第4章帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(1)

1、 第 4 章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一一. . 帶帶傳動(dòng)的組成傳動(dòng)的組成帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的組成的組成主動(dòng)帶輪主動(dòng)帶輪1從動(dòng)帶輪從動(dòng)帶輪2環(huán)形膠帶環(huán)形膠帶3vv主動(dòng)輪1傳動(dòng)帶3從動(dòng)輪2n2n11 12 24-1 4-1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用帶傳動(dòng)的類(lèi)型和應(yīng)用1 1小輪包角小輪包角2 2大輪包角大輪包角n1 1小輪轉(zhuǎn)速小輪轉(zhuǎn)速 （r/minr/min）n2 2大輪轉(zhuǎn)速大輪轉(zhuǎn)速 （r/minr/min）v帶速帶速 （m/s）二二. . 帶傳動(dòng)的類(lèi)型帶傳動(dòng)的類(lèi)型vvn2n11 12 2摩擦型帶傳動(dòng)摩擦型帶傳動(dòng)嚙合型帶傳動(dòng)嚙合型帶傳動(dòng)同步帶同步帶同步帶輪同步帶輪同步帶輪同步帶輪摩擦型帶傳動(dòng)摩擦型帶傳動(dòng)利用帶與帶輪之間的

2、摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)利用帶與帶輪之間的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)嚙合型帶傳動(dòng)嚙合型帶傳動(dòng)利用帶上凸齒與帶輪齒槽嚙合進(jìn)行傳動(dòng)利用帶上凸齒與帶輪齒槽嚙合進(jìn)行傳動(dòng)一）按工作一）按工作 原理分原理分二）按帶的截面形狀分二）按帶的截面形狀分1 1）平帶）平帶 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合應(yīng)用較多。合應(yīng)用較多。 平帶的橫截面為平帶的橫截面為扁平矩形扁平矩形，其工作面是，其工作面是與輪面相接觸與輪面相接觸的內(nèi)表面的內(nèi)表面。普通普通V V帶帶2 2）V V帶帶 V V帶的橫截面為等腰梯形，其工作面是帶的橫截面為等腰梯形，其工作面是與輪槽相接觸與輪槽相接觸的兩側(cè)面

3、的兩側(cè)面，而，而V V帶與輪槽槽底并不接觸。帶與輪槽槽底并不接觸。平帶的極限摩擦力為平帶的極限摩擦力為: : FN f = FQ f FN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN f = = FQ/sin(/sin(/2) /2) f =FQf V V帶的極限摩擦力為帶的極限摩擦力為 ：f 當(dāng)量摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦系數(shù), f f 帶傳動(dòng)是應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，帶傳帶傳動(dòng)是應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，傳遞較大的功率。，傳遞較大的功率。V帶傳動(dòng)與平帶傳動(dòng)的初拉力相帶傳動(dòng)與平帶傳動(dòng)的初拉力相等等(即帶壓向帶輪的壓力同為

4、即帶壓向帶輪的壓力同為FQ)時(shí)，它們的法向力時(shí)，它們的法向力FN則不相同。則不相同。FN= =FQ/sin(/sin(/2)/2) 工作面是工作面是楔的側(cè)面楔的側(cè)面，兼有平帶和，兼有平帶和V V帶的優(yōu)點(diǎn)，工作接觸帶的優(yōu)點(diǎn)，工作接觸面數(shù)多，摩擦力大，柔韌性好，用于結(jié)構(gòu)緊湊而傳遞功率面數(shù)多，摩擦力大，柔韌性好，用于結(jié)構(gòu)緊湊而傳遞功率較大的場(chǎng)合。較大的場(chǎng)合。解決多根解決多根V V帶長(zhǎng)短不一而受力不均。帶長(zhǎng)短不一而受力不均。3 3）多楔帶）多楔帶汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)4 4）圓帶）圓帶 圓帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力較小，功率小，曲撓性更好，圓帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力較小，功率小，曲撓性更好，一般用于輕型機(jī)械、儀表、手動(dòng)裝

5、置。一般用于輕型機(jī)械、儀表、手動(dòng)裝置。 嚙合傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)，兼有帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)吸振、，兼有帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)吸振、i i 準(zhǔn)確準(zhǔn)確，在汽車(chē)、打印機(jī)中廣泛應(yīng)用。，在汽車(chē)、打印機(jī)中廣泛應(yīng)用。5 5）同步帶）同步帶機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)器人關(guān)節(jié)V V帶是無(wú)接頭的環(huán)形帶，其種類(lèi)有普通帶是無(wú)接頭的環(huán)形帶，其種類(lèi)有普通V V帶、窄帶、窄V V帶、寬帶、寬V V帶等。帶等。三三. . V V帶的帶的結(jié)構(gòu)及尺寸結(jié)構(gòu)及尺寸11伸張層伸張層33壓縮層壓縮層44包布層包布層11伸張層伸張層33壓縮層壓縮層44包布層包布層壓縮層（橡膠填充而成）壓縮層（橡膠填充而成）包布層（橡膠帆布構(gòu)成）包布層（橡膠帆布構(gòu)成）伸張層（

