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1、项目四台钻转速的调节一、教学目标1 . 了解带传动的概念。2 .熟悉带传动分类与维护。3 .掌握带传动数据计算。二、课时分配安排4课时。三、教学重点通过本项目的学习，可以掌握带传动相关知识，具备对机器中的带传动进行 结构、运动分析及对带传动转速进行调节的能力。四、教学难点1 .熟悉带传动分类与维护。2 .掌握带传动数据计算。五、教学内容如图4-1所示，台式钻床，亦称台钻，是用于加工小型工件上的直径在16 mm以下的各种小孔的金属切削机床。台钻工作时，电动机输出动力，通过塔 式皮带轮变速将动力传递给主轴，主轴带动钻头旋转并移动，完成孔加工。形状和尺寸相适应，轮槽数和传动带的根数相等，轮槽尺寸见表
2、4-4。表4-4 V带轮(基准宽度制)的轮槽尺寸(摘自GB / T13575.-1992) (mm)b. bd项 目符号槽型YZ SPZA SPAB SPBC SPCDE基准宽度5.38.511.014.019.027.032.0基准线上槽深h amin1. 62.02. 753.54.88.19.6基准线下槽深h imtn4.77.09.08.711.010.814.014.319.019.923.4槽间距e80. 3120. 3150.3190.425. 50. 5370.644. 50. 7最小槽边距f mm679IL 5162328最小轮缘厚8 min55.567.101215带轮宽B
3、B= (n-1) e + 2f (z 为轮槽数)外径Lda =九 + 23轮 槽 角V32相应的 基准直 径九60 34801181906u一.一一47580118190315475600偏差30从表4-4中可以看出，带轮的梯形轮槽的槽角有32。、34。、36和38。四种，它们都小于传动带两侧面的夹角40 o这是因为传动带在带轮轮槽中弯 曲时，它的截面形状也会发生变化，宽边由于受拉而变窄，窄边由于受压而变宽， 使得传动带两侧面的夹角变小。为了使传动带的工作侧面与轮槽的两侧面贴合紧 密，因此将轮槽的槽角做得稍小一些。2)轮毂轮毂是带轮上与轴配合的部分。3)轮辐轮辐是带轮上连接轮毂与轮缘的部分。如
4、图4-9所示，根据带轮直径的不同,V带轮按照轮辐结构不同分为实心式、腹板式、孔板式和轮辐式四种结构形式。 当带轮基准直径dW53)d0时，可采用实心式带轮；当d,W300 nlm时，可采 用腹板式带轮；尺寸较大的腹板轮，为了便于加工、安装和减轻重量，常在腹板 上均匀分布48个直径大小一样的圆孔，制成孔板式带轮；当dd30。mm时, 可采用轮辐式带轮,辐条的截面常做成椭圆形；为了减少带轮回转时的空气阻力， 椭圆形截面的长轴应在带轮的回转平面内。(a )实心式(b )腹板式(c )孔板式(d )轮辐式图4-9带轮结构形式3 . V带传动工作情况分析(1)带传动受力分析(a )(b)图4-10带传动
5、工作情况分析如图4T0 (a)所示，带传动安装后，工作前，需将传动带紧套在两个带轮 的轮缘上。这时，传动带各处都受到初拉力F。的作用。当带传动工作时一，主动 带轮以转速m转动，由于初拉力F。的存在，使带和带轮接触表面间产生摩擦力如图4-10 (b)所示。主动带轮靠摩擦力带动传动带运动，传动带又靠摩擦 力带动从动带轮运动。此时传动带两边的拉力发生了变化。传动带绕入主动带轮 的一边被拉紧，拉力由F。增大到F.,称为紧边；另一边相应地被放松，拉力由 F。减小到F2,称为松边。两边拉力的差值称为带传动的有效圆周力，以F表示, 即F=F-F2o带所能传递的有效圆周力F应等于带与带轮之间摩擦力的总和，即
6、F=FF2=Ft。带传递的最大有效圆周力Fma=2Fo(efa，-l)/(e,a+l)式中，e自然对数的底，e=2.718； f摩擦系数，V带传动为当量摩 擦系数fv； at传动带在小带轮上的包角(如图4T1所示，包角为带与带轮 的接触弧所对应的圆心角)o小带轮包角a I越大，有效圆周力F也越大，带的传动能力越强。反之，小 带轮包角a 越小，对传动越不利。为了保证带的传动能力，应验算小带轮上的 包角a”要求小带轮包角a 2120 ,其计算公式为：a 产 180 -(dd2-ddl) /aX57. 3式中：dm主动带轮基准直径，mm； dd2从动带轮基准直径，mm； a一一中心矩，mm。如果带传
