫溫度度升升高高、帶帶磨磨損損 )( )1( 2 1 12 f d d nn d d 11 22 121 1/ nd nd vvv d d 輪輪輪輪輪輪 ）（滑滑動動率率： 21 FFFe 式式中中： )1( 1 2 d d d d i 16 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、帶傳動運動分析二、帶傳動運動分析 (2)(2)打滑影響打滑影響 過載保護過載保護 max 2 ;0 ee FF n 設設計計要要求求： 帶帶磨磨損損，傳傳動動失失效效； 3 3、打滑、打滑 1 max 1 ee e FF

13、F 打打滑滑動動帶帶相相對對于于輪輪產產生生全全面面滑滑 動動角角達達到到整整個個包包角角， (1)(1)現象：現象： 1 2 2 1 1 F 2 F 1 n 1 b 1 a 2 b 1 2 2 1 1 c 2 a 2 c 2 n 17 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 三、帶中應力分析三、帶中應力分析 三、帶傳動應力分析三、帶傳動應力分析 1 1、拉應力、拉應力 A F F 2 2 1 1 A 松松邊邊： 緊緊邊邊： smv A qv A F qv c c c /25 2 2 設計要求：設計要求： 作用于整個帶長：作用于整個帶長：引起帶中的應力引起帶中的應力離心力離心力 其中：其

14、中： 18 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 三、帶中應力分析三、帶中應力分析 2 2、彎曲應力、彎曲應力 帶帶中中性性層層到到外外表表面面距距離離式式中中： a a b h h E d 2 d min1 2121 dd bbdd ba dd dd dh d 設設計計要要求求： 因因 、帶帶輪輪直直徑徑帶帶高高 討討論論： 19 3.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、帶中應力分析二、帶中應力分析 3 3、帶工作過程應力分布、帶工作過程應力分布 111max 1 1 1 bc f f e b e e A F (1)帶受變應力作用（疲勞破壞）帶受變應力作用（疲勞破壞） (2

15、)帶中變應力最大值帶中變應力最大值max位于緊邊帶剛繞上小輪處位于緊邊帶剛繞上小輪處 緊邊緊邊 松邊松邊 20 3.3 帶傳動設計準則與單根帶傳動設計準則與單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 一、失效形式與設計準則一、失效形式與設計準則 失效形式：打滑、帶疲勞破壞失效形式：打滑、帶疲勞破壞 設計準則：保證不打滑，帶有一定疲勞壽命設計準則：保證不打滑，帶有一定疲勞壽命 二、單根二、單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 ) 1 1()( 1 1 1 1 1 max 1max f bce bc f f e e AF e e A F 條條件件：保保證證不不打打滑滑的的疲疲勞勞強強度度 1、不打滑、不疲勞的有效圓周力、不

16、打滑、不疲勞的有效圓周力 21 3.3 帶傳動設計準則與單根帶傳動設計準則與單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 二、單根二、單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 2、實驗條件下單根、實驗條件下單根V帶傳遞功率帶傳遞功率P0 ）， 計計算算式式：規(guī)規(guī)定定 4321110 114 2 113 1 2 1110 0 ( kW )lg()( 8911355 ccccdfP dcdc d c cdP PGB d dd d d ；載載荷荷平平穩(wěn)穩(wěn)實實驗驗條條件件： 021 ;180LLd 1000/) 1 1)( 1000 1 1 max 0 Av e vF P f bc e m d utv CL V 3600 帶帶許許用

17、用應應力力：單單根根 22 3.3 帶傳動設計準則與單根帶傳動設計準則與單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 二、單根二、單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 3、設計條件設計條件下單根下單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 kW )(P 2100 PPKP )51.25(1180 180 1 1 K時時， max(i,1/i)S kW 101 2 lgd1 )1 1 ( c 2 1d141 14 式式中中： 時時， Sd c d cPi kW L lgd 0 d 1d1420 L cPLLd 時時， sradL cc / 10 41 小小輪輪角角速速度度試試驗驗帶帶長長； 壽壽命命的的帶帶參參數數；帶帶特特定定質質量量水

