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文檔簡介
§8—1帶傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用§8—2帶傳動的工作原理§8—3普通V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算第八章帶傳動§8—4帶傳動的使用和維護(hù)一、帶傳動的組成及其主要類型
按工作原理劃分:摩擦型帶傳動:主動輪、從動輪、傳動帶嚙合型帶傳動:主動齒帶輪、從動齒帶輪、同步齒形帶§8—1帶傳動的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用摩擦型帶傳動按傳動帶的橫截面劃分:平帶傳動:交叉?zhèn)鲃?,開口傳動,半交叉?zhèn)鲃?;最簡單,適合于中心距a較大的情況V帶(三角帶)傳動多楔帶傳動:適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場合圓形帶傳動:由于低速輕載儀器及家用器械中二、特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn):(1)緩沖吸振,噪音?。?)過載打滑,防止其它器件損壞(3)結(jié)構(gòu)簡單,成本低(4)適用于中心距較大的場合。
缺點(diǎn):(1)傳動效率低,傳動比不準(zhǔn)確(2)傳動的外廓尺寸較大(3)帶輪軸上受力較大(4)不宜用于易燃易爆的場合
應(yīng)用范圍:兩軸中心距較大,傳動比要求不嚴(yán)格的場合。
普通V帶的截面結(jié)構(gòu)三、V帶的材料及結(jié)構(gòu)伸張層1強(qiáng)力層2壓縮層3包布層4簾布結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)按截面面積大小不同劃分:Y、Z、A、B、C、D、E截面尺寸漸大bp(bd)ddα(>φ)主要參數(shù):帶:節(jié)寬bp:帶截面中性層寬基準(zhǔn)帶長Ld:帶中性層長(節(jié)線長)α:帶的楔角輪:帶輪基準(zhǔn)寬度bd:輪槽與帶中性層重合處寬帶輪基準(zhǔn)直徑dd:基準(zhǔn)寬度對應(yīng)的帶輪直徑Φ:帶輪輪緣的楔角四、帶輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)實(shí)心式腹板式四、帶輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)輪輻式孔板式四、帶輪的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)實(shí)心式腹板式五、開口帶傳動的幾何關(guān)系α1-小帶輪包角α2-大帶輪包角α1<α2
a-帶傳動中心距1.緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力工作前:兩邊初拉力F0=F0
工作時(shí):兩邊拉力變化:①緊邊F0→F1;②松邊F0→F2
一、帶傳動的受力分析§8—2帶傳動的工作原理帶是彈性體,工作后可認(rèn)為其總長度不變,則:緊邊拉力增量=松邊拉力減量=△F
因此:F1=F0+△FF2=F0-△FF1+F
2=2F0帶所傳遞的功率為:P
=Fe
v/1000kWv
為帶速P增大時(shí),所需的Fe(即Ff)加大。但Ff不可能無限增大。Fe=Ff=F1–F2
Fe
-
有效拉力,即圓周力
取主動輪一端的帶為分離體,列各力對軸心的力矩平衡方程:當(dāng)帶有打滑趨勢時(shí):摩擦力Ff達(dá)到極限值,帶的有效拉力Fe
也達(dá)到最大值。打滑:Ff有一極限值,當(dāng)帶傳動的工作載荷增大到一定程度,超過此極限值時(shí),帶和帶輪之間將發(fā)生顯著的相對滑動。(1)分析帶在即將打滑時(shí),F(xiàn)1和F2的關(guān)系。則,有效拉力為:(2)又因?yàn)椋海?)上式代入式(2)得:F1+F
2=2F0(1)即影響最大有效拉力的幾個(gè)因素:初拉力F0:F與F0成正比,增大F0有利于提高帶的傳動能力,避免打滑。但F0
過大,將使帶發(fā)熱和磨損加劇,從而縮短帶的壽命。包角α
:傳動能力增強(qiáng),故應(yīng)保證小帶輪的包角α1。這一要求限制了最大傳動比i和最小中心距a。
α↑↑,→F摩擦系數(shù)f
:
f↑↑,→F傳動能力增加
i↑→α1↓;
a↓→α1↓因?yàn)椋浩綆Ш蚔帶的最大有效拉力的比較:FN:帶對帶輪的壓緊力平帶極限摩擦力為:V帶極限摩擦力為:在同樣的FN作用下,V帶極限摩擦力要大于平帶的極限摩擦力。二、帶中的應(yīng)力分析1、拉力F1、F2產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ1、σ2緊邊拉應(yīng)力:σ1=F1/AMPa松邊拉應(yīng)力:σ2=F2
/AMPaA
-帶的橫截面積2、離心拉應(yīng)力
3、彎曲應(yīng)力
帶繞過帶輪時(shí),因彎曲產(chǎn)生彎曲應(yīng)力小帶輪上的彎曲應(yīng)力應(yīng)大于大帶輪上的彎曲應(yīng)力ha:帶中性層到最外層的距離帶中最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處:綜合以上三種應(yīng)力,畫出帶中應(yīng)力分布情況圖。應(yīng)力變化。帶轉(zhuǎn)一周,應(yīng)力變化4次。三、彈性滑動與滑動率兩種滑動現(xiàn)象:打滑—是帶傳動的一種失效形式,應(yīng)避免彈性滑動—正常工作時(shí)的微量滑動現(xiàn)象,不可避免