6、橡膠制成）伸張層（橡膠制成）簾布結(jié)構(gòu)簾布結(jié)構(gòu)容易制造容易制造粗繩結(jié)構(gòu)粗繩結(jié)構(gòu)撓曲性好撓曲性好強(qiáng)力層有強(qiáng)力層有V V帶由帶由四部分組成四部分組成22強(qiáng)力層強(qiáng)力層( (粗繩結(jié)構(gòu)）粗繩結(jié)構(gòu)）22強(qiáng)力層強(qiáng)力層( (簾布結(jié)構(gòu)）簾布結(jié)構(gòu)）一）一）V V帶的結(jié)構(gòu)分析帶的結(jié)構(gòu)分析二）二）V V帶截面型號(hào)及尺寸帶截面型號(hào)及尺寸YZ(SPZ)A A（SPASPA） B B（SPBSPB） C CDDE E. .普通普通V V帶、窄帶、窄V V帶的截面型號(hào)：帶的截面型號(hào)： 2. V帶截面尺寸帶截面尺寸:hb bP P 節(jié)寬節(jié)寬 ( (節(jié)面寬度節(jié)面寬度) )b b 頂寬頂寬高度高度楔角，楔角， =40=40b bp

7、pb b各種型號(hào)各種型號(hào)V帶的剖面帶的剖面尺寸見(jiàn)尺寸見(jiàn)表表8-1。帶的型號(hào)大，則剖帶的型號(hào)大，則剖面尺寸大，帶的承面尺寸大，帶的承載能力就高。載能力就高。（SPCSPC）3. V3. V帶的長(zhǎng)度帶的長(zhǎng)度外周長(zhǎng)外周長(zhǎng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld內(nèi)周長(zhǎng)內(nèi)周長(zhǎng)帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪基準(zhǔn)直徑d（SPBSPB）四四. .帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用帶有彈性，能緩沖減振，故傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小；帶有彈性，能緩沖減振，故傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲?。贿^(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可防止其它零件損壞；過(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可防止其它零件損壞； 適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)；適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和安裝，故成本低

8、。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和安裝，故成本低。 優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)缺缺點(diǎn)點(diǎn) 由于彈性滑動(dòng)和打滑，傳動(dòng)比不恒定；由于彈性滑動(dòng)和打滑，傳動(dòng)比不恒定； 傳動(dòng)效率較低，壽命較短，外廓尺寸較大；傳動(dòng)效率較低，壽命較短，外廓尺寸較大； 由于需要施加張緊力，軸和軸承受力較大。由于需要施加張緊力，軸和軸承受力較大。 特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用：應(yīng)用：用于中心距較大，傳動(dòng)比無(wú)嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，在多級(jí)用于中心距較大，傳動(dòng)比無(wú)嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，在多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中通常用于高速級(jí)傳動(dòng)，如機(jī)床中由電動(dòng)機(jī)到主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中通常用于高速級(jí)傳動(dòng)，如機(jī)床中由電動(dòng)機(jī)到主軸箱的第一級(jí)傳動(dòng)。箱的第一級(jí)傳動(dòng)。P50kWP50kW；V=525 m/sV=525 m/s；i=24

9、(i=24(常用常用) )，平帶平帶可達(dá)可達(dá)5 5，V V帶可達(dá)帶可達(dá)7 7，加張緊輪時(shí)可到達(dá)，加張緊輪時(shí)可到達(dá)10.10. 嚙合型傳動(dòng)帶嚙合型傳動(dòng)帶一般以細(xì)鋼絲繩、玻璃纖維繩或芳綸纖維繩一般以細(xì)鋼絲繩、玻璃纖維繩或芳綸纖維繩為強(qiáng)力層，以聚氨酯或氯丁橡膠為基體，在工作表面上制成凸為強(qiáng)力層，以聚氨酯或氯丁橡膠為基體，在工作表面上制成凸齒的無(wú)接頭環(huán)形帶。同步帶分為僅在一面有齒的單面同步帶和齒的無(wú)接頭環(huán)形帶。同步帶分為僅在一面有齒的單面同步帶和兩面都有齒的雙面同步帶，齒的形狀有梯形齒和弧齒等。兩面都有齒的雙面同步帶，齒的形狀有梯形齒和弧齒等。 五五. . 嚙合型傳動(dòng)帶（亦稱(chēng)同步齒形帶）的結(jié)構(gòu)嚙合型傳

