機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教材課件第12章

第12章帶傳動

（時間：2次課，4學(xué)時）第12章帶傳動

學(xué)習(xí)目標(biāo)：帶傳動是利用張緊在帶輪上的帶，在兩軸(或多軸)間傳遞運動或動力，是很多機(jī)器或機(jī)組的主要組成部分。根據(jù)工作原理的不同，帶傳動分為摩擦型帶傳動、嚙合傳動的同步齒形帶傳動等。本章只介紹摩擦型帶傳動。第12章帶傳動

重點與難點： 帶的受力分析、帶傳動的彈性滑動及傳動比、帶的應(yīng)力分布圖。 普通V帶傳動的設(shè)計計算和注意事項。第12章帶傳動

案例導(dǎo)入：

用液體攪拌機(jī)、離心式水泵、鋸木機(jī)、制磚機(jī)、破碎機(jī)和磨碎機(jī)等中心距較大又需要過載保護(hù)的機(jī)械傳動裝置作為案例導(dǎo)入，為什么要使用帶傳動？若換作其他傳動會出現(xiàn)什么問題？本章的重點是帶傳動的工作情況分析及普通V帶傳動的設(shè)計計算。12.1帶傳動的特點和類型12.2V帶和帶輪12.3V帶傳動的工作能力分析12.4V帶傳動的設(shè)計計算12.5V帶傳動的安裝、張緊和維護(hù)12.6本章實訓(xùn)設(shè)計銑床用V帶傳動12.7練習(xí)題第12章帶傳動

12.1帶傳動的特點和類型12.1.1帶傳動的類型12.1.2帶傳動的特點12.1帶傳動的特點和類型帶傳動是由主動帶輪、從動帶輪和緊套在帶輪上的環(huán)形帶及機(jī)架組成的。由于環(huán)形帶緊套在帶輪上，借助它們之間產(chǎn)生的摩擦力，當(dāng)主動帶輪回轉(zhuǎn)時，通過傳動帶驅(qū)動從動輪轉(zhuǎn)動，從而完成兩軸間運動和動力的傳遞。如圖12-1所示。圖12-1帶傳動的工作原理

12.1.1帶傳動的類型帶傳動的類型很多，對于摩擦型帶傳動，按截面形狀可分為平帶、V帶、圓帶和多楔帶傳動；另外還有屬于嚙合傳動的同步齒形帶傳動等，如圖12-2所示。圖12-2帶傳動的類型

12.1.2帶傳動的特點與其他傳動相比，帶傳動具有以下特點。

帶是撓性體且有良好的彈性，能緩和沖擊，吸收振動，故帶傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小。

傳動過載時，帶會在小帶輪上打滑，可防止其他零件的損壞，起到安全保護(hù)作用。

結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易損件(帶)更換快、成本低廉、維護(hù)方便，能適用于兩軸中心距較大的場合。12.2V帶和帶輪12.2.1普通V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)12.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)12.2V帶和帶輪12.2.1普通V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)V帶有多種類型，如普通V帶、窄V帶、寬V帶、聯(lián)組V帶、汽車V帶、輕型V帶、齒形V帶、大楔角V帶等，最常用的是普通V帶。普通V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，它的結(jié)構(gòu)如圖12-3所示。由包布、頂膠、抗拉體、底膠等部分組成。按抗拉體結(jié)構(gòu)可分為繩芯V帶和簾布芯V帶兩種類型。簾布結(jié)構(gòu)的V帶制造方便，抗拉強(qiáng)度好；而繩芯結(jié)構(gòu)的V帶柔韌性好，抗彎強(qiáng)度高。由此可見，抗拉體對帶的力學(xué)性能起著決定作用，目前已采用尼龍滌綸、玻璃纖維、芳綸等化學(xué)纖維代替棉簾布和棉線繩作為抗拉體，以提高帶的承載能力。12.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的材料常用灰鑄鐵，當(dāng)帶速v<25ｍ/s時，用HT150；v為25～30ｍ/s時，用HT200。對速度更高的帶輪可用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接的帶輪。為減輕帶輪的重量，小功率傳動時可用鑄鋁合金或工程塑料制造帶輪。

