《机械设计》讲义第八版濮良贵第8章.docx

1、机械设计讲义第八版濮良贵第8章8、1 .2 .3 .4 .123 .、1、2、第八章带传动1概述:合来传递运动和动力。特点：1 ）结构简单，成本低2）传动平稳3）能缓冲减振类型:同步带平带 V带 多楔带图8-4摩擦型带传动的几种类型）平带传动： 优点：结构最简单适用：用于中心距较大的埸合）V带传动： 优点：（1）两侧面为工作面，带与带轮间的摩擦力比平带大（2） 允许的传动比较大，结构更紧凑（3） V带已标准化，生产量大，成本更低 适用：应用最广泛）多楔带传动：优点：柔性好、摩擦大，兼有平带和V带的优点 适用：传递功率较大、结构要求紧凑的埸合4）同步带传动：优点：靠啮合传动、所需的张紧力小，传动

2、可靠适用：要求传动比准确、结构紧凑等埸合。V带的类型和结构：类型： 普通V带、窄V带、宽V带、齿形V 带、联组V带等多种。注：普通V带最常用，以下主要讨论普 通V带。普通V带的结构等：结构： 呈无接头环形，横截形为等腰梯形两腰夹角 =40种类： 按抗拉体的不同，分二种：1)帘布芯V带：抗拉体为帘布，制造较方便。2)绳芯V带： 抗拉体为线绳，柔韧性好，弯曲强度高。型号： 分Y、Z、A、B C、D E七种截面尺寸，承载能力T节面： 带垂直于底面弯曲时，带中既不伸长也不缩短的中性层面。节宽bp： 带节面的宽度轮槽节宽bp： V带轮轮槽与配用V带节宽相等处的槽宽节圆直径dp： V带轮在轮槽节宽处的直径

3、 基准宽度bd：国标规定的V带轮轮槽宽度1)等于配用V带的节宽，即：bd = b p2) bd是一个无公差规定值基准直径dd： V带轮在轮槽基准宽度bd处的直径。计算中，可取：bd = b p基准长度Ld：在规定张紧力下，V带中与V带轮轮槽基准宽度相重合处的周线长度 公称长度： 以基准长度Ld表示。P.145. 表 8-1.P.146. 表 8-2.注：1 ) V带的截面尺寸，2 )V带的基准长度系列，与书中略有不同82带传动工作情况的分析：一几何计算：1.包角：带与带轮的接触弧所对的圆心角/ a = O 1Q O2E = (d d2-d d/2 B很小，于是有：sin O2E/a (dd2

4、dd1)/2aa 1 = n -2 B = n -(d d2-d d1)/a rad =180 - 57.3 x (dd2-dd1)/aa 2 = n +2 B = n +(dd2-d d1)/a rad=180 + 57.3 x (dd2-dd1)/a2.基准长度Ld： t cos2B=1- B /2!B =(d d2-d di)/2aLd2AD 弧(AB)弧(CD) 2a cos 色1 ( 2 )虫(2 )2 2Ld23 2(dd2 dd1)2(d d2 d d1 )4a3.中心距a:1a 2Ld (dd1 dd28)J2Ld (dd1 dd2)2 8(dd2 ddJ2二.带传动的受力分析

5、:1预紧力Fo:注：2.摩擦力Ff:注:安装时，带紧套在两轮上而受到的拉力。 带传动不工作时，带两边的拉力均为Fo带传动工作时，主动轮1以n1转动，靠其对带的 带又靠Ff驱使从动带轮2转动。图8-4.）主动带轮1对带的Ff的方向与轮1周速同向。）从动带轮2对带的Ff的方向与轮2周速反向。Ff使带随之运动,（vFf驱使带运动）dpiCFoBAFoDd e二 deNW JO /V ! n1 、!AF+dFF2Cn21、*I iIa i i02 / XF1adp2图8-7带传动的工作原理图3.紧边，松边： 在Ff作用下:紧边：带绕上主动带轮的一边松边：带绕上从动带轮的一边4. Fo, F1, F2