10、動(dòng)帶（亦稱(chēng)同步齒形帶）的結(jié)構(gòu)同步帶結(jié)構(gòu)1 12 23 34 41 1 包布層包布層2 2 帶齒帶齒3 3 帶背帶背4 4 承載繩承載繩標(biāo)準(zhǔn)同步帶按節(jié)距的大小分為標(biāo)準(zhǔn)同步帶按節(jié)距的大小分為MXL(MXL(最輕型最輕型) )、XXL(XXL(超輕型超輕型) )、XL(XL(特輕型特輕型) )、L(L(輕型輕型) )、H(H(重型重型) )、XH(XH(特重型特重型) )、XXH(XXH(超重型超重型)7)7種。種。節(jié)距節(jié)距同步齒形帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用同步齒形帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??；傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??； 傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)比大傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)比大,I=1220,I=1220,且結(jié)構(gòu)緊湊；且結(jié)

11、構(gòu)緊湊； 適應(yīng)高速傳動(dòng)，可達(dá)適應(yīng)高速傳動(dòng)，可達(dá)80m/s80m/s； 傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)效率高，0 0、980.99980.99； 可使用鋁合金或塑料帶輪，減輕重量；可使用鋁合金或塑料帶輪，減輕重量； 適合中心距較大的場(chǎng)合；適合中心距較大的場(chǎng)合； 雙面同步帶可用于多軸正反向傳動(dòng)；雙面同步帶可用于多軸正反向傳動(dòng)； 帶的張力小，作用在軸和軸承上的力?。粠У膹埩π?，作用在軸和軸承上的力?。?清潔，不需潤(rùn)滑，維護(hù)簡(jiǎn)單。清潔，不需潤(rùn)滑，維護(hù)簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺缺點(diǎn)點(diǎn) 制造安裝要求高；制造安裝要求高； 中心距要求較嚴(yán)格；中心距要求較嚴(yán)格； 成本高。成本高。 特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用：應(yīng)用：用于要求傳動(dòng)比較準(zhǔn)確的中、小功率傳

12、動(dòng)，用于要求傳動(dòng)比較準(zhǔn)確的中、小功率傳動(dòng)，P300kW,P300kW,V50m/s.V50m/s. 傳動(dòng)比一般小于傳動(dòng)比一般小于10.10.帶帶 長(zhǎng)：長(zhǎng)：中心距中心距: :882221221212ddddLddLa小輪包角：小輪包角：3571801802180121.add 2 2六六. . 帶傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算帶傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算1 1 BAC CDDL= + + ABCD2BCadddda42221221一帶傳動(dòng)的受力分析一帶傳動(dòng)的受力分析4-2 4-2 帶傳動(dòng)的基本原理帶傳動(dòng)的基本原理1.1.帶傳動(dòng)的有效拉力帶傳動(dòng)的有效拉力F Fe e 工作前：帶中各處均受工作前：帶中各處均受到一定的初

13、拉力到一定的初拉力F FO O O O2 2OO1 1F F0 0F F0 0F F0 0F F0 0緊邊緊邊F Ff2-f2-帶帶松邊松邊F Ff1-f1-帶帶 O O1 1OO2 2n n2 2T T2 2F F1 1F F1 1F F2 2F F2 2T T1 1 n n1 1工作時(shí)：工作時(shí)：主動(dòng)邊被進(jìn)一步主動(dòng)邊被進(jìn)一步拉緊，拉力由拉緊，拉力由F F0 0增大到增大到F F1 1，稱(chēng)為緊邊；另一邊拉力減稱(chēng)為緊邊；另一邊拉力減少到少到F F2 2，稱(chēng)為松邊。，稱(chēng)為松邊。 緊邊拉力與松邊拉力的差值緊邊拉力與松邊拉力的差值稱(chēng)為帶傳動(dòng)的有效拉力稱(chēng)為帶傳動(dòng)的有效拉力F Fe e: :F Fe e

14、= =F F1 1一一F F2 2 = = F Ff f帶傳動(dòng)工作時(shí)，有效拉力帶傳動(dòng)工作時(shí)，有效拉力F Fe e與初拉力與初拉力F Fo o、緊邊拉力、緊邊拉力F F1 1、松邊拉、松邊拉力力F F2 2關(guān)系：關(guān)系： 緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量。緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量。F F1 1 + + F F2 2= = 2 2F Fo oF F1 1- F- F2 2 = = F Fe e由由 F F1 1= =F FO O+ + F Fe e/2/2F F2 2= =F F0 0- - F Fe e/2/2 得得2dsin2d2cFrvrq2d2dsin2qvFc離心拉力離

15、心拉力由牛頓定律 F = m a 有帶傳動(dòng)的最大有效拉力帶傳動(dòng)的最大有效拉力02dcos)d(2dcosd02dsin)d(2dsindFFFFfFFFFFNcNd, 12dcos,2d2dsin02dsind2qvFFC ，代入，則代入，則dd2fqvFF兩端積分兩端積分徑向的力平衡方程徑向的力平衡方程切向的力平衡方程切向的力平衡方程4. 4. 帶傳動(dòng)的極限有效拉力帶傳動(dòng)的極限有效拉力F Felimelim及其影響因素及其影響因素 帶在帶輪上即將打滑時(shí)：帶在帶輪上即將打滑時(shí)：1e21fFFF F1 1 + + F F2 2= = 2 2F Fo oF F1 1一一F F2 2 = = F F

