第十三章 带传动和链传动

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(表13-7) KL ——带长修正系数,考虑带长不为实验长度时对传动能力的影响
(表13-2)
V带传动设计计算
四.V带传动的设计步骤 设计的原始数据为:功率P,转速n1、n2(或传动比i),传动位置要
求及工作条件等。 设计内容:确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距a、带 轮基准直径及其它结构尺寸等。
3. 验算带速v
v 1d1n
60 1000
带速越高,离心拉应力越大,带的疲劳寿命越低;带速过低,带传
递的功率一定时有效拉力F增大。一般应使v在5~25m/s范围内。
V带传动设计计算
4. 确定中心距a和带的基准长度Ld ❖当d1、d2一定时,中心距a↑,小带轮包角α 1↑, Ld ↑,带的工作
班制工作,求V带传动(本步只选带的类型)
解:查表13-8,可得KA=1.4,因此Pc=KAP=1.4×7.5=10.5KW,
查图13-15,可得应采用A型或B型带。
V带传动设计计算
2. 确定带轮基准直径d1、d2
为使带传动尺寸紧凑,应将小带轮基准直径取得小些。但同时为了避免
带所受弯曲应力过大而导致带的寿命降低,应对小带轮的最小基准直径
Fc=qv2 σc=qv2/A
q为单位长度带的质量(kg/m),v为带速(m/s)
◆ 弯曲应力:带绕在带轮上时产生的弯曲应力。
σb=2yE/d y为带的中性层到最外层的垂直距离(mm), E为带的弹性模量(MPa),d为带轮直径(mm)
为了不使带所受到的弯曲应力过大,应限制带轮的最小直径。
槽型 Z
A
1. 选取V带的型号 传动的额定功率P,计算功率Pc=KAP。KA为工作情况系数(查表13-8),
然后用Pc和小带轮转速n1通过图13-15(P205)查带的型号。 例1:已知:带式运输机的普通V带传动,电动机输出功率P=7.5KW,
小带轮安装在电动机轴上,转速n1 =1440r/min,传动比i=2.5,三
准长度。用Ld 表示(P212表13-2)
楔角φ=40°,相对高度h/bd≈0.7的V带为普通V带,普通V带已经标准化,分为7 种型号。(其截面尺寸和每米质量见P201表13-1)
YZABCDE

带的截面尺寸

普通V带传动的计算
二.V带传动的设计准则
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。
P0 ([ ] b c )(1
1 ) Av e f' 1000
普通V带传动的计算
单根V带的许用功率
(P0→ )
单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。(表13-3)
实验条件:传动比i=1、包角α=180°、特定长度Ld、平稳的工作载荷。
带传动的实际工作条件往往实验条件不同,因此应对实验得出的P0进
(3)中心距a:
由上式得:
a
1 8
2L (d1
d2)
[2L (d 1 d2 )]2 8(d 2 d1 )2
带传动的张紧
张紧的目的
◆ 根据带的摩擦传动原理,带必须在预张紧后才能正常工作; ◆运转一定时间后,带会松弛,为了保证带传动的能力,必须重
新张紧,才能正常工作。
常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。
相对滑动也发生在从动轮上,但情况相反,当带绕过从动轮时,带所受拉力由松 边拉力F2逐渐增大到紧边拉力F1 ,带的弹性变形随之增大,因而带沿着带轮的 运动是一面前进,一面向前伸长,所以带的速度v逐渐高于从动轮圆周速度v2.
