帶傳動的工作原理及特點

1、精品文檔第八章 帶傳動8.1 概述8.1.1 帶傳動的工作原理及特點1.傳動原理以張緊在至少兩輪上帶作為中間撓性件 ,靠帶與輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運動與動力2.優(yōu)點：1）有過載保護作用 2）有緩沖吸振作用 3）運行平穩(wěn)無噪音 4）適于遠距離傳動（amax=15m） 5）制造、安裝精度要求不高 缺點：1）有彈性滑動使傳動比i不恒定 2）張緊力較大（與嚙合傳動相比）軸上壓力較大 3）結構尺寸較大、不緊湊 4）打滑 ,使帶壽命較短 5）帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象 ,不適宜高溫、易燃、易爆的場合。8.1.2主要類型與應用a.平型帶傳動最簡單 ,適合于中心距a較大的情況b.V 帶 傳動三角帶c.多

2、楔帶傳動適于傳遞功率較大要求結構緊湊場合d.同步帶傳動嚙合傳動 ,高速、高精度 ,適于高精度儀器裝置中帶比較薄 ,比較輕。 圖6-1 帶傳動的主要類型8.1.3帶傳動的形式 1、開口傳動兩軸平行、雙向、同旋向 2、交叉?zhèn)鲃觾奢S平行、雙向、反旋向 3、半交叉?zhèn)鲃咏诲e軸、單向u 帶傳動的優(yōu)點： 適用于中心距較大的；傳動帶具有良好的彈性 ,能緩沖吸振 ,尤其是V帶沒有接頭 ,傳動較平穩(wěn) ,噪聲??；過載時帶在帶輪上打滑 ,可以防止其它器件損壞；結構簡單 ,制造和維護方便 ,成本低 。 u 帶傳動的缺點 ： 傳動的外廓尺寸較大；由于需要張緊 ,使軸上受力較大；工作中有彈性滑動 ,不能準確地保持主動軸和從

3、動軸的轉速比關系；帶的壽命短；傳動效率降低；帶傳動可能因摩擦起電 ,產(chǎn)生火花 ,故不能用于易燃易爆的場合。8.2 V帶和帶輪的結構V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、汽車V帶等多種類型 ,其中普通V帶應用最廣。8.2.1 V帶及其標準如圖所示V帶由抗拉體、頂膠、底膠和包布組成8.2.2帶輪結構1、組成部分：輪緣、輪輻、輪轂2、結構形式：實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式3、材料：灰鑄鐵（HT150、HT200常用）、鑄鋼、焊接鋼板（高速）、鑄鋁、塑料（小功率）普通V帶輪輪緣的截面圖及其各部尺寸見表8.3 帶傳動的工作情況分析8.3.1帶傳動的受力分析工作前 :兩邊初

4、拉力Fo=Fo 工作時:兩邊拉力變化：緊力 FoF1；松邊FoF2F1Fo = FoF2 F1F2 = 摩擦力總和Ff = 有效圓周力Fe 所以: 緊邊拉力 F1=Fo + Fe/2松邊拉力 F2=FoFe/2 8.3.2 帶傳動的最大有效圓周拉力及其影響當帶有打滑趨勢時：摩擦力達到極限值 , 帶的有效拉力也達到最大值。松緊邊拉力 F1 和 F2 的關系:柔靭體的歐拉公式包角（rad）一般為小輪包角帶傳動的最大有效圓周力（臨界值（不打滑時）影響因素分析: 1. Fo : 適當Fo2. 包角: 包角越大承載能力越好3. f : f越大 ,Fec越大8.3.3工作應力分析 8.3.3 帶傳動的應力

5、分析1. 離心應力 c 2. 拉應力3. 彎曲應力 b應力分布圖最大應力為：max=1+c+b18.3.4 彈性滑動與打滑因為帶是彈性體 ,受到拉力后要產(chǎn)生彈性變形。設帶的材料符合變形與應力成正比的規(guī)律 ,則緊邊和松邊的單位伸長量分別為由于帶在工作時 ,帶兩邊的拉力不同 ,F1F2 ,因而12。繞過從動輪2時 ,作用在帶上的拉力又由F2增大到F1 ,帶的彈性變形也逐漸增大 ,帶將逐漸伸長 ,也會沿輪面滑動 ,使帶一邊隨從動輪繞進 ,一邊又相對于從動輪向前伸長 ,故帶的速度v高于從動輪的速度v2 。輪緣的箭頭表示主、從動輪相對于帶的滑動方向。這種由于帶的彈性變形而引起的帶在帶輪上的滑動稱為彈性滑

6、動。注意帶的彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。彈性滑動是由拉力差引起的 ,只要傳遞圓周力 ,出現(xiàn)緊邊和松邊 ,就一定會發(fā)生彈性滑動 ,所以是帶傳動工作時的固有特性 ,是不可避免的。而打滑是由于超載所引起的帶在帶輪上的全面滑動 ,是可以避免的。8.4 帶傳動的設計計算 8.4.1 失效形式與設計準則失效形式 1）打滑；2）帶的疲勞破壞 另外：磨損靜態(tài)拉斷等設計準則：保證帶在不打滑的前提下 ,具有足夠的疲勞強度和壽命 單根三角膠帶的功率P0 由疲勞強度條件： 傳遞極限圓周力： 傳遞的臨界功率： 單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的功率為： 8.4.2普通V帶傳動的設計步驟和方法設計V帶傳動時 ,

