第11章 帶傳動

1、機械傳動機械傳動（嚙合、摩擦傳動）（嚙合、摩擦傳動）電傳動電傳動流體傳動流體傳動（氣壓、液壓傳動）（氣壓、液壓傳動） 傳動類型傳動類型 傳動裝置傳動裝置的作用的作用 分配與傳遞能量分配與傳遞能量改變運動形式或運動速度改變運動形式或運動速度主要性能指標主要性能指標效率、運動性能效率、運動性能、外廓尺寸、重量及符合實際生產條件等。、外廓尺寸、重量及符合實際生產條件等。機組的組成：機組的組成：動力機動力機傳動裝置傳動裝置工作機工作機動力機與工作機之間可采用單流、分流和匯流等傳動方案。動力機與工作機之間可采用單流、分流和匯流等傳動方案。帶傳動帶傳動鏈傳動鏈傳動齒輪傳動齒輪傳動蝸桿傳動蝸桿傳動傳動比傳動

2、比i:i:主動輪轉速主動輪轉速n n1 1與從動輪轉速與從動輪轉速n n2 2之比，即之比，即i= ni= n1 1 / n / n2 2 傳動比傳動比i i可以是固定的或可調的，在可調傳可以是固定的或可調的，在可調傳動比中，根據(jù)動比中，根據(jù)i i的變化是否連續(xù)，又可分為有級的變化是否連續(xù)，又可分為有級調速和無級調速。調速和無級調速。 注注 意意1 1）在多級傳動中，傳動鏈應力求短些。）在多級傳動中，傳動鏈應力求短些。帶傳動宜帶傳動宜布置在高速級，鏈傳動宜布置在低速級。布置在高速級，鏈傳動宜布置在低速級。2 2）在工作中可能出現(xiàn)過載的設備，應在傳動鏈中）在工作中可能出現(xiàn)過載的設備，應在傳動鏈中

3、布置一級帶傳動，以便起過載保護作用。布置一級帶傳動，以便起過載保護作用。3 3）要求兩軸嚴格同步時，不宜采用摩擦傳動或流）要求兩軸嚴格同步時，不宜采用摩擦傳動或流體傳動。體傳動。 第第1111章章 帶傳動帶傳動 11.1 11.1 概述概述應用示例應用示例主動輪主動輪 從動輪從動輪 傳動帶傳動帶 1.1.組成組成2.2.工作原理工作原理摩擦帶傳動：摩擦帶傳動：帶緊套在帶輪上帶緊套在帶輪上, ,依靠依靠二者之間的二者之間的摩擦來傳摩擦來傳遞運動或力。遞運動或力。嚙合嚙合帶傳動：帶傳動：（同步帶傳動）（同步帶傳動）優(yōu)點優(yōu)點 遠距離傳動遠距離傳動（a amaxmax=15m=15m）制造安裝精度制造

4、安裝精度要求不高、成要求不高、成本低廉。本低廉。過載保護過載保護緩沖吸振緩沖吸振平穩(wěn)無噪音平穩(wěn)無噪音缺點缺點 i i不恒定不恒定張緊力、張緊力、壓壓軸力軸力較較大。大。輪廓尺寸大輪廓尺寸大打滑打滑壽命較短。壽命較短。 有放電現(xiàn)有放電現(xiàn)象，不宜象，不宜高溫、易高溫、易燃場合。燃場合。3.3.特點特點簡單，適簡單，適合于中心合于中心距較大的距較大的傳動。傳動。簡單簡單, ,適適合于小功合于小功率傳動。率傳動。摩擦力摩擦力較大較大, ,應用最應用最廣。廣。 傳遞功率傳遞功率較大，結較大，結構緊湊。構緊湊。1)1)按傳動帶的橫截面形狀分類按傳動帶的橫截面形狀分類4.4.帶傳動類型帶傳動類型2)2)按傳