帶傳動工作時(shí)因?yàn)榫o邊和松邊拉力不同,所以彈性變形也不同。帶自A點(diǎn)繞上主動輪時(shí),帶所受拉力為F1,帶的速度和帶輪表面的速度相等。而當(dāng)帶由A點(diǎn)轉(zhuǎn)到B點(diǎn)的過程中,帶的拉力由F1
降低到F2
,因而帶的拉伸彈性變形量也隨之逐漸減小,相當(dāng)于帶在逐漸縮短,使帶的速度落后于主動輪的圓周速度,因此兩者之間必然發(fā)生相對滑動。同樣的現(xiàn)象發(fā)生在從動輪上,但情況正好相反,在C點(diǎn)處帶和帶輪具有相同的速度,但當(dāng)帶由C點(diǎn)轉(zhuǎn)到D點(diǎn)的過程中,帶不是縮短而是被拉長,使帶的速度高于帶輪。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動,稱為彈性滑動。理論傳動比:實(shí)際傳動比:滑動率ε—彈性滑動引起的從動輪圓周速度的相對降低量1%—2%對于V帶傳動彈性滑動是帶傳動不能保證傳動比的根本原因一、傳動的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式:1)打滑;2)帶的疲勞破壞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:保證帶在不打滑的前提下,具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命
二、V帶傳動的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)內(nèi)容已知:P,n1,n2或i,傳動的中心距及工作條件等設(shè)計(jì)內(nèi)容:帶:型號,根數(shù),長度輪:D,結(jié)構(gòu)尺寸,中心距(a)等§8—3普通V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算2、設(shè)計(jì)步驟與方法①確定計(jì)算功率Pca
:P——傳遞的額定功率(KW)KA—工作情況系數(shù),表8-3
②選擇帶型號:Pca,n1
圖8-11③確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2:小輪直徑D1D1≥Dmin
表8-4減小帶的彎曲應(yīng)力,提高使用壽命b)驗(yàn)算帶速v要求:5m/s<v<25~30m/sc)計(jì)算從動輪的基準(zhǔn)直徑D2:④求中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld
a)初選中心距a0:0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)b)由a0初步計(jì)算帶的長度c)根據(jù)L選取相近的基準(zhǔn)長度Ld
由表8-2d)由基準(zhǔn)長度Ld求實(shí)際中心距e)考慮到中心距調(diào)整、補(bǔ)償F0,中心距a應(yīng)有一個(gè)范圍⑤驗(yàn)算小輪包角不滿足措施:1)a↑2)加張緊輪⑥計(jì)算帶的根數(shù)ZP0:單根V帶允許傳遞的功率,查表8-5ΔP0:單根V帶允許傳遞的功率增量(與i有關(guān)),查表8-6Ka:包角系數(shù),查表8-7Kl:長度系數(shù),查表8-8⑦確定帶的初拉力F0(單根帶)
⑧求帶作用于軸的壓力FQ評價(jià)——ZV、QF0a>120°2~410~20小適當(dāng)小例8-1設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的普通V帶傳動。原動機(jī)采用Y系列三相異步電動機(jī),額定功率P=4kW,轉(zhuǎn)速n1=1420r/min,從動輪轉(zhuǎn)速n2=420r/min,每天工作12小時(shí),載荷變動較小,要求中心距a<550mm解:1.
確定計(jì)算功率Pca
查表8-3得:KA=1.22.選帶型據(jù)Pca,n1
圖8-11選用A型帶3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2:由表8-4,取D1=100mm,設(shè)滑動率=0.02由表8-4,取D2=355mm4.驗(yàn)算帶速v要求:5m/s<v<25~30m/s,合適5.求中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld
初選a0:0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)318.5mm<a0<910mm取a0=450mmb)由a0初步計(jì)算帶的長度c)根據(jù)L選取相近的基準(zhǔn)長度Ld
由表8-2選Ld=1800mmd)由基準(zhǔn)長度Ld求實(shí)際中心距滿足中心距a<550mm的要求6.驗(yàn)算小輪包角滿足要求7.計(jì)算帶的根數(shù)ZP0:單根V帶允許傳遞的功率,查表8-5p0=1.292kW插值ΔP0:單根V帶允許傳遞的功率增量(與i有關(guān)),查表8-60.167kWKa:包角系數(shù),查表8-70.924Kl:長度系數(shù),查表8-81.01取z=4根8.確定帶的初拉力F0(單根帶)
查表8-1,q=0.1kg/m9.求帶作用于軸的壓力FQ已知:P、n1、
n2(或i)、工作條件、空間限制按Pca、n1選帶型號確定KA、計(jì)算功率Pca=KAP定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1≥ddmin
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