机械设计第8章

1 a 2 Ld (d d 2 d d 1 ) [2 Ld (d d 2 d d 1 )]2 8(d d 2 d d 1 ) 2 8
§8－2
一. 带传动中的力分析： F0 F0
带传动工作情况分析
F0
F0
工作前：带以一定的张紧力安装在带轮上，带受预紧力F0 工作时：由于带与轮的摩擦力Ff ，形成紧边和松边。 紧边：F0 F1 松边：F0 F2 假设带的总长不变，则：紧边的伸长量=松边的收缩量 又设带的变形量与力的增量成正比，则： F1 F0 F0 F2 或 F1 F2 2F0
dN
fdN
r
d dF sin 略去高阶微量 ，考虑到d很小，取 2 d d d sin cos 1，并将两式整理得： 、 2 2 2 F1
F+dF
F1
dF fd F
1 F dF fd F2 0
F F2ef 1
柔韧体摩擦的欧拉公式
返回
F F2ef 和其它公式联立，并整理得： 将式 1
滑动率——从动轮对主动轮速度的相对降低率。
d d 2 n2 v1 v 2 1 v1 d d 1 n1
传动比
dd 2 n1 i n2 d d 1 (1 )
3.带传动的打滑： 1）正常工作时：Fe< Fec 弹性滑动只在带离开带轮前的 一部分接触弧上发生。 动弧B1C1、动角 静弧A1C1、静角
e f F1 Fec f e 1 1 F2 Fec f e 1 e f 1 1 1 e f 1 Fec F1 F 2 2 F0 f 2 F0 F1 1 f e 1 1 1 e f e
影响带有效拉力（承载能力）的因素有：
Fe——是由功率P（外载） 决定的， P Fe Ff ——是有限的，当F0和f 一定时， Ffmax= f N
F1 F2 2F0 F1 F2 Fe
讨论： 1）若Fe Ffmax ： Fe= Ff ，正常工作； 2）若Fe= Ffmax ： 打Байду номын сангаас临界状态； 3）若Fe Ffmax ： 打滑。
b1
2
h h b E E dp dd
d d b
b2
1
b1 b2
式中：h为带的高度
max
（P145表8-1）。
min
结论： 1）带是在变应力作用下工作——疲劳破坏。 2）最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：
c
d
a
b
c
max 1 b1 c
B1
B1
C1 A1 A1（C1）
2）当FeFec：动角、静角
3）当Fe= Fec：动角= 、静角= 0 —— 打滑失效 产生的原因 打 滑 造成的后果 打滑的特点
带传动的打滑
外载荷增加，使得 Fe Fec ——过载 带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降， 直至传动失效。 可以避免的，也必须避免
抗拉体： 帘布：制造方便 绳芯：柔软易弯曲有利提高寿命， 材料可为化学纤维或棉织物。
2）普通V带的标准：
（1）普通V带截面尺寸：由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种 型号（各型号的截面尺寸见P145表8-1）。 （2）V带的基准长度：位于基准直径上周线长度。用Ld表示，见 P146表8-2。
1） F0F ec 承载能力 。 2）包角F ec 承载能力 ；
F0 和 f 越大 越好吗？
3）f F ec 承载能力 因fv f ，故在相同的条件下，V带能传递较大的功率。或 者说，在相 同的条件下，V带传动的结构较紧凑；
三. 带的应力分析：
1.拉应力：
F1 紧边: 1 A F 松边: 2 2 A F1 F2 1 2
带的截 面面积
2.离心拉应力： 如图所示，由微段弧长的力平衡式有： v2 d d q( rd ) 2 Fc sin 2 Fc Fc d r 2 2
2 于是带的离心拉力为： Fc qv
Fc qv2 离心拉应力为： c A A
v c
3.弯曲应力：
c
多楔带 同步带
平带：Ff fFN fF0
V带 : 2 FN sin
F0
F0 2 sin / 2
/2
F0
/2

