機(jī)械設(shè)計(jì)第2章帶傳動(dòng)

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1、第2章帶傳動(dòng)教學(xué)基本要求1．了解帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用2．了解V帶與帶輪的材料、結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)3．掌握帶傳動(dòng)受力分析及應(yīng)力分析，掌握彈性滑動(dòng)與打滑的理論4．掌握帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并掌握V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法5．了解帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù)重點(diǎn)與難點(diǎn)1．帶傳動(dòng)的受力及應(yīng)力分析、彈性滑動(dòng)與打滑2．帶傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法第2章帶傳動(dòng)2.1概述帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶及機(jī)架組成。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶的傳動(dòng)過程：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶與輪的摩擦2．1．1帶傳動(dòng)的類型V帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)平型帶傳

2、動(dòng)圓型帶傳動(dòng)一、帶傳動(dòng)的分類FN=FQ∴V帶傳力大F′=fFN=fFQ∵f＜fv平帶：V帶：FQFNFN∴fFQ＜fvFQ結(jié)論：1.開口傳動(dòng)二、帶傳動(dòng)的形式2.交叉?zhèn)鲃?dòng)3.半交叉?zhèn)鲃?dòng)平帶兩輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)兩軸空間交錯(cuò)帶磨損快兩輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲小,可緩沖吸振,有過載保護(hù),可遠(yuǎn)距離傳動(dòng),結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝和維護(hù)方便,但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確,效率較低,壽命較短,且對軸的壓力大。特點(diǎn)：應(yīng)用：常應(yīng)用于傳動(dòng)比不要求準(zhǔn)確、功率P<100kW、v=5~25m/s、傳動(dòng)比i<7以及有過載保護(hù)的場合。2．1．2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用2.2V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)2．2．1V帶

3、類型與標(biāo)準(zhǔn)V帶型號(hào)：Y、Z、A、B、C、D、E小大節(jié)線——帶彎曲時(shí)長度不變的周線，節(jié)面——全部節(jié)線組成的面節(jié)寬bp——節(jié)面的寬度普通V帶和窄V帶的標(biāo)記由帶型、基準(zhǔn)長度和標(biāo)記號(hào)組成，見如下示例：A－1400GB11544－89國標(biāo)代號(hào)基準(zhǔn)長度v帶型號(hào)1.V帶輪槽尺寸標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)v≤25m/s時(shí)，用HT150；當(dāng)v=25～30m/s時(shí)用HT200；當(dāng)≥25～45m/s時(shí)用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料.2.帶輪的材料2．2．2V帶輪S型-實(shí)心帶輪P型-腹板帶輪H型-孔板帶輪E型-橢圓輪輻帶3.帶輪的結(jié)構(gòu)1、帶長acosβadd1dd2β

4、2．2．3帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算2、小帶輪包角FO——由預(yù)緊產(chǎn)生的拉力1.受力特點(diǎn)單位：F(N)；v(m/s)；P(KW)F1－FO=FO－F2正常工作時(shí)：F=帶與帶輪間摩擦力的總和∑FfF=F1－F2——有效拉力（圓周力）上邊：FOF2下邊：FOF1拉力差2.3.1受力分析2．3帶傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)帶與帶輪即將打滑時(shí)：2.歐拉公式對于V帶以fv代替fα1——小帶輪的包角α1，單位：rad——?dú)W拉公式2．3．2帶傳動(dòng)的最大有效拉力及其影響因素1F0，F(xiàn)0↑→Fmax↑但F0過大→對軸及軸承的壓力↑；磨損↑壽命↓F0↓→ΣFf↓→帶不易運(yùn)轉(zhuǎn),跳動(dòng)打滑2

5、α，α↑→Fmax↑一般αmin≧120°3f，f↑→Fmax↑f(fv)隨結(jié)構(gòu)、材料而定結(jié)論：2．3．3帶的應(yīng)力分析1.由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力從主帶繞過當(dāng)v一定時(shí)，F(xiàn)c、σc一定，并作用于帶的全長q——單位長度上的質(zhì)量kN/m2.由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力結(jié)論：Fc=qv2為避免σc過大，則v≤25～30m/s彎曲應(yīng)力之發(fā)生在帶與帶輪的圓弧接觸部分，且σb1＞σb23.彎曲應(yīng)力dd——中性層dd——基準(zhǔn)直徑（計(jì)算直徑）（槽輪基準(zhǔn)寬度bd處帶輪的直徑）結(jié)論：4.總應(yīng)力②帶受交變應(yīng)力的作用σmax=σ1+σc+σb1①σmax發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處總結(jié)

6、論：1.彈性滑動(dòng)（v相等）拉力降A(chǔ)重合帶輪A1BB1帶回縮＜∴AB⌒A1B1⌒即：v＜v1同理在從動(dòng)輪一邊有：v2＜v——微量相對滑動(dòng)（彈性滑動(dòng)）2．3．4帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)、打滑和滑動(dòng)率3.打滑（帶與輪間的顯著相對滑動(dòng)）原因：過載后果：帶嚴(yán)重磨損，不能正常工作2.彈性滑動(dòng)對傳動(dòng)比的影響滑動(dòng)率ε=0.01～0.022．4V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)一、失效形式：打滑、疲勞破壞二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：不打滑、有足夠的疲勞強(qiáng)度和使用壽命2．4．1帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則三、單根V帶能傳遞的功率疲勞強(qiáng)度條件不打滑條件單根V帶的基本額定功率P0是根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)和分析確定的。

7、實(shí)驗(yàn)條件：傳動(dòng)比i=1、包角α＝180°、特定長度、平穩(wěn)的工作載荷。在使用條件不同時(shí)，i≠1、α≠180?或?qū)嶋H帶長不等于特定帶長，需修正。2．4．2V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)的已知條件為：傳動(dòng)的工作情況，功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i），以及空間尺寸要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定V帶的型號(hào)、長度L和根數(shù)Z、傳動(dòng)中心距a及帶輪基準(zhǔn)直徑，畫出帶輪零件圖等。1.確定計(jì)算功率式中：??傳遞的名義功率（如電動(dòng)機(jī)的額定功率，）；??工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)KA工作情況KA軟啟動(dòng)硬啟動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)/h＜1010～16＞16＜1010～16＞16載荷變動(dòng)微小離心

8、式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)等1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī)、木工機(jī)械等1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大制磚機(jī)、