7、递的圆周力不超过带与带轮之间的极限摩擦力，带传动将正常工作。 否则，带将在带轮上打滑，使传动失效。(2)带传动的滑动分析传动带在带轮上的滑动有弹性滑动和打滑两种情况。1）弹性滑动图4T2带传动的弹性滑动2）打滑3）传动比在带传动中，由于弹性滑动的存在，从动轮的实际圆周速度V2总小于主动 轮的圆周速度vi,其降低的程度可用滑动系数来表示，实际传动比（主动带轮 转速m与从动带轮转速出之比）的计算公式为：i=n1/n2=D2/（l- e ）Dj式中：A主动带轮的实际转速,r/min； n2从动带轮的实际转速,r/min；D.主动带轮的直径，mm； D2从动带轮的直径，mm； 滑动系数。在工程实际中，
8、通常滑动系数=0.010.02, 一般计算中可忽略不计，故 带传动传动比i=ni/n2D2/D1式中：n,主动带轮的理论转速,r/min； n2从动带轮的理论转速,r/min；Di主动带轮的直径，mm； D2从动带轮的直径，mm。4 .带传动的失效形式传动带在工作中，各截面的位置是不断变化的，因此应力值也不断变化，容 易产生疲劳破坏，产生失效。同时，当带传动所需要的圆周力大于极限摩擦力时， 传动带将在带轮上打滑，带传动将不能正常工作，也会产生失效。三、带传动的张紧、安装与维护1 .带传动的张紧带传动工作一定时间后，传动带会发生松弛现象，使初拉力降低，影响带的 正常工作。应采用张紧装置来调整带的
9、张紧力。常用的张紧方法和装置如表4-5 所示。表4-5带传动的张紧方法和装置张紧方法示意图说明调整中心距调整中心距定期张紧使用时.旋转调整螺母. 使机座绕销轴转动,将带 轮调整到合适位置.使带 获得所需的张紧力.然后 固定机座。用于垂直或接近垂直的 时动。使用时.放松固定螺拴. 旋转调节螺钉,可使带轮 沿导轨移动.调行带的张 紧力.当带轮调整到合适 位置时.即可拧紧固定 螺栓。用于水平或接近水平的 传动。调整中心距自动张紧扫13使用时.利用自币:自动张 紧传动带。用于小功率传动。使用张 紧轮口为了不使小带轮的包用减 少过多张紧轮应安装在 松边内侧,并尽段匏近大 带轮。用于V带传动,中心矩固 定
10、的场合。国43张紧轮安装在松边外侧. 并尽豉靠近小带轮，这样 可以增加小带轮的包的Q 用于平带传动.中心矩 小，传动比大的场合,但 寿命较短。张紧方法示意图说明2.带传动的安装与维护带传动的正确安装、使用和维护可以使带传动发挥应有的传动能力，延长使 用寿命。（1）带传动的安装1）带轮的安装安装时，主动带轮与从动带轮的轮槽应对正。如图4-13所示，两带轮轮 槽的对称平面应重合，V带传动轮宽对称平面位移度误差AeW0.2a/100 mm, 以免加速带的扭曲和两侧面过早磨损，降低带的寿命。平行轴传动时，两带轮的 轴线应尽量保持平行，其轴线平行度误差 9应小于20。一a1 1 hH图4-13两带轮的正
11、确位置图4-14带轮的合理位置为了便于传动带的装拆，带轮应布置在轴的外伸端，如图4-14所示。2）传动带的安装应通过调整中心距的方式来安装和张紧传动带，严禁用撬棍等工具将带强 行撬入或撬出带轮。为了使各根传动带受载比较均匀，同组使用的V带型号应相同，避免新旧 带混合使用以防加速新带的损坏。对于重要的带传动，安装时还要测量带的初拉力，测量方法如图4-15所 示。在带与两带轮的切点距离的中点M处，垂直于传动带方向施加一测量载荷 Fg,然后测量传动带产生的挠度，若跨距每100 mm长所产生的挠度为1. 6 mm, 则认为传动带的张紧程度合适。不重要的带传动，带的张紧程度以大拇指能将带 按下15mm为
12、宜，如图4-16所示。新带使用前，最好预先拉紧一段时间后再使用。图4-15带初拉力的测量图4-16V带张紧程度图4-16V带张紧程度V带在轮槽中的位置要正确。如图4-17 (a)所示，V带的外边缘应与带 轮的轮缘平齐(新安装时可略高于轮缘)，带的底面与轮槽底面有一定间距，以 保证V带与轮槽的工作面充分接触。如图4T7 (b)所示，若V带的外边缘高出 轮缘太多，则接触面积减小，带传动能力降低。如图4-17 (c)所示，若V带的 外边缘进入轮槽太深，则会使V带的底面与轮槽的底面接触，使两个工作表面接 触不良，V带与带轮之间的摩擦力丧失。(a)正确(b)错误(c)错误图4-17V带在轮槽中的正确位置
13、带传动工作一段时间后要重新调整张紧力，以保证正常工作。(2)带传动的维护1)为保证安全生产，带传动必须安装防护罩。2)带传动不需润滑，禁止往带上加润滑油或润滑脂，应及时清理带轮槽内及 传动带上的油污。3)应定期检查传动带，如有一根松弛或损坏则应全部更换新带。4)带传动的工作温度不应超过60 o5)如果带传动闲置，应将传动带放松。6）带传动不宜在阳光下暴晒，避免老化。台钻转速的调节项目工单：参照图4-1所示台钻结构图，调节台钻转速。一、台钻结构分析台钻结构如图4-18所示,钻头安装在主轴孔内，电动机通过五级带轮传动， 可使主轴获得五种转速。头架连同电动机和五级带轮等可在立柱上下移动，还可 绕立柱