16、e e由由1e2221fqvFqvF得得)1e21)(21e1e)(21112020limfffeqvFqvFF11202fdqvFdFFF1e2221fqvFqvF低速時(shí)取低速時(shí)取v，得，得ular公式公式1 1）初拉力）初拉力F F0 0 F F0 0，正壓力，正壓力，F(xiàn)Ffmaxfmax， F Felimelim 但但F F0 0，磨損加快，帶的壽命，磨損加快，帶的壽命；2 2）小輪包角）小輪包角 1 11 1，包圍弧，包圍弧，F(xiàn)Ffmaxfmax，F(xiàn) Felimelim 1 1大小取決于設(shè)計(jì)參數(shù)大小取決于設(shè)計(jì)參數(shù)i i、d d1 1、d d2 2及及a a；3 3）摩擦系數(shù)）摩擦系數(shù)f

17、 f ff，F(xiàn)Ffmaxfmax，F(xiàn) Felimelim，f f取決于取決于 帶和帶輪的材料。帶和帶輪的材料。影響影響F Felimelim的因素的因素)1e21)(2120limfeqvFF帶相對(duì)帶相對(duì)2 2輪輪的滑動(dòng)方向的滑動(dòng)方向帶相對(duì)帶相對(duì)1 1輪輪的滑動(dòng)方向的滑動(dòng)方向2 2C CD D二帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析二帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析 帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性存在彈性滑動(dòng)和打滑存在彈性滑動(dòng)和打滑 一）彈性滑動(dòng)及其特性一）彈性滑動(dòng)及其特性1.1.彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng): : 是帶的彈性變形量的變化而引起是帶的彈性變形量的變化而引起帶與帶輪之間微帶與帶輪之間微 量相對(duì)滑動(dòng)量相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象，稱(chēng)為彈性滑動(dòng)

18、。的現(xiàn)象，稱(chēng)為彈性滑動(dòng)。 1 1 2 2vvn n1 1n n2 21 1A AB B帶相對(duì)帶相對(duì)2 2輪輪的滑動(dòng)方向的滑動(dòng)方向帶相對(duì)帶相對(duì)1 1輪輪的滑動(dòng)方向的滑動(dòng)方向2 2C CD Dvvn n1 1n n2 21 1A AB BF F1 1F F1 1F F2 2F F2 2 1 11) 1) 帶是彈性體，受力后會(huì)產(chǎn)生彈性變形帶是彈性體，受力后會(huì)產(chǎn)生彈性變形，在帶的彈性極限，在帶的彈性極限內(nèi)，變形：內(nèi)，變形：=F/EA=F/EA，當(dāng)帶的截面積，當(dāng)帶的截面積A A一定時(shí)，一定時(shí)，F(xiàn)F，2 2）摩擦型帶傳動(dòng)依靠摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，必然存在）摩擦型帶傳動(dòng)依靠摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，必然存在 拉

19、力差，拉力差，即：緊邊拉力即：緊邊拉力F F1 1大于松邊拉力大于松邊拉力F F2 2，則帶在緊，則帶在緊 邊的伸長(zhǎng)邊的伸長(zhǎng)量量1 1大于松邊的伸長(zhǎng)量大于松邊的伸長(zhǎng)量2 2。 2.2.彈彈性滑性滑動(dòng)動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生原生原因因 2 2是微量滑動(dòng)，是微量滑動(dòng)，只發(fā)生在帶離開(kāi)帶輪前的那部分接只發(fā)生在帶離開(kāi)帶輪前的那部分接 觸弧觸弧A AB B和和C CD(D(稱(chēng)為滑動(dòng)弧稱(chēng)為滑動(dòng)弧) ) 。是摩擦型帶傳動(dòng)正常工作時(shí)是摩擦型帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不可避免的固有特性不可避免的固有特性3 3彈性滑彈性滑動(dòng)的性質(zhì)動(dòng)的性質(zhì)帶相對(duì)帶相對(duì)2 2輪輪的滑動(dòng)方向的滑動(dòng)方向帶相對(duì)帶相對(duì)1 1輪輪的滑動(dòng)方向的滑動(dòng)方向2 2C CD Dv

20、vn n1 1n n2 21 1A AB BF F1 1F F1 1F F2 2F F2 2 1 1 2 21A A2c 1) 1)降低傳動(dòng)效率降低傳動(dòng)效率(V(V帶傳動(dòng)效率帶傳動(dòng)效率=0.91=0.91 0.96)0.96)，使帶與帶輪摩損增加和溫度升高。，使帶與帶輪摩損增加和溫度升高。 4 4彈性彈性滑動(dòng)對(duì)傳滑動(dòng)對(duì)傳動(dòng)的影響動(dòng)的影響 2) 2)使從動(dòng)輪的圓周速度使從動(dòng)輪的圓周速度v2 2低于主動(dòng)輪的圓周速低于主動(dòng)輪的圓周速度度v1 1，即：，即： v2 2 d dd d1 1 , , b2 2 b1 1 二二) ) 帶中應(yīng)力分布情況帶中應(yīng)力分布情況 b b2 2 1 1 2 2 b b1