6、及 Ff 的关系：带工作时的总长度不变图8-8带与带轮的受力分析拉力由Fo增大到Fi拉力由Fo减小到F2设:(即:1 - F O = F O F 2紧边拉伸量我边放松量），则:又:或 F 1 + F 2 = 2F o： 取主动轮一侧的带为分离体，则dp1 d p1M01 Ff - F2 - F12 2(8-1)pipiF e = F f = F 1 F2 = 1000P/V N(8-2)(8-3)F f = F i - F25 .有效拉力Fe： 带与带轮间摩擦力的总和Ff，即:P 带传动传递的功率、kW；v 带速、m/s。注： 由上式可见，P、V不同，带传动所需有效拉力Fe也不同三.带传动的临

7、界摩擦力Fec：不计离心力时，圆心角dB所对的带微段受力如图8-4。由图得:(8-6)式（8-1）、（8-2）、（8-4）和（8-5）联立求解，得临界摩擦力（即Fe的临界值）Fee：F1 Feceff1eF2 Fec1f1eF 2F 1ec ofe 12. Fec的影响因素:A 带的横截面积，mm P.145.表 8-12 .拉应力：紧边：c 1= F1/AMP a松边：C2= F2/AMP aF1、F2带的紧边和松边拉力，N3 .弯曲应力c b： c bE h/dd MP ah,E带的高度（mm及弹性模量（MP）dd带轮的计算直径（mm）b （V带轮即为基准直径）注：1）带中的最大应力出现在

8、带绕上主动小带轮处（TC 1C 2,C b1C b2），且C maXC 1 + C bl+ C c （8-11）2）带型一定（即h 一定）时，DJ,C bf。为避免C b过大，要求dd ddmind dmin V带轮最小基准直径。 P.155. 表8-6.3）工作时，带轮一周-应力变化四次-疲劳破坏。五.带的弹性滑动和打滑：1.带的运动：1）在主动带轮1上：带绕上轮1时，受拉力F，带速v=w（轮1周速）2带由A B时，带中拉力F?,弹变带沿轮1后缩.3带于B绕出轮1时，vVV1因为：AB的过程中，带一面随轮绕进，一面沿轮后缩2）在从动带轮2上：情况与上相反,带一面随2绕进,一面沿2向前爬伸（T

9、F2/F1）结果使得：v V2（轮2周速）2弹性滑动：由于带的弹性变形引起的带与带轮间的相对滑动。般传动中， =12%3)注:(1)F e较小时，弹性滑动仅发生在带绕出带轮的部分接触弧上。P.151.图8-10 滑动弧带与带轮间存在弹性滑动的接触弧 静弧带与带轮间不存在弹性滑动的接触弧(2)F e增大，滑动弧延长，静弧缩短(3)F e增大到最大有效拉力Fee时，小带轮的接触弧都成了滑动弧(4)F e大于最大有效拉力Fee时，小带轮与带将发生显著的相对滑动3打滑：带与带轮发生显著相对滑动的现象。1)载荷Fee时，出现打滑。2)打滑总出现于小带轮上。8 -3普通V带传动的设计计算：-设计准则和单根

10、V带的基本额定功率在不打滑的前提下，保证具有一定的疲劳强度和寿命。于是:注：1 ) P0是单根V带在临打滑时所能传递的最大功率；2 )P0值受许多因素的影响，计算困难，工程中通过实验确定 Pq值;3)实验条件：a =180特定带长 工作平稳4) R值： 普通 V带： P.152. 表 8-4a二单根V带的额定功率P由于工作条件通常与实验条件不一致，所以需对R修正得单根V带的额定功率Pr :P r = (P 0 + F0) Ka K. (8-19) Pq i工1(即dd2dd1)时，单根V带额定功率的增量；P.153.表8-4bK a包角系数，P.155.表8-5K l 长度系数，P.146.表