7、一般已知條件是：傳動的工作情況 ,傳遞的功率 ,兩輪的轉速n1、n2(或傳動比)以及空間尺寸要求等。具體的設計內(nèi)容有：確定V帶的型號、長度和根數(shù)。 ,傳動中心距及帶輪直徑 ,畫出帶輪零件圖等。1.確定計算功率計算功率是根據(jù)傳遞的額定功率（如電動機的額定功率） ,并考慮載荷性質以及每天運轉時間的 長短因素的影響而確定的 ,即 (8-1)式中為工作情況系數(shù) ,查表8-1可得。表8-1 工作情況系數(shù)工況空、輕載起動重載起動每天工作小時數(shù)/h1616載荷變動微小液體攪拌機、通風機和鼓風機（7.5KW）、離心式水泵和壓縮機、輕型輸送機1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式輸送機（不均勻載荷）

8、、通風機（7.5KW）、旋轉式水泵和壓縮機（非離心式）、發(fā)動機、金屬切削機床、印刷機、旋轉篩、鋸木機和木工機械1.11.21.31.21.31.4載荷變動大制磚機、斗式提升機、往復式水泵和壓縮機、起重機、磨粉機、沖剪機床、橡膠機械、振動篩、紡織機械、重載輸送機1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機（旋轉式、顎式等）、磨碎機（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8注：1.空、輕載啟動：電動機（交流起動、起動、直流并勵） ,4缸以上的內(nèi)燃機 ,裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動力機。重載起動：電動機(聯(lián)機交流起動、直流復勵或串勵) ,4缸以下的內(nèi)燃機。 2.反復起動、

9、正反轉頻繁、工作條件惡劣等場合 ,應乘1.2。 3.增速傳動時應乘下列系數(shù)： 增速比 1.251.74 1.752.49 2.53.49 3.5 系 數(shù) 1.05 1.11 1.18 1.28 2.選擇V帶的型號根據(jù)計算功率和主動輪轉速n1由圖8-1和8-2選擇V帶型號。當選擇的坐標點載圖中兩種型號分界線附近時 ,可選擇兩種型號分別進行計算 ,然后擇優(yōu)選用。圖8-1 普通V帶選型圖圖8-2 窄V帶（基準寬度制）選型圖3.確定帶輪基準直徑和帶輪直徑小可使傳動結構緊湊 ,但另一方面彎曲應力大 ,使帶的壽命降低。設計時應取小帶輪的基準直徑 ,的值查表8-4。忽略彈性滑動的影響 , ,、宜取標準值（查

10、表8-2）。4.驗算帶速 （8-2）帶速太高會使離心力增大 ,使帶與帶輪間的摩擦力減小 ,傳動中容易打滑。另外單位時間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)也增多 ,降低傳動帶的工作壽命。若帶速太低 ,則當傳遞功率一定時 ,使傳遞的圓周力增大 ,帶的根數(shù)增多。一般應使5m/s ,對于普通V帶應使2530m/s ,對于窄V帶應使3540m/s。如帶速超過上述范圍 ,應重選小帶輪的直徑。5.初定中心距和基準帶長傳遞中心距小則結構緊湊 ,但傳動帶較短 ,包角減小 ,且?guī)У睦@轉次數(shù)增多 ,降低了帶的壽命 ,致使傳動能力降低。如果中心距過大則機結構尺寸增大 ,當帶速較高時會產(chǎn)生顫動。設計時應根據(jù)具體的結構要求或按下式初步確

11、定中心距 （8-3）由帶傳動的幾何關系可得帶的基準長度計算公式： （8-4）為帶的基準長度計算值 ,查表8-3即可選定帶的基準長度 ,而實際中心距可由下式近似確定 （8-5）考慮到安裝調(diào)整和補償初拉力的需要 ,應將中心距設計成可調(diào)式 ,有一定的調(diào)整范圍 ,一般取6.校驗小帶輪包角 （8-6）一般應使1120（特殊情況下允許90） ,若不滿足此條件 ,可適當增大中心距或減小兩帶輪的直徑差 ,也可以載帶的外側加壓帶輪 ,但這樣做會降低帶的使用壽命。7.確定V帶根數(shù) （87）帶的根數(shù)應取整數(shù)。為使各帶受力均勻 ,根數(shù)不宜過多 ,一般應滿足=125mm。大帶輪基準直徑為 按表8-2選取標準值500mm

12、 ,則實際傳動比、從動輪的實際轉速分別為從動輪的轉速誤差率為 在5以內(nèi) ,為允許值。4.驗算帶速 帶速在525m/s范圍內(nèi)。5.確定帶的基準長度和實際中心距按結構設計要求初定中心距。由式8-4得由表8-3選取基準長度4000mm。由式8-5得實際中心距為 中心距的變動范圍為 6.校驗小帶輪包角由式（8-6）得 7.確定V帶根數(shù)由式（8-7）得根據(jù)140mm、n1=1450r/min ,查表6-8 ,用內(nèi)插法得 由公式得功率增量為 由表8-16查得根據(jù)傳動比 ,查表8-17得 ,則由表8-3查得帶長度修正系數(shù),由圖查得包角系數(shù),得普通V帶根數(shù) 根 根 圓整得=4根。8.求初拉力及帶輪軸上的壓力 由表6-4查得B型普通V帶得每米長質量kg/m ,根據(jù)式（8-8）得單根V帶得初拉力為 由式（8-9）可得作用在軸上得壓力為 9.帶輪的結構設計按本章8.2.2節(jié)進行設計（設計過程及帶輪工作圖略）。10.設計結果選用4根B4000 GB 1171-89V帶 ,中心距1487mm ,