5、動形式按傳動形式11.2 帶和帶輪帶和帶輪1.1.平帶和帶輪平帶和帶輪 平帶有膠帆布帶、編織平帶有膠帆布帶、編織帶、高速膠帶、強力錦綸帶、高速膠帶、強力錦綸帶等。膠帆布平帶應用最帶等。膠帆布平帶應用最廣，通常整卷出售，使用廣，通常整卷出售，使用時時需要用接頭需要用接頭聯(lián)接成環(huán)形聯(lián)接成環(huán)形, , 其尺寸見表其尺寸見表11.2(11.2(注意小帶注意小帶輪直徑輪直徑D Dlminlmin的限制的限制) )。平帶帶輪輪緣尺寸平帶帶輪輪緣尺寸見表見表11.311.3。2.V2.V帶和帶輪帶和帶輪1) V1) V帶帶頂膠頂膠 承載層承載層 底膠底膠 包布層包布層 簾布芯結構簾布芯結構繩芯結構繩芯結構V

6、V帶節(jié)線帶節(jié)線：V V帶垂直于底邊彎曲時，在帶中保持原長帶垂直于底邊彎曲時，在帶中保持原長度不變的一條周線。度不變的一條周線。 帶輪基準直徑帶輪基準直徑d d：與所配用：與所配用V V帶的節(jié)面寬度帶的節(jié)面寬度b bp p相對應相對應的帶輪直徑。的帶輪直徑。V V帶基準長度帶基準長度L Ld d：V V帶在規(guī)定的張緊力作用下，位于帶在規(guī)定的張緊力作用下，位于帶輪基準直徑上的周線長度稱為基準長度。帶輪基準直徑上的周線長度稱為基準長度。普通普通V V帶帶窄窄V V帶帶寬寬V V帶帶常用類型常用類型 V V帶制成無接頭的環(huán)形帶制成無接頭的環(huán)形, ,基準長度已系列化，基準長度已系列化，見圖見圖11.41

7、1.4。 普通普通V V帶有帶有Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七種型號，七種型號，窄窄V V帶有帶有SPZSPZ、SPASPA、SPBSPB、SPCSPC四種型號。四種型號。V V帶橫截面尺寸見表帶橫截面尺寸見表11.411.4，楔角均為楔角均為4040。 帶帶輪由三部分組成帶帶輪由三部分組成: :輪緣、輪緣、輪轂、輪輻或腹板。輪轂、輪輻或腹板。 輪緣尺寸見表輪緣尺寸見表11.4,11.4,槽角應小槽角應小于于4040。2) V2) V帶帶輪帶帶輪帶輪材料帶輪材料 鋼鋼 高速高速303045m/s45m/sHT200低速低速30m/s30m/s其他其他 鋁合金、工程塑料

8、鋁合金、工程塑料 3.3.帶輪輪輻計算帶輪輪輻計算帶輪設計要求帶輪設計要求 重量輕重量輕結構工藝性好結構工藝性好 無過大的鑄造內應力無過大的鑄造內應力 質量分布均勻質量分布均勻 輪槽表面精細加工輪槽表面精細加工 帶輪結構類型帶輪結構類型 帶輪的設計步驟：帶輪的設計步驟： 根據(jù)帶輪直徑根據(jù)帶輪直徑根據(jù)帶的型號根據(jù)帶的型號根據(jù)經(jīng)驗公式根據(jù)經(jīng)驗公式選擇結構形式選擇結構形式 確定輪槽尺寸確定輪槽尺寸 其它尺寸其它尺寸 確定帶輪直徑確定帶輪直徑 根據(jù)根據(jù)V帶型號、帶型號、i、Dmin等。等。11.3 11.3 帶傳動的幾何計算帶傳動的幾何計算1.1.主要參數(shù)主要參數(shù) 帶輪直徑帶輪直徑 D D1 1、D

9、D2 2；包角；包角；中心距；中心距a a； 基準長度基準長度L Ld d 。)3 .11(8)DD(8)DD(L2)DD(L2a21222121中心距中心距a a)4 .11(3 .57180122, 1aDD包角包角)2 .11(a4)DD(a2)DD(2L21221帶長帶長L L注：對于注：對于V V帶傳動，帶傳動，L L應為基準帶長應為基準帶長L Ld d。2.2.計算公式計算公式說明說明教材中推導公式時教材中推導公式時, ,因因較小，取較小，取sin(/2)/2sin(/2)/2。2DD2DDDa2aDD1212m12工作前工作前兩邊拉力相等，均為初拉力兩邊拉力相等，均為初拉力F F

