14、第六章、带传动(V带标准、带轮材料及结构;带传动的工作情况分析)解析

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1、第六章 带传动V带标准、带轮材料及结构带传动的工作情况分析机械科教师：马少萍2005年9月制作 一、机器的组成二、传动装置三、传动类型的选择机器通常由动力机、传动装置和工作机组成。定义：是实现能量传递运动转换的装置。作用：1）能量的分配与传递；2）运动形式的改变；3）运动速度的改变。主要指标：效率高、外廓尺寸小、质量小，运动性能良好及符合生产条件等。主要考虑因素：功率的大小、效率高低；速度的大小；转动比的大小；外廓尺寸；传动质量成本的要求。导入：机械传动61 概述一、带传动的工作原理及特点 如图：由主动带轮1、从动带轮2、传动带3组成带传动装置。1、传动原理以张紧在两轮上的带作为中间挠性件，靠

2、带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力。2、优点：1）有过载保护作用；2）有缓冲吸振作用；3）运行平稳无噪音；4）适于远距离传动（中心距Amax=15m）；5）制造、安装精度要求不高。缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定；2）张紧力较大（与啮合传动相比）、轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑，使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。e.同步带传动：啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。二、带传动的类型与应用按带的载面形状分为：a.平型带传动：最简单，适合于中心距a较大的情况；b.V 带传动：三角带；c.多楔带传动：适于

3、传递功率较大要求结构紧凑场合；d.圆形带传动：只能传递较小的功率；根据带的传动形式，分为开式传动、交叉传动和半交叉传动。A.传动形式：两带轮轴线平行同向回转。B.交叉传动：两带轮轴线平行反向回转。C.半交叉传动：两带轮轴线在空间交错。三、带传动的几何关系带传动的主要几何参数是包角、带长L和中心距a。1、包角带与带轮接触弧长所对应的中心角。如图示：2、带长L其中：开式传动，按（6.3）式计算；交叉传动，半交叉传动，3、中心距a练习与思考：6-1-1、带传动的工作原理和主要特点是什么？6-1-2、V带传动为什么比平带传动应用更广泛？62 V带标准、带轮材料及结构一、V带的标准 1、V带结构分帘布式

4、、线绳式两种，如下图示。3、有关截面名称：节面：带弯曲时宽度保持不变的一层，又称中性层。节宽bp：节面宽度保持不变。基准长度Ld(公称长度)：在节面上量得的周长。见表6-5带轮基准直径D：轮槽与节宽相应宽度处所对应的带轮直径。2、型式：分Y、Z、A、B、C、D、E七种类型。有关尺寸见表6-1标注举例：例 A 2240A型带，公称长度Ld=2240mmV带分普通V带，窄V带和接头V带，本章主要讨论普通V带。1、设计要求重量轻，结构工艺性好，无过大的铸造内应力、质量分布均匀，高速时要经动平衡试验，轮槽表面要经过精细加工（表面粗糙度一般为1.6），以减轻带的磨损。各轮槽尺寸与角度要有一定的精度，以使

5、载荷分布较均匀。2、带轮材料铸铁；铸钢钢板冲压件；铸铝或塑料 3、结构尺寸1）实心式 D（2.53）d2)胶板式 D300mm3）孔板式 D300(D1-D1100mm时)4）轮辐式 D3005）冲压式二、带轮材料和结构带轮结构按带轮直径大小来定：直径较小采用实心式，如右图。中等直径采用腹板式，如左图b示。中等直径或采用孔板式，如右图c示。直径较大的带轮可采用轮辐式，如左图d示。V带轮轮缘截面尺寸按P79表6-2确定。如上图示，有关尺寸对应查表得出。其中，带轮轮槽角按直径不同分别取320，340，360，380，小于V带截面楔角400。练习与思考：6-2-1、V带的结构及型号各是什么？6-2-

6、2、为什么带轮轮槽角要小于V带截面楔角？答：V带结构分帘布式、线绳式两种，型号有 Y、Z、A、B、C、D、E七种类型。答：因为带绕在带轮上经过磨合会产生弯曲变形，使截面磨损造成带截面楔角变小，为保证有足够的正压力，使带能正常传动，所以要把带轮轮槽角设计成小于V带截面楔角。63 带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析工作前:两边初拉力Fo=Fo工作时:两边拉力变化：紧边 FoF1；松边FoF2（紧边拉力增量）F1Fo=FoF2（松边拉力的减量）（6.5）式拉力差称有效圆周力：F=F1F2 （6.6）式所以:紧边拉力 F1=Fo+F/2 松边拉力 F2=FoF/2二、带传动的最大有效圆周拉力及其

7、影响 当带有打滑趋势时：摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。松紧边拉力 F1 和 F2 的关系:（6.7）式 欧拉公式式中：1角（rad）为小带轮包角，e为自然对数的底，fv为当量摩擦系数。对平带：fv等于带与带轮接触面间的摩擦系数；对V带：fv=f/sin(/2)，为V带截面楔角。小带轮包角：因为带传动即将打滑时的摩擦力等于带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时），用Ffmax表示。式中：最大摩擦力的大小与初拉力F0，小带轮包角1、带与带轮间的摩擦系数f有关。影响因素分析:1.初拉力F0:适当选取；2.包角:包角越大承载能力越好；3.摩擦系数f:f越大，Ffmax越大。（6、8）式

8、三、带传动的应力分析带在工作进程中受到的应力有下列几种情况：1.由拉力产生的拉应力（6、9）式（6、10）式式中：1、2分别为紧边和松边的拉应力；F1、F2分别为紧边和松边的拉力；A为带的横截面面积。2.由带的弯曲产生的弯曲心应力：3.由离心力产生的拉应力式中：q为带每米长度的质量；单位kg/m;v为带速度，单位m/s。图6-8所示为带的截面在不同位置上的应力，其大小由带在该处引出的法线长度表示。由图知，带在不同位置上的应力是变化的。最大应力发生在紧边刚绕上小带轮时的接触点处，其值为：max=l+c+b1 （6-13）式为保证带具有一定的疲劳寿命，应限制最大应力为：max=l+c+b1 （6-

9、14）式式中：E为带材料的弹性模量；h为带的厚度；d为带轮的基准直径。（6-12）式四、带的弹性滑动弹性滑动后果：由于带的紧边拉力 F1大于松边拉力F2，造成带产生弹性伸长量，运动过程产生相对滑动现象弹性滑动。这种现象造成主、从动轮圆周速度不同，使从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度。即v1 v2。滑动系数实际传动比：所以得理论传动比：定义从动轮对主动轮圆周速度的降低率（滑差率）为滑动系数。通常，带传动的滑动系数=（1-2）%，一般计算中可不考虑。(6.16)式小结：1、带传动的工作原理及特点；2、带传动的类型与应用；3、带传动的几何关系；4、V带标准、带轮材料及结构；5、带轮材料和结构；6、带传动的工作情况分析。布置作业：6-3-1、带传动的打滑在什么情况下发生？发生在哪个带轮上？为什么？6-3-2、带的最大应力出现在什么位置上？6-3-3、带传动的打滑和弹性滑动有什么区别？