2
F0
FN
Ff 2 fFN
f sin

2
F0 f v F0
FN
FN

FN
fv
f sin

2
fv——当量摩擦系数
带传动的主要类型及应用
类型 结构 传动比准 传递摩擦 结构最简 确、轴向压 力大、 传动 传递功率大、 摩 特点 单、易于 力小；但安 比大、 结构 擦力大、 柔性好 制造 装和制造 较紧凑 要求高 标准化 已标准化 已标准化 已标准化 应用 场合 传动中心 应用广泛 距较大 传递功率较大、 较高线速度， 结构要求紧凑、 可达 50m/s。 变载荷或冲击 平带 V带 多楔带 同步带
越好吗？
四. 带传动弹性滑动：
1.弹性滑动的产生机理： 带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹 性变形量也不同。 1） 带的紧边在A1点绕上主动轮时： 带的受力：F1 带的速度：v = v1 当带由A1B1运动时： 带拉力：F1F2 减小 带的弹性变形量减小（带收缩）， 即带一边随带轮前进，一边又向后收 缩，带的速度：v v1 2）从动轮上：正好相反，即： v v2 即有： v1 B
取主动轮一端的带为分离体， 其受力：F1、F2、N、Ff
TO1 0 : Ff
d p1 2
F2
d p1 2
F1
d p1 2
Ff
0
Ff F1 F2 Fe
1000 P 其中： Fe v
N O 1
有效拉力
Fe F1 F0 2 F2 F0 Fe 2
2）带具有一定的疲劳强度： max 1 b1 c [ ]
e
v


e
v

即：1 [ ] b1 c
既不打滑，又使带具有一定的疲劳强度：
1 最大有效拉力： Fec b1 c A1 f v e
二. 带传动的最大有效拉力及其影响因素：
现以平带为例：研究带在打滑临界条件下的受力情况
取带的一微段dL，对应的圆心角d，其上受 力有：F+dF、F、dN、dFf=f dN 平衡条件： d d F sin ( F dF ) sin dN 0 法向：
F
F2
2 2 d d F cos fdN F dF cos 0 切向： 2 2
dp
dd d p
六. 几何计算 d d Ld 2BC 1 d1 2 d 2 2 2 2a cos (d d 2 d d 1 ) ( d d 2 d d 1 )
2
在角 较小的情况下，有： d d 2 d d1 1 2 cos 1 sin 2 2a
三. 带传动的特点： 1.中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动； 2.能缓冲减振，运转平稳无噪音——适用于高速传动； 3.摩擦式传动具有过载保护作用； 4.不需要润滑，环境易清洁； 5.结构简单，维修方便，价格低廉； 6.结构尺寸大； 7.瞬时传动比不恒定； 8. 效率较低，寿命较短；
9.需张紧，对轴和轴承的压力大；
按传动比 是否变化分
定传动比传动 变传动比传动
三.机械传动装置类型选择的一般依据
1.功率与效率（ P141表2）： 传递功率受多种因素的影响，如传动原理、承载能 力、载荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。 啮合传动的功率大于摩擦传动； 效率是评定传动性能的主要指标之一。 效率低不适于大功率、经常工作的机械。 2.速度（ P142表3）： 速度是传动的主要运动特性之一。不同的运动形式受 不同因素的限制，如动载荷，离心力，振动，发热等影响。 3.传动比： 4.工作环境：空间大小、噪声、防尘、防爆。
max 1 b1 c
影响带传动疲劳强度的因素有： 1） dd1b1 疲劳强度 —— dd1 ddmin
2）vc 疲劳强度 —— v vmax
v （P）Fe 1 疲劳强度 ——v vmin 3） aLd 单位内应力循环次数 N 疲劳强度 dd1和a越大
第三篇
一.传动的重要性：
机械传动
1.调整速度：减速箱，变速器 2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动 3.传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构 4.安全，维护，尺寸等需要(分离、制动)。
二.机械传动分类：
按传动 方式分
摩擦传动
机 械 传 动
啮合传动
直接接触 摩擦轮传动 靠中间件 带传动 直接接触 齿轮、蜗杆及螺 旋传动 靠中间件 链、同步带传动 有级变速传动 无级变速传动
弹性滑动与打滑：1）区别；2）带来的后果
弹性滑动
§8－3
V带传动的设计计算
一. 设计准则和单根V带的基本额定功率
1.主要失效形式： 1）打滑 2）带的疲劳破坏 2.设计准则 ：在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度 和寿命
3.单根带的基本额定功率为： 对于V带用 fv 代替 f 1 1 1）不打滑： Fec F1 1 f 1 A1 f
四.应用范围：主要用于两轴平行且转向相同的场合。以 及对传动比无精确要求的中小功率传动。 一般： i 7
v 5 ~ 25m / s
a 10 m
P 50 kw
五. V带的类型与结构 V带的类型： 普通V带、窄V带、 宽 V带、大楔角V 带、 汽车V带等。 1.普通V带： 1）组成：顶胶、底胶、抗拉体、包布