10、0 0( (張緊力張緊力) )11.4 11.4 帶傳動的計算基礎帶傳動的計算基礎一、受力分析一、受力分析 1.1.帶傳遞的力帶傳遞的力 工作時工作時兩邊拉力發(fā)生變化：兩邊拉力發(fā)生變化：緊邊緊邊F F0 0FF1 1（加大）（加大）松邊松邊F F0 0FF2 2 （減?。p小）離心拉力離心拉力F Fc c有效圓周拉力有效圓周拉力F F為為(F=(F=F Ff f) )： F = FF = F1 1 F F2 2 = 1000P/v (11.5= 1000P/v (11.5） 當當F Ff f 達到極限值達到極限值Fflim時，小帶輪處于即將時，小帶輪處于即將打滑打滑的臨界狀態(tài)的臨界狀態(tài)。此時

11、。此時F F1 1 達到達到最大，最大，有效圓周力有效圓周力F達到達到最大，最大，而而F F2 2 達到最小達到最小 。（F= FF= F1 1- F- F2 2）影響影響F Ff f的因素的因素 帶的材料帶的材料 張緊程度張緊程度 包角大小包角大小 帶輪表面帶輪表面粗糙度粗糙度 說明說明：若令包角若令包角180180，=0.3 =0.3 （v v=0.51=0.51），）， 則平帶則平帶: F: F1 1 /F/F2 2e e2.62.6； V V帶帶:F:F1 1 /F/F2 2e ev v55。顯然顯然, ,V V帶的傳動能力明顯強于平帶。帶的傳動能力明顯強于平帶。 聯(lián)立求解式聯(lián)立求解式

12、11.511.5和和11.611.6可得：可得： )7.11(121qveFeF)8.11(122qveFF)e11)(qvF(F21歐拉公式）歐拉公式）(/21eFF若若v10m/sv10m/s，可忽略離心力，可忽略離心力qv2，則有：，則有： F1、F2的關系可表示為：的關系可表示為： )6 .11(eqvFqvF22212.2.由離心力所產生的拉力由離心力所產生的拉力 F0 (F1 F 2) / 2F1 F0 FF2 F0 F 由于帶是彈性體，工作前后可以認為總長度保持由于帶是彈性體，工作前后可以認為總長度保持不變不變, ,于是有：于是有：則帶的離心拉力則帶的離心拉力F Fc c為為:

13、:F Fc c=qv=qv2 2 (11.9)(11.9)由由dldl微弧段的受力平衡得微弧段的受力平衡得: :2dsinF2rv)rd(qc22d2dsin當當dd很小時很小時: :二、帶的應力二、帶的應力 )10.11(A/FA/FA/F002211張緊應力松邊緊邊1. 1. 拉應力拉應力)12.11(vAqvAF22CC2. 2. 離心拉應力離心拉應力)13.11(ryEb3. 3. 彎曲應力彎曲應力y為節(jié)線至帶最外層的距離為節(jié)線至帶最外層的距離r為曲率半徑為曲率半徑 緊邊與松邊的應力差緊邊與松邊的應力差為為: :)11.11(AF21)14.11(11maxb最大應力最大應力maxma

14、x緊邊開始進入小輪處緊邊開始進入小輪處三、三、 彈性滑動、打滑和滑動率彈性滑動、打滑和滑動率1. 彈性滑動、打滑彈性滑動、打滑思考思考:1.彈性滑動和打滑是否都屬于失效形式？彈性滑動和打滑是否都屬于失效形式？2. 打滑首先發(fā)生在哪個帶輪上？打滑首先發(fā)生在哪個帶輪上？彈性滑動彈性滑動 打滑打滑 v2v1,v2v1,溫度升溫度升高，效率降低高，效率降低 無法工作無法工作嚴重磨損嚴重磨損可降低，可降低，不可避免不可避免可以避免可以避免 拉力差拉力差超過超過F Fflim flim 拉力差引起拉力差引起局部彈性局部彈性滑動滑動全面彈性全面彈性滑動滑動打滑首先發(fā)生在小輪上打滑首先發(fā)生在小輪上（因為（因為