對帶輪的要求是：強(qiáng)度足夠、結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量分布均勻、加工工藝性好，與帶接觸的輪槽工作面的表面粗糙值有一定的要求，以減輕對帶的磨損。12.3V帶傳動的工作能力分析12.3.1帶傳動的受力分析12.3.2帶傳動的應(yīng)力分析12.3.3帶傳動的彈性滑動及傳動比12.3V帶傳動的工作能力分析12.3.1帶傳動的受力分析1.帶傳遞的力帶以一定初拉力F0緊套在兩帶輪上，使帶與帶輪的接觸面上產(chǎn)生正壓力。工作前，帶的上、下兩邊拉力相等，都等于初拉力F0，如圖12-7(a)所示。工作時，由于帶與帶輪接觸面上的摩擦力的作用，使帶的兩邊拉力發(fā)生了變化：繞入主動輪的一邊被拉緊，拉力由F0增大到F1，稱為緊邊；繞入從動輪一邊的帶被放松，拉力由F0減小到F2，稱為松邊，如圖12-7(b)所示。由于工作前后帶的節(jié)線長度不變，故緊邊拉力的增加量“F1-F0”應(yīng)等于松邊拉力的減少量“F0-F2”，即F1-F0=F0-F212.3.2帶傳動的應(yīng)力分析帶傳動工作時，帶中的應(yīng)力有以下幾種。1.拉應(yīng)力2.彎曲應(yīng)力3.離心應(yīng)力4.帶中應(yīng)力分布情況12.3.3帶傳動的彈性滑動及傳動比帶是柔軟的彈性體，受拉之后會伸長。帶在工作時，由于F1>F2，因此，緊邊的彈性伸長量大于松邊的彈性伸長量。12.4V帶傳動的設(shè)計計算12.4.1帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則12.4.2單根V帶的基本額定功率和許用功率12.4.3普通V帶傳動的設(shè)計計算12.4V帶傳動的設(shè)計計算12.4.1帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則V帶傳動的失效形式是帶在小帶輪上的打滑和帶的疲勞破壞(如拉斷、脫層、撕裂等)。因此帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是：保證帶傳動在工作時不打滑，同時又具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命。12.4.2單根V帶的基本額定功率和許用功率表12-4給出了小帶輪包角1=180(i=1)，特定基準(zhǔn)長度的V帶、傳動載荷平穩(wěn)時，單根普通V帶在工作時既不打滑，又具有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命時所能傳遞的基本額定功率P1，供設(shè)計V帶傳動時查用。如果所設(shè)計帶傳動的使用條件與此不符時，對表中的數(shù)值必須進(jìn)行修正。12.4.3普通V帶傳動的設(shè)計計算設(shè)計V帶傳動的已知條件一般是：傳動的用途，載荷性質(zhì)，傳動的功率P，主動輪和從動輪的轉(zhuǎn)速n1、n2(或轉(zhuǎn)動比)，工作條件以及對傳動的外廓尺寸要求和原動機(jī)的類型等。V帶傳動設(shè)計的主要內(nèi)容：選擇合理的傳動參數(shù)，確定V帶的型號、長度、根數(shù)、中心距、帶輪直徑及結(jié)構(gòu)形式和尺寸、初拉力及對軸的壓力，繪制帶輪零件工作圖等。設(shè)計方法和步驟如下。12.5V帶傳動的安裝、張緊和維護(hù)12.5.1V帶傳動的張緊方法12.5.2V帶初拉力的測定12.5.3V帶傳動的安裝、使用和維護(hù)12.5V帶傳動的安裝、張緊和維護(hù)

12.5.1V帶傳動的張緊方法為得到適當(dāng)?shù)某趵0，帶傳動安裝時需要張緊，常用的張緊方法如下。12.5.2V帶初拉力的測定初拉力F0的測定：在V帶與帶輪切點的跨度中點，施加一規(guī)定的垂直帶邊的力，如圖12-13所示，如帶在跨距長度每100mm上產(chǎn)生的撓度為1.6mm，則認(rèn)為傳動帶的張緊力合適。若撓度大，說明初拉力不夠，需要繼續(xù)張緊，直至達(dá)到規(guī)定為止。施加于跨距中點的垂直力，由下式計算。12.5.3V帶傳動的安裝、使用和維護(hù)為了保證帶傳動的正常工作和預(yù)期使用壽命，必須正確安裝、使用和維護(hù)帶輪機(jī)構(gòu)。1.V帶傳動的安裝2.使用與維護(hù)12.6本章實訓(xùn)設(shè)計銑床用V帶傳動實訓(xùn)目的實訓(xùn)設(shè)備實訓(xùn)內(nèi)容實驗總結(jié)12.7練習(xí)題(1) 一普通V帶傳動傳遞功率為P=7.5kW，帶速v=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，即F1=2F2，試求緊邊拉力、松邊拉力和有效拉力。(2) 某車床電動機(jī)和主軸箱之間為窄V帶傳動，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，主軸箱負(fù)載為4.0kW，帶輪基準(zhǔn)直徑