21、11 1 2 2 n n1 1n n2 2 C C C C B B = =C C+2 2+b b1 1 C C = =C C+2 2+b b2 2 D D=C C+1 1+b2b2 max max = =C C+1 1+b1b1E E maxmax=A A=C C+1 1+b1b1三）帶的應(yīng)力變化性質(zhì)三）帶的應(yīng)力變化性質(zhì)e e1. 1. 帶中應(yīng)力變化帶中應(yīng)力變化帶繞一周帶繞一周帶的最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開(kāi)始繞上小輪處（帶的最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開(kāi)始繞上小輪處（A A點(diǎn)）點(diǎn)） 大小為：大小為： max max =A A = =C C+1 1+b b1 1 3 .3 .變應(yīng)力對(duì)帶的影響變應(yīng)力對(duì)帶的影響引起

22、帶的疲勞破壞（脫層和疲勞引起帶的疲勞破壞（脫層和疲勞 斷裂）斷裂）2. 2. 帶中應(yīng)力變化性質(zhì)帶中應(yīng)力變化性質(zhì)周期性變化的循環(huán)變應(yīng)力周期性變化的循環(huán)變應(yīng)力e ea a maxmax b2b2 1 1 c cb bc cd d b1b1 b2b2 2 2 c c 1 1 c c b1b1四四. . 帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則2 2）疲勞破壞（脫層和疲勞斷裂）疲勞破壞（脫層和疲勞斷裂） max max 引引起失效起失效一）帶傳動(dòng)一）帶傳動(dòng)的失效形式的失效形式 1 1）過(guò)載打滑）過(guò)載打滑由由F F實(shí)傳實(shí)傳F Felimelim引起的失效引起的失效二）帶傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則二）帶傳

23、動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則 帶傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則是：保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下，充分帶傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則是：保證帶傳動(dòng)不打滑的前提下，充分發(fā)揮帶的傳動(dòng)能力，并使傳動(dòng)帶具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命。發(fā)揮帶的傳動(dòng)能力，并使傳動(dòng)帶具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命。即應(yīng)滿(mǎn)足：即應(yīng)滿(mǎn)足：疲勞強(qiáng)度條件：疲勞強(qiáng)度條件： 11bcmax)e11 ()()e11)(11121limfcfeAqvFF不打滑條件：不打滑條件：F F實(shí)傳實(shí)傳4-3 V4-3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)kWkW 100011100011lim0AvevFPfcbe同時(shí)滿(mǎn)足兩條件同時(shí)滿(mǎn)足兩條件的帶傳動(dòng)功率：的帶傳動(dòng)功率：式中：式中： 由帶的疲勞壽命決定的許用拉應(yīng)力，由實(shí)驗(yàn)得出

24、，由帶的疲勞壽命決定的許用拉應(yīng)力，由實(shí)驗(yàn)得出，在在10108 8 10109 9 次應(yīng)力循環(huán)下，次應(yīng)力循環(huán)下，V V帶的許用應(yīng)力為：帶的許用應(yīng)力為： mvtjCLhnd3600式中：式中：CC由由V V帶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)決定帶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)決定 的實(shí)驗(yàn)常數(shù)；的實(shí)驗(yàn)常數(shù)；L Ld dVV帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，m m；j jn nVV帶繞行一周時(shí)繞過(guò)帶輪的數(shù)目帶繞行一周時(shí)繞過(guò)帶輪的數(shù)目t th hVV帶的預(yù)期壽命，帶的預(yù)期壽命，h h；mm指數(shù)，對(duì)普通指數(shù)，對(duì)普通V V帶，帶，m=11.1m=11.1。疲勞強(qiáng)度條件：疲勞強(qiáng)度條件： 11bcmax根根據(jù)據(jù)不打滑條件：不打滑條件：F F實(shí)傳實(shí)傳)e1

25、1 ()()e11)(11121limfcfeAqvFF一在特定條件下，單根一在特定條件下，單根V V帶的基本額定功率帶的基本額定功率P P0 0將將 、b b、c c 代入，取當(dāng)量摩擦系數(shù)代入，取當(dāng)量摩擦系數(shù)f=0.51,f=0.51,可得單可得單根根V V帶許用功率的計(jì)算公式：帶許用功率的計(jì)算公式：(272002101 .11AqvdEyvtCLPhd1000)11151.0Ave kW kW 載荷平穩(wěn)載荷平穩(wěn) 1 1= = 2 2 = 180 = 1800 0 ，即：，即：i=1=1L Ld d為特定長(zhǎng)度為特定長(zhǎng)度1.1.特定條件特定條件2.2.單根單根V V帶的基本額定功率帶的基本額定