14、轴线任意转动，待调整到适当位置后可用锁紧手柄锁紧。工作台也可沿立 柱上下移动或转动，调定适当的位置后用锁紧手柄锁紧。松开锁紧螺钉时，工作 台可在垂直平面内左右倾斜45。钻孔时，将工件固定到工作台上，按动按钮， 电动机带动钻头做旋转运动，同时扳动进给手柄使钻头做进给运动，完成钻孔加 工。头架进给手柄 主轴工作台底座头架进给手柄 主轴工作台底座电动机螺钉锁紧于-柄 立柱锁紧螺钉图4-18台钻结构分析二、工具选择 手锤、铜棒。三、工作实施1 .拆卸机盖放松台钻上方螺钉，取下机盖，如图4-19所示。图419拆卸机盖2 .调整主动轮上的带如图4-20所示，用左手固定从动轮,右手在主动轮上用大拇指向下按住
15、带, 左手逆时针转动从动轮，使主动轮上的带自动滑到下面的轮槽中。图4-20调整主动轮上的带图4-21调整从动轮上的带图4-1台式钻床一、带传动概述1 ,带传动的组成和工作原理主动带轮传动带从动带轮图4-2带传动如图4-2所示，带传动一般是由主动带轮、从动带轮、张紧在两带轮上的传3 .调整从动轮上的带如图4-21所示，左手抓紧钻夹头，右手大拇指向下按住带，左手逆时针转 动主轴，带在从动轮的带动下，自动滑入到下面的轮槽中。4 .调整的带张紧力(1)用右手拇指按住皮带，检查张紧力是否合适，如图4-22所示。图4-22测量带的张紧力图4-23放松调节螺钉(2)逆时针放松两侧调节螺钉，如图4-23所示。
16、(3)如图4-24所示，用铜棒、手锤调整电动机位置，直到大拇指能将带按下15 mm为止。(4)拧紧两侧的螺钉。图4-24调整电动机位置图4-25安装机盖5 .安装机盖安装机盖，拧紧台钻上方螺钉，如图4-25所示。六、课后作业1 .国标规定，三角带有 七种类型，代号B2240，表示O2 .为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过 根。(A)4(B)6 (C)2 (D)103 .带传动中，打滑和弹性滑动有何不同?动带以及机架组成的。工作时，原动机驱动主动带轮转动，依靠带与带轮之间的 摩擦力或啮合力，实现运动和动力的传递。2.带传动的类型根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两
17、种类型。(1)摩擦带传动平带传动(b)三角带传动(c)多楔带传动(d)圆带传动图4-3摩擦带传动的类型1)平带传动图4-4平带传动的结构形式图4-4平带传动的结构形式2 ） V带（三角带）传动3）多楔带传动4）圆带传动（2）同步带传动图4-5同步带传动同步带传动是常用的啮合带传动，如图4-5所示，依靠带轮上的齿与带上的 齿或孔啮合来传递运动和动力。工作时，带与带轮间为啮合传动，没有相对滑动， 可保持主、从动轮线速度一致。同步带传动的平均传动比较准确，且传动比的范 围较大（i=1020）；带较薄，速度较高（可达4080 m/s）；强力层强度高， 传递功率较大（可达200 kW）,传动效率也较高（
18、0.960.98）。但同步带传动 的制造和安装精度要求较高，成本高。同步带传动在磨床、汽车、纺织机械、自 动化设备、计算机中均有应用。3 .带传动的特点及应用（1）带传动的特点1）传动带有弹性，能缓冲、吸振，传动平稳，噪音小。2）摩擦带传动过载时带在带轮上打滑，可防止损坏其他零件，起到安全保护 作用。3）带传动适用于两轴中心距较大的场合。4）结构简单，制造、安装和维护方便，成本低廉。5）摩擦带传动带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比, 传动精度和传动效率较低。6）带传动的传动效率较低，外廓尺寸较大。寿命短，对轴和轴承的压力大， 需经常更换。（2）带传动的应用场合二、V带传动L
19、V带的结构和尺寸标准V带按照结构特点和用途不同分为普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带和 大楔角V带等，其中以普通V带和窄V带应用较广。窄V带如图4-6所示，是用 合成纤维绳作抗拉体的新型V带。与普通V带相比，当高度相同时，窄V带的宽 度约缩小1/3,而承载能力可提高1.52. 5倍，适用于传递动力大而又要求传 动装置结构紧凑的场合。V带结构标准V带都制成无接头的环形，其结构如图4-7所示，由包布、顶胶、抗拉 体（强力层）和底胶四层构成。包布层多由胶帆布制成，是V带的保护层。顶胶和 底胶主要由橡胶组成，当传动带在带轮上弯曲时可分别伸张和压缩。抗拉体的结 构形式有帘布结构（由几层胶帘布组成）和线绳