15、1 1 ( (例如：當例如：當 =0.3 =0.3， =35=35時，時，v v 0.51) 0.51)QvQNF)2/cos(2/sinFF2FV帶的摩擦力為：)18.11()2/cos(2/sinv)2/cos(2/sinFF2QN1)1)確定計算功率確定計算功率 P Pc c =K=KA AP P 工況系數(shù)工況系數(shù)K KA A可查表可查表11.511.52.2.傳動參數(shù)的選擇傳動參數(shù)的選擇 已知條件：已知條件：功率功率P P；轉速；轉速n n1 1、n n2 2（或（或i i）；）；傳動尺寸要求；工作條件。傳動尺寸要求；工作條件。 2)2)根據(jù)根據(jù)n n1 1、P Pc c選擇帶的型號選

16、擇帶的型號( (圖圖11.1511.15，圖，圖11.16 )11.16 )3)3)確定帶輪基準直徑確定帶輪基準直徑D D1 1、D D2 2 帶輪愈小，彎曲應力愈大。設計時根據(jù)帶的型帶輪愈小，彎曲應力愈大。設計時根據(jù)帶的型號確定號確定D Dminmin （表（表11.611.6），并使），并使D D1 1 D Dminmin ，并圓整，并圓整成系列值。成系列值。5)5)驗算主動輪的包角驗算主動輪的包角1 1）（至少（至少01900 0120120 初定中心距初定中心距 a0 初算帶長初算帶長L 計算實際中心距計算實際中心距 a 取基準帶長取基準帶長 Lda a過小，帶短，易疲勞過小，帶短，易

17、疲勞, ,且且1 1較??；較小；a a過大，易引起帶的顫動。過大，易引起帶的顫動。通常：通常：0.55(D0.55(D1 1+D+D2 2)+ha)+ha0 02(D2(D1 1+D+D2 2) )L Ld d為系列值為系列值 a a的調整范圍的調整范圍:(:(a-0.015La-0.015Ld d)(a+0.03L)(a+0.03Ld d) )20LLaad4)4)確定中心距確定中心距a a及帶長及帶長L Ld d7 7）確定初拉力）確定初拉力F F0 0)21.11(qv)kk5 . 2(vzP500F2c08 8）計算帶的根數(shù)）計算帶的根數(shù)z z（圓整）（圓整） )22.11(10kkP

18、PPPPzL00cc P P0 0特定條件下單根特定條件下單根V V帶能傳遞的功率；帶能傳遞的功率；PP0 0功率增量，功率增量，i1i1時，時，b2b2b1b1，傳遞功率能力，傳遞功率能力 有所增加；有所增加； k k包角系數(shù)；包角系數(shù)； k kL長度系數(shù)。長度系數(shù)。6)6)驗算帶速驗算帶速v v （v v5 525m/s25m/s）9 9）計算壓軸力）計算壓軸力 F FQ Q1010）帶輪結構設計）帶輪結構設計)23.11(2sinzF2F10Q例題例題11.111.111.7 11.7 帶傳動的張緊裝置帶傳動的張緊裝置張緊的目的：保持正常工作。張緊的目的：保持正常工作。傳動帶是非完全彈性體，塑性伸長后會松弛，導致張緊力降低。傳動帶是非完全彈性體，塑性伸長后會松弛，導致張緊力降低。張緊方法：張緊方法：定期張緊；定期張緊；自動張緊；張緊輪張緊。自動張緊；張緊輪張緊。1、定期張緊、定期張緊2、自動張緊、自動張緊張緊輪靠近小帶輪行嗎張緊輪靠近小帶輪行嗎? ?3、張緊輪張緊、張緊輪張緊設計一帶式運輸機中的普通設計一帶式運輸機中的普通V V帶傳動帶傳動原動機為原動機為Y112M-4Y112M-4異步電動機，其額定功率異步電動機，其額定功率P=4kWP=4kW，滿載轉速，滿載轉速n