带传动的弹性滑动是带传动正常工作时的固有特性。 返回
§13-5 普通V带传动的计算
传动带类型
5.传动带的类型
普通平带 平带
片基平带
普通V带
传V 带 动 带
窄V带 齿形V带 宽V带
特殊截面带 同步带
多楔带
V带采用基准宽度制,即用带的基准线的位
置和基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的 圆带 尺寸。
带传动的应用
在各类机械中应用广泛,但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的 场合。通常用于传递中小功率,传递功率一般不大于50KW,目前V带应用最 广,一般带速v=5~25m/s,传动比i ≤7,传动效率η≈0.9~0.95。
3.带传动的特点
优点: (1)适用于中心距较大的传动;
缺点: (1)传动的外廓尺寸较大;
(2)需要张紧装置或定期张紧;
(2)带可以缓冲减振;
(3)不能保证固定不变的传动比;
(3)过载打滑可防止损坏其它零件;
(4)寿命较短
(4)结构简单、成本低廉、使用维护方便。(5)传动效率低。
带传动的类型和应用
4.带传动的类型
平带传动,结构简单,带轮也容易制造,在传动中心距较 大的场合应用较多。
在一般机械传动中,应用最广的带传动是V带传动,在同 样的张紧力下,V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。
多楔带传动兼有平带传动和V带传动的优点,柔韧性好、 摩擦力大,主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。
同步带传动是一种啮合传动,具有的优点是:无滑动,能 保证固定的传动比;带的柔韧性好,所用带轮直径可较小。
给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec 。
由欧拉公式可知:
预紧力F0↑→最大有效拉力Fec ↑ 包角α↑→最大有效拉力Fec ↑ 摩擦系数 f↑→最大有效拉力Fec ↑
当已知带传递的载荷时,可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0 注意:欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析!
带传动受力分析
带传动受力分析
取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象 ,有:F=Ff=F1-F2;
因此有:
F1=F0+F/2;F2=F0-F/2; 又F1 +F2=2F0
带传动的最大有效拉力Fec由有欧多拉大公?式确定,即:
F1 / F2 e
f
Fec
e f 2F0 e f
1 1
欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系,或者说是
一.V带规格
包布 顶胶 抗拉体
底胶
b bd
h
φ 节线:当带受纵向弯曲时,在带中保持原长度不变的
任一条周线称为节线。全部节线组成节面。带的节面宽度称为节宽,用bd表示。
带轮基准直径:在V带轮上与V带节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径,用d表示。
带的基准长度:V带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度称为基
一、定期张紧装置
滑道式张紧装置
摆架式张紧装置
带传动的张紧
二、自动张紧装置
三、采用张紧轮张紧装置
张紧轮一般应放在松边的内侧,使带只受单向弯曲。同时张紧轮应 尽量靠近大轮,以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与 带轮的相同。
§13-2 带传动的受力分析
一、受力分析
松边
紧边
尚未工作状态
工作状态
由欧拉公式
F / F e f 12
及F=F1-F2 得:
e f F1 F e f 1
1 F2 F e f 1
F F1 F2 F1(1
1) e f
对于平带传动,f 就是带与带轮间的摩擦系数,对于V带传动,在初拉
力相等的情况下,产生的法向正压力不同,因而产生的极限摩擦力也
不同,如果把摩擦力的增长看作是摩擦系数的增加,对于V带传动当
v1 v2 100%
v1

v2 (1 )v1
其中:
v1
d1n1
60 1000
(m
/
s)
v2
d2n2
60 1000
(m
/ s)
因此,传动比为:
i n1 n2
d2
d1(1 )
n2
n1d1(1
d2
)
若带的工作载荷进一步加大,有效圆周力达到临界值Fec后,则带与带轮间会
发生显著的相对滑动,即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧,从动轮转速急速降
三.单根V带的许用功率
带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度,带传动的 转速、包角和载荷特性等因素。
为了保证带传动不出现打滑,可得单根普通V带能够传递的功率为:
P0 F1(1
e
1
f '
)
v 1000
1 A(1
e