20、结构（由一排胶线绳组成）两种，用 于承受基本的拉力。帘布结构V带制造方便，抗拉强度高，型号齐全，但柔韧性 和抗弯强度不如线绳结构好，适用于载荷较大的传动。线绳结构V带比较柔软, 抗拉强度较低，适用于高速、轻载、带轮直径较小的场合。（1） V带尺寸标准我国生产的V带的尺寸已标准化，普通V带的尺寸按照截面尺寸由小到大分 为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，窄V带的尺寸按照截面尺寸由小到大分为 SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。各种型号V带截面尺寸见表4-1。表4-1 V带（基准宽度制）的截面尺寸（摘自GB/T 115441997）mmhh带型节宽 bj mm顶宽 b/mm高度A/mm每米质
21、量q (kg/m)楔角eV带Y5.3640. 03Z8.51060. 06A111380. 11B14171119C1922140. 33D2732190.66E3238231.02窄带SPZ81080. 07SPA1113 11U0. 12SPB1417110. 20SPC1922180.37V带在规定张紧力作用下绕在带轮上时长度不变的一层称为中性层，沿中性 层形成的面称为节面。节面的宽度称为节宽bp, V带中性层的周线长度称为基准 长度Ldo V带(基准宽度制)的基准长度Ld系列见表4-2o表4-2V带(基准宽度制)的基准长度Ld系列(GB/T 13575. 11992) (mm)基准长度
22、 Lj/mm200、 224、 250、 280、 315、 355、 400、 450、 500、 560、 630、 710、 800、 900、 1000. 1120、 1250、 1400、 1600、 1800、 2000、 2240、 2500、 2800、 3150、 3550、 4000、 4500、 5000、 5600、 6300（2） V带的标记普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标准号组成。V带的标记示例 如下:4 露以徵R畤嬲7V带的标记一般压印在胶带的外表面上，以供识别和选用。2.V带轮带传动一般安装在传动系统的高速级，故带轮的转速较高。要求带轮重量轻, 有足够
23、的强度，质量分布均匀，结构工艺性好，制造方便。带传动属于摩擦传动， 因此带轮梯形槽的工作表面应有适当的表面粗糙度。(1)带轮的材料V带轮的基准直径表4-3 V带轮的基准直径系列mm基准直径J带型基准 直径 心带型YZSPZA SPABSPBCSPCDEYZSPZASPABSPBCSPCDEd d外径d.外径d.2022. 1252831. 535. 523. 225. 628. 231. 231. 738. 7160170180200212224164181204165. 5185. 5205. 5167177187207* 209. 6* 221. 6233. 6228229.o40 155
24、0 56637175 808590 95 100 106 112 118 125 132 140 15043. 248. 253. 259. 266. 274. 283. 293. 2103. 2115. 2128. 2* 54* 606775798494104116129136144154* 80. 5 * 85. 5 * 90. 595. 5 100. 5 105. 5 111. 5 117. 5 123. 5 130. 5 137. 5 145. 5 155. 5* 132* 13914715723625026528030031533535537540042545047550053056
25、0600630670254284319359404504631255.285.320.360.405.455.505.565.635.555555555257287322362407157507567607637215.259.289.309.324.314.364.409.459.509.569.609.639.6666666666666371.391.416.441.466.491.516.572.616.6 16.2222222222519.549.579.619.649.689.222222*只用于普通V带。(2) V带轮的结构如图4-8所示，V带轮的结构一般由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成。轮辐图4-8带轮的结构1)轮缘轮缘是带轮上具有梯形槽的部分。轮槽的截面形状和尺寸都与传动带的截面