26、功率P P0 0表表4-54-5P P0 0可根據(jù)可根據(jù)V V帶型號(hào)、小帶輪直徑帶型號(hào)、小帶輪直徑d d1 1及小輪轉(zhuǎn)速及小輪轉(zhuǎn)速n n1 1由表由表4-54-5查出。查出。V帶型號(hào)帶型號(hào)特定長(zhǎng)度特定長(zhǎng)度Y450Z800A1700B2240C3750D6300E7100表表4-5 4-5 單根普通單根普通V V帶的基本額定功率帶的基本額定功率P P0 0 如：Z型V帶、d1=80 mm 、n1=1420 r/min時(shí)，P0 = 0.35 kWA型V帶、d1=100 mm 、n1=1420 r/min時(shí)，P0 = 1.31 kW帶型d1 mmn n1 1 r/min r/min 80095012

27、0014501600Z Z630.150.200.220.180.230.260.220.270.300.250.300.350.270.330.397180A A75 0.450.680.83 1.00 1.19 0.51 0.770.95 1.15 1.37 0.600.931.14 1.39 1.66 0.68 1.07 1.32 1.611.92 0.73 1.151.42 1.742.07 90100112125100100A1.31142014208080Z0.35 kWKKPPPL000式中：式中： 額定功率增量，考慮傳動(dòng)比額定功率增量，考慮傳動(dòng)比i1i1時(shí)，帶在大帶輪時(shí)，帶在大

28、帶輪 上的彎曲應(yīng)力較小，在相同壽命的條件下，額定上的彎曲應(yīng)力較小，在相同壽命的條件下，額定 功率可比功率可比i =1i =1時(shí)的傳動(dòng)功率大。根據(jù)時(shí)的傳動(dòng)功率大。根據(jù)V V帶型號(hào)、帶型號(hào)、n n1 1 及及i i查表查表4-64-6或表或表4-74-7。0P 當(dāng)使用條件與特定條件不符時(shí)，需引入附加項(xiàng)和修正系當(dāng)使用條件與特定條件不符時(shí)，需引入附加項(xiàng)和修正系數(shù)。經(jīng)過(guò)修正后數(shù)。經(jīng)過(guò)修正后單根單根V V帶許用功率帶許用功率PP0 為：為：二二. 實(shí)際實(shí)際使用條件下使用條件下單根V帶的許用功率K K包角系數(shù)，考慮包角系數(shù)，考慮1801800 0時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力影響，時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力影響， 根據(jù)小帶輪包角根據(jù)小帶輪

29、包角1 1查表查表4-104-10。K KL L 長(zhǎng)度系數(shù)，考慮帶長(zhǎng)不為特定長(zhǎng)度時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力長(zhǎng)度系數(shù)，考慮帶長(zhǎng)不為特定長(zhǎng)度時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力 的影響，的影響，K KL L根據(jù)根據(jù)V V帶型號(hào)及基準(zhǔn)帶長(zhǎng)帶型號(hào)及基準(zhǔn)帶長(zhǎng)L Ld d查表查表4-84-8或或 表表4-94-9； 表表4-6 4-6 單根普通單根普通V V帶額定功率的增量帶額定功率的增量 P P0 0 kWkW帶帶型型傳傳 動(dòng)動(dòng) 比比 i i帶速帶速m/sv1.001.011.021.041.051.081.091.121.131.181.191.241.251.341.351.511.521.992.0P1kWA A0.000.000.0

30、10.010.020.020.030.030.050.050.090.090.100.100.110.110.150.150.170.170.190.190.240.240.290.292.556.78.31012.51517.520250.020.020.030.030.030.030.040.040.050.050.060.060.060.060.080.080.100.100.020.020.040.040.040.040.050.050.070.070.080.080.090.090.110.110.130.130.030.030.050.050.050.050.060.060.080

31、.080.090.090.110.110.130.130.160.160.030.030.060.060.060.060.070.070.100.100.110.110.130.130.160.160.190.190.040.040.070.070.080.080.080.080.110.110.130.130.150.150.190.190.230.230.040.040.080.080.090.090.090.090.130.130.150.150.170.170.220.220.260.260.020.020.020.020.030.030.030.030.040.040.040.040

32、.060.060.070.070.020.020.020.030.03 0.102.0v =7.44m/sA A表表4-64-6查法如：查法如：i = 3.62v=7.44m/sP = 0.095 kw 0.1 kw A型帶型帶小輪包角小輪包角180175170165160155150145140135130125K10.990.980.960.950.930.920.910.890.880.860.84表表4-10 -10 包角系數(shù)包角系數(shù)K K1520.924 表4-8 普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列和長(zhǎng)度系數(shù)KL基準(zhǔn)長(zhǎng)度基準(zhǔn)長(zhǎng)度L Ld d mmmm 型型 號(hào)號(hào) ZABC400450500560

33、630710800900100011201250140016001800 0.870.890.910.940.960.991.001.031.061.08 1.11 1.141.161.18 0.850.870.890.910.930.96 0.99 1.01 0.820.840.860.880.900.920. 950.830.86 如：如：L Ld d=1250 mm=1250 mmZ型帶型帶KL =1.11L Ld d=1800 mm=1800 mmA型帶型帶KL =1.0112501.11Z1800 1.01APKPKKPPZPZPAcaL000能傳三三.V.V帶傳動(dòng)正常工作條件及提高