18、水平平、規(guī)規(guī)定定說說明明： 0 P 23 3.4 V帶傳動設計帶傳動設計 一、一、V帶傳動設計計算帶傳動設計計算 已知：已知：P、n1、 n2 （I）、工作條件、空間限制）、工作條件、空間限制 按按Pc、 、 n1選帶型號，圖 選帶型號，圖3-12 確定確定KA（表（表3-4）、計算功率）、計算功率Pc=KAP 定帶輪基準直徑定帶輪基準直徑dd1 ddmin ，由，由i定定 dd2 ，驗算帶速，驗算帶速v 初定中心距初定中心距a0，按，按a0、dd1、 dd2計算帶長計算帶長Lc 按按Lc、帶型號定基準帶長、帶型號定基準帶長Ld，中心距，中心距a，驗算包角，驗算包角1 按帶型號、按帶型號、i、

19、1、 、 Ldc1、c2、c3、c4、P1、P2計算 計算P0 計算帶的根數計算帶的根數z、F0 、Q 24 3.4 V帶傳動設計帶傳動設計 一、一、V帶傳動設計計算帶傳動設計計算 2、選擇帶型號：、選擇帶型號： 計算功率計算功率Pc=KAP；按；按Pc 、n1查查圖圖3-12定帶型號定帶型號 3、確定帶輪直徑：、確定帶輪直徑： 要求：要求：dd1ddmin表表3-5；選標準值表；選標準值表3-6 )/255( / 100060 4 11 smvsm nd v d 要要求求： 、驗驗算算帶帶速速： )53( 5 12 取取標標準準表表 、確確定定大大帶帶輪輪直直徑徑： dd idd 1、載荷系

20、數：、載荷系數：KA表表3-4 25 3.4 V帶傳動設計帶傳動設計 一、一、V帶傳動設計計算帶傳動設計計算 2)/L(La a )33(表LLa 、定中心距與帶定中6 cd0 d 取標標準 c0 93 )( 8 2100 PPPK PK P P z Ac 、計計算算帶帶根根數數： 輪輪直直徑徑；加加大大中中心心距距。可可降降低低傳傳動動比比；減減小小帶帶小小 、驗驗算算小小輪輪包包角角： : 120 a dd 180 7 1 1d2d 1 26 3.4 V帶傳動設計帶傳動設計 一、一、V帶傳動設計計算帶傳動設計計算 9、計算初拉力：、計算初拉力： a 100 6 . 1a y G 1.8 8

21、3 16 16 3 .1 16 5 .1 100 6 .1 0 00 min 00 00 處處拉拉力力增增量量，查查表表 最最小?。?舊舊帶帶： 新新帶帶： 作作用用下下的的撓撓度度為為 初初張張力力檢檢驗驗： F FF G FF G FF G a yG 1 5 . 2 500 2 0 qv Kvz P F c 27 3.4 V帶傳動設計帶傳動設計 一、一、V帶傳動設計計算帶傳動設計計算 2 sin2 2 cos2 10 1 00 zFzFQ 、計計算算壓壓軸軸力力： 1 0 zF 0 zF Q 0 zF 0 zF 28 3.4 V帶傳動設計帶傳動設計 二、二、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置 二、二、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置 1、張緊目的：保證初張力、張緊目的：保證初張力 2、張緊裝置、張緊裝置： (2)(2)自動張緊裝置自動張緊裝置浮動架自重自動張緊浮動架自重自動張緊 (3)(3)張緊輪裝置張緊輪裝置 (1)(1)定期張緊定期張緊 滑軌和調節(jié)螺旋滑軌和調節(jié)螺旋 擺動架和調節(jié)螺旋擺動架和調節(jié)螺旋 29 3.5 其他帶傳動簡介其他帶傳動簡介 一、窄一、窄V帶傳動帶傳動 1、特點：體輕、高速、長壽、特點：體輕、高速、長壽 2、型號：、型號：9N、15N、25N 30 3.5