1
f '
)
v 1000
Q max 1 b c [ ]
1 [ ] b c
汽车发动机(同步带)
汽车发动机(多楔带)
拖拉机(V带)
机器人 大理石切 关节 割机
同步带 (平带)
带传动基本参数
(1)包角α :带与带轮接触弧所对的中心角。A
α=π±2θ
θ
+用于大带轮,-用于小带轮
α1
θ
θ 较小时: θ≈sin θ=d2-d1 / 2a,代入上式得:
α=π± (d2-d1) / a
固联于主动轴上的带轮1(主动轮); 固联于从动轴上的带轮3(从动轮); 紧套在两轮上的传动带2。
2.传 动 原 理
摩擦传动:当主动轮转动时,由于带和带轮间的摩擦力,便拖动从动轮 一起转动,并传递动力(平带和V带传动)。 啮合传动:当主动轮转动时,由于带和带轮间的啮合,便拖动从动轮一 起转动,并传递动力(同步带传动)。
低,带传动失效,这种情况应当避免。
V带传动滑动率ε=0.01~0.02,一般可以忽略。
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带的弹性滑动
当带从紧边刚要绕上主动轮时,带所受的力为紧边拉力F1,此时带的线速度v和 主动轮圆周速度v1是相等的,随着带在主动轮上的前进,带所受拉力由紧边拉力 F1逐渐减低到松边拉力F2,带的弹性变形也就随之减小,因而带沿着带轮的运动 是一面前进,一面向后收缩,所以带的速度逐渐低于主动轮圆周速度,这就说明 了带在绕经主动轮缘的过程中,在带与主动轮轮缘之间发生了相对滑动。
B
C
SPZ
SPA
SPA
Байду номын сангаас
SPC
50
75
125
200
ddmin/mm
63
90
140
224
带的应力分析
一、带传动的应力分布
离心拉力σc
紧边拉力和松边拉力σ1 、 σ2
弯曲应力σb
σ1=F1 /A σ2=F2 /A σc=qv2/A σb=2yE/d
σmax
最大应力σmax发生在紧边与小带轮的接触点上。σmax= σ1 + σb1 + σc
第十三章 带传动和链传动
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的, 适用于两轴中心距较大的场合。
本章主要内容: •带传动的类型和应用 •带传动的受力分析 •带的应力分析 •带传动的弹性滑动和传动比 •普通V带传动计算 •链传动类型及应用 •滚子链传动设计
§13-1 带传动的类型和应用
1.带传动的组成
行修正。修正后即得实际工作条件下,单根普通v带所能传递的功率,
称为许用功率。
[P0] (P0 P0 )K KL
式中: ΔP0 —功率增量,是考虑传动比i≠1时,大带轮上的弯曲应力较小,
因此在寿命相同的情况下,则增大传递的功率。(表13-5) Kα ——包角修正系数,考虑α1≠ 180°时传动性能的降低 (Kα ≤1)
D
或 α=180°± (d2-d1) ×57.3°/ a
a
B
θ
α2
C
(2) 带长L: L=2acosθ +π(d1+d2)/2+θ(d2-d1)
∵ cos 1 sin 2 1 1 2
2
θ≈d2-d1 / 2a,代入上式得:
L2a
2 ( d 1 d 2)
(d 2 d 1 )2 4a
进行限制,小带轮的基准直径应大于或等于所选带型号的许用最小直径
dmin, 即d1 ≥dmin ,( dmin查表13-9)然后按照V带轮的基准直径系列 (表13-9的注)选取小带轮基准直径。然后计算大带轮直径。
i n1 n2
d2 d1(1
)
d2
n1 n2
d 1(1
)
大带轮直径计算出来后,应按照带轮的基准直径系列进行圆整。
量摩擦系数
f '
f
f
sin
2
(为带的楔角)
因此,在相同条件下,V带能够传递较大功率,或者说,传递相同功
率,V带所需初拉力较小。
§13-3 带的应力分析
一、带传动的应力分析
带传动在工作过程中带上的应力有(设带的横截面积A):
◆ 拉应力:紧边拉应力σ1=F1 /A;松边拉应力σ1=F2 /A ; ◆ 离心应力:带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力;
带传动尚未工作时,传动带中的预紧力为F0。 带传动工作时,一边拉紧,一边放松,记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。
设带的总长度不变,根据线弹性假设:F1-F0=F0-F2; 或:F1 +F2=2F0;
记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff,其值由带传动的功率P和 带速v决定。 定义由负载所决定的传动带的有效拉力为F=P/v,则显然有F=Ff。
§13-4 带传动的弹性滑动和传动比
一、带传动的运动分析
带传动在工作时,从紧边到松边,传动带所受的拉力是变化的,因此带的弹 性变形也是变化的。
带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动,称为弹性滑动。
弹性滑动演示
弹性滑动导致:从动轮的圆周速度v2<主动轮的圆周速度v1,速度降 低的程度可用滑动率ε来表示:
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