34、帶傳動(dòng)承載能力的措帶傳動(dòng)正常工作條件及提高帶傳動(dòng)承載能力的措施施1. V1. V帶傳動(dòng)正常工作的條件帶傳動(dòng)正常工作的條件原動(dòng)機(jī)類(lèi)型原動(dòng)機(jī)類(lèi)型工作機(jī)的載荷性質(zhì)工作機(jī)的載荷性質(zhì)每天工作時(shí)間每天工作時(shí)間取值取值K KA A 工況系數(shù)，取決工況系數(shù)，取決于于 若出現(xiàn)若出現(xiàn)P P能傳能傳 P Pcc 時(shí)，則傳動(dòng)不能正常工作，必須采取措時(shí)，則傳動(dòng)不能正常工作，必須采取措施提高施提高V V帶傳動(dòng)承載能力。帶傳動(dòng)承載能力。P VP V帶傳動(dòng)需要傳遞的名義功率，一般為已知條件。帶傳動(dòng)需要傳遞的名義功率，一般為已知條件。 式中：式中：Z VZ V帶的根數(shù)；帶的根數(shù)；P Pcc V V帶傳動(dòng)的計(jì)算功率；帶傳動(dòng)的計(jì)算

35、功率；2.提高提高V V帶傳動(dòng)承載能力的措施帶傳動(dòng)承載能力的措施1. 1. 增加增加V V帶根數(shù)：帶根數(shù)：2.2. 提高單根提高單根V V帶帶 的額定功率的額定功率P P 能傳，則PZ 3. 3. 增大摩擦系數(shù)增大摩擦系數(shù) f fv v鑄鐵帶輪鑄鐵帶輪皮革帶皮革帶=0.595=0.595， f fv v鑄鐵帶輪鑄鐵帶輪膠帶膠帶=0.51=0.51； 4. 4. 采用新型帶：多楔帶，齒形帶。采用新型帶：多楔帶，齒形帶。1KdLLKL000能傳KKPPZPZP0111、d型號(hào)PP1 1傳遞的功率傳遞的功率P P，工作條件；，工作條件；2 2主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n n1 1和和n n2 2或

36、傳動(dòng)比或傳動(dòng)比i i；3 3對(duì)傳動(dòng)位置和外部尺寸的要求。對(duì)傳動(dòng)位置和外部尺寸的要求。1 1確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)，帶輪直徑，傳動(dòng)中心距；確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)，帶輪直徑，傳動(dòng)中心距；2 2計(jì)算初拉力和作用在軸上的壓力；計(jì)算初拉力和作用在軸上的壓力；3 3帶輪的材料選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的材料選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。四普通四普通V V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇一）普通一）普通V V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)二）普通二）普通V V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容三）普通三）普通V V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和選擇參數(shù)：帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和選擇參數(shù)：1 1確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率P Pc c

37、： P Pc c= =K KA AP P kW kW原動(dòng)機(jī)類(lèi)型原動(dòng)機(jī)類(lèi)型（如：（如：輕載啟動(dòng)輕載啟動(dòng)）工作機(jī)的載荷性質(zhì)工作機(jī)的載荷性質(zhì)（如：（如：載荷變動(dòng)小載荷變動(dòng)?。┟刻旃ぷ鲿r(shí)間每天工作時(shí)間（如：（如：= =8 8小時(shí)小時(shí)）由表由表4-114-11查出查出K KA A=1.1=1.1工況系數(shù)工況系數(shù)K KA A根據(jù)根據(jù)工工 況況K KA A空輕載啟動(dòng)空輕載啟動(dòng)重載啟動(dòng)重載啟動(dòng)每天工作時(shí)間（每天工作時(shí)間（h）1616載荷變動(dòng)最小載荷變動(dòng)最小液體攪拌機(jī)等液體攪拌機(jī)等1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小載荷變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)等帶式運(yùn)輸機(jī)等1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大載荷

38、變動(dòng)較大起重機(jī)等起重機(jī)等1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)最大載荷變動(dòng)最大破碎機(jī)等破碎機(jī)等1.31.41.51.51.61.8空、輕載啟動(dòng)空、輕載啟動(dòng)25m/s;25m/s; 鑄造鋁合金或工程塑料，用于小功率。鑄造鋁合金或工程塑料，用于小功率。3.3.帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵帶輪鑄鐵帶輪的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)實(shí)心式：實(shí)心式：D=(2.53)d,d為軸的直徑；為軸的直徑；腹板式：腹板式：D=100mm輪輻式：輪輻式：D300mm實(shí)心式實(shí)心式腹板式：腹板式：D=300mmD=100mmD1-d1=100mm輪輻式：輪輻式：D300mmD300mm4.4.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)