11、8-2三.带传动的参数选择1.中心距a1)at： 优： 包角T、单位时间内带的绕转次数J、带寿命T缺： 带松边抖动T、带传动的平稳性J2) a： 一般初选ao0.7(d d计dd2) aoW2(dd什 dd2)2.传动比i :1)i t： 缺： 包角带传动易打滑2) i值：一般要求：i 7推 荐：i=253.带轮基准直径dd：1) dd J： 优：带传动尺寸J缺：带速J、带传动的有效拉力t、带的根数t、带轮宽度t带弯曲应力t、带寿命J2) dd 值： 要 求： d d(d d) min(d d) min : V 带轮的最小基准直径，P.155.表8-64.带速v：1） v T：优：传动功率P

12、一定，有效拉力Fe=1000P/vJ，带根数带传动尺寸J 缺：带的离心应力T、单位时间内带的应力循环次数T,带寿命J2 ）v 值： 推荐 v=5 25m/s v ma （dd）min （d d）min最小基准直径，P.155.表8-6符合V带轮基准直径系列，P.157.表8-82验算带速 v: v = n dd1 m/60000=525m/sv max 30m/s3计算 dd2： d d2 = id d1并圆整至符合P.157.表8-8的V带轮基准直径系列。4）确定中心距a、带基准长度Ld：1初定 ao： 0.7（d d计dd2） aoW2（dd计 d d2）2定 Ld: 估算：L d0 2a

13、0+n （dd1+ d d2）/2+（d d2- d d1）2/4a。定Ld： 由Ld0 P.146. 表8-2 选取相近的Ld 3定 a： a 值：a a 0+（ L d-Ld0 ）/2a的变动范围 : max= a + 0.03L d匕 amin= a 0.015Ld新带安装时，预紧力应为上式F0的1.5倍新带易松弛） 式中，Pea,乙V, K a, q等符号意义同前。zFo）求压轴力Fp :1 . 1Fp 2zFo cos 2zFo eos（ ） 2zFo sin -Fp、zFo图8-13压轴力计算示意图2 2 2 2B 带紧边与松边的夹角带的根数。0 单根带的初拉力。a 1 主动轮上的

14、包角。8 4 V带轮设计：1.设计内容根据带轮的基准直径及转速，确定带轮的材料、结构、尺寸、公差及技术要求等2. 带轮材料：1. 一般埸合： 铸铁。 常用牌号，HT150 HT2002.高速处： 铸钢。3.小功率处：铸铝或塑料。3.结构尺寸：1.实心式： 适用：d d 2.5d P.160. 图 8-14a.2.腹板式： d d 300mm P.160. 图 8-14b.3.孔板式： 适用：d d 100mm P.160. 图 8-14c.4.轮辐式： 适用：d d 300mm P.160. 图 8-14d.注：1）上述参量：dd 带轮基准直径，mmd 带轮轴的直径，mmD i 带轮轮缘的内径

15、，mm2 ）带轮的结构尺寸参见： P.161.表8-10 及P.160.图8-14.四.V带轮的轮槽1.轮槽尺寸与所用V带的型号相对应，见P.161.表8-102.轮槽两工作面的夹角 40（即V带两工作面的夹角）I带绕上带轮弯曲时，内层受压膨胀，外层受拉收缩楔角变小，带轮槽角也应相应地减小3.工作时，V带顶面不能超出带轮外圆、底面不能与轮槽底面接触85 V带传动的张紧、安装与防护二V带传动的张紧为防止带因塑性变形和磨损而松弛，致使带传动工作能力下降，须加张紧装置1.定期张紧装置：2.自动张紧装置:1 ）张紧轮轮槽尺寸同带轮，直径小于小带轮直径尽量靠近大带轮，以使对a 1的影响尺量小f a y. ! n1 卜fr i 1 |i/ -4- Ji匚二 / 二笛二二二i入 : Xin2 * !i i/V 1i 丿一_X i .1! / V i、 j i 1图8-16带的自动张紧装置图8-17张紧轮装置