39、直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式； 根據(jù)帶的截面型號(hào)確定輪槽尺寸；根據(jù)帶的截面型號(hào)確定輪槽尺寸； 確定各部分尺寸后，繪制工作圖。確定各部分尺寸后，繪制工作圖。上表可查設(shè)計(jì)手冊(cè)和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)上表可查設(shè)計(jì)手冊(cè)和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)五）帶傳動(dòng)的張緊裝置五）帶傳動(dòng)的張緊裝置 由于帶的材料不是完全的彈性體，因此帶工作一段時(shí)間后由于帶的材料不是完全的彈性體，因此帶工作一段時(shí)間后發(fā)生塑料伸長(zhǎng)而松弛，使初拉力降低，為保證皮帶的傳動(dòng)能力，發(fā)生塑料伸長(zhǎng)而松弛，使初拉力降低，為保證皮帶的傳動(dòng)能力，需要張緊。需要張緊。 定期張緊裝置定期張緊裝置：采用定期改變中心距的方法：采用定期改變中心距的方法 調(diào)節(jié)皮帶

40、的初拉力。調(diào)節(jié)皮帶的初拉力。 自動(dòng)張緊裝置自動(dòng)張緊裝置張緊裝置張緊裝置 安裝在松邊內(nèi)側(cè)靠近大輪安裝在松邊內(nèi)側(cè)靠近大輪 （使帶只受單向彎曲，靠近大輪（使帶只受單向彎曲，靠近大輪 張緊輪張緊輪 以免過(guò)分影響小輪的包角）以免過(guò)分影響小輪的包角） 安裝在松邊外側(cè)靠近小輪，以增大安裝在松邊外側(cè)靠近小輪，以增大 小輪包角小輪包角 定期張緊定期張緊 將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在滑道將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在滑道1 1上，調(diào)整時(shí)，松上，調(diào)整時(shí)，松開(kāi)螺栓開(kāi)螺栓2 2，旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘3 3，將電機(jī)向左推移到所需位置，將電機(jī)向左推移到所需位置，然后擰緊螺栓。然后擰緊螺栓。1 12 23 3自動(dòng)張緊自動(dòng)張緊 將

41、裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在浮動(dòng)的擺架上，利安裝在浮動(dòng)的擺架上，利用電動(dòng)機(jī)的自重，使帶輪用電動(dòng)機(jī)的自重，使帶輪隨同電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng)，隨同電動(dòng)機(jī)繞固定軸擺動(dòng)，以自動(dòng)保持張緊力。以自動(dòng)保持張緊力。 帶輪與齒輪帶輪與齒輪2 2為一體，套在系為一體，套在系桿桿H H上，可繞電動(dòng)機(jī)軸上的齒輪上，可繞電動(dòng)機(jī)軸上的齒輪1 1擺動(dòng)，當(dāng)傳遞功率增大時(shí)，擺動(dòng)，當(dāng)傳遞功率增大時(shí)，F(xiàn) Ft2t2增加，帶張緊力加大。增加，帶張緊力加大。張緊輪張緊張緊輪張緊設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中第一級(jí)用的設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中第一級(jí)用的V V帶傳動(dòng)。已知帶傳動(dòng)。已知: :電電動(dòng)機(jī)型號(hào)為動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-4Y11

42、2M-4，額定功率，額定功率P P=4 kW=4 kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n1 1=1440r/min=1440r/min，n n2 2=400 r/min=400 r/min，每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不超過(guò)每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不超過(guò)10h10h。五設(shè)計(jì)實(shí)例分析五設(shè)計(jì)實(shí)例分析設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)結(jié)結(jié) 論論方案方案方案方案工況系數(shù)工況系數(shù)K KA A計(jì)算功率計(jì)算功率P PC C（kW)kW)選選V V帶型號(hào)帶型號(hào)小輪直徑小輪直徑d d1 1（mmmm）驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速v v（m/sm/s）大輪直徑大輪直徑d d2 2（mmmm）表表4-114-11V V帶型號(hào)圖帶型號(hào)圖4 4-8-8，圖，圖

43、4-94-9P PC C = = K KA AP P表表4-124-12及推薦標(biāo)準(zhǔn)值及推薦標(biāo)準(zhǔn)值V V = =dd1 1n n1 1/60000/60000，要求要求V V 在在5 525m/s25m/sd d2 2= =d d1 1n n1 1/ /n n2 2，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值1.11.14.44.4Z Z型型A A型型801006.037.54280355設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)結(jié)結(jié) 論論方案方案方案方案 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速?gòu)膭?dòng)輪轉(zhuǎn)速n n2 2（r/min)r/min)n n2 2 = = n n1 1d d1 1/ /d d2 2 411411406406從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速誤差從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速誤差( (n n2 2- n- n2 2)/n)/n2 2應(yīng)不超過(guò)應(yīng)不超過(guò)0.050.05+0.028+0.028+0.015+0.015初定中心距初定中心距 0 0（mmmm） 0.7 (0.7 (d d1 1+ +d d2 2) ) 0 0 2 2 ( (d d1 1+ +d d2 2) )25