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1、第13章带传动第1页，此课件共54页哦l带传动是通过带传动是通过中间挠性件中间挠性件(带带)传递运动和传递运动和动力的。动力的。l适用于两轴中心距较大的场合。适用于两轴中心距较大的场合。l与齿轮传动相比，具有结构简单，成本与齿轮传动相比，具有结构简单，成本低廉等优点，应用广泛。低廉等优点，应用广泛。概述概述第2页，此课件共54页哦13-1 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用1、带传动的组成：、带传动的组成：主动轮主动轮1 1、从动轮、从动轮2 2、环形带、环形带3 3。2、工作原理：、工作原理：1n2n132 安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带安装时带被张紧在带轮上，产生的
2、初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力带动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和动力。动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和动力。F0F0F0F0第3页，此课件共54页哦类型类型摩擦型摩擦型啮合型啮合型-传递功率低、带速高传递功率低、带速高3 3、带传动的类型、带传动的类型工作面工作面平带平带V V 带带特殊截面带特殊截面带多楔带多楔带圆形带圆形带第4页，此课件共54页哦-摩擦牵引力大摩擦牵引力大横截面为横截面为等腰梯形等腰梯形，侧面侧面为工作面为工作面类型类型摩擦型摩擦型啮合型啮合型-传递功率低、带速高传递功率低、带速高3 3、带
3、传动的类型、带传动的类型平带平带V V 带带特殊截面带特殊截面带多楔带多楔带圆形带圆形带第5页，此课件共54页哦 楔面为工作面，兼有楔面为工作面，兼有平带弯曲应力小和平带弯曲应力小和V V带带承载能力高的优点。承载能力高的优点。-摩擦牵引力大摩擦牵引力大-摩擦牵引力大摩擦牵引力大类型类型摩擦型摩擦型啮合型啮合型-传递功率低、带速高传递功率低、带速高3 3、带传动的类型、带传动的类型平带平带V V 带带特殊截面带特殊截面带多楔带多楔带圆形带圆形带第6页，此课件共54页哦类型类型摩擦型摩擦型啮合型啮合型-摩擦牵引力大摩擦牵引力大3 3、带传动的类型、带传动的类型-传递功率低、带速高传递功率低、带速
4、高-摩擦牵引力大摩擦牵引力大-牵引力小牵引力小-同步带同步带两轴平行、且同向转动的场合（称为两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动开口传动）。）。交叉传动交叉传动半开口传动半开口传动平带平带V V 带带特殊截面带特殊截面带多楔带多楔带圆形带圆形带第7页，此课件共54页哦2 21 14 4、带传动的几何关系、带传动的几何关系中心距中心距a a包角包角:因因较小较小,代入得代入得:带长带长:a aC CA AD DB Bd d1 1d d2 2带与带轮接触弧所对的中心角。第8页，此课件共54页哦2 21CADBd1d2a带长带长:已知带长时，由上式可得中心距已知带长时，由上式可得中心距:带传动不
5、仅安装时必须把带张紧在带轮上，而且当带工作一段时间之后，因带永久伸长而松弛时，还应当重新张紧。第9页，此课件共54页哦a a调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉滑道式张紧装置滑道式张紧装置摆架式张紧装置摆架式张紧装置a a5 5、带传动的张紧方法：、带传动的张紧方法：1.1.调整中心距调整中心距 第10页，此课件共54页哦张紧轮张紧轮2.2.采用张紧轮采用张紧轮3.3.自动张紧自动张紧自动张紧装置自动张紧装置 销轴销轴5 5、带传动的张紧方法：、带传动的张紧方法：1.1.调整中心距调整中心距 第11页，此课件共54页哦6 6、带传动的特点：、带传动的特点：l适用于中心距较大的传动；适用于中心距较大
6、的传动；l带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；l过载带与带轮之间会出现打滑，避免其它零件损坏；过载带与带轮之间会出现打滑，避免其它零件损坏；l结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。缺点：缺点：l传动的外廓尺寸较大；传动的外廓尺寸较大；l需要张紧装置；需要张紧装置；l由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；l带的寿命较短；带的寿命较短；l传动效率较低。传动效率较低。优点：优点：第12页，此课件共54页哦中小功率电机与工作机之间的动力传递。中小功率电机与工作机之间的动力传递。V V带传动应用最广，带速：带传动应用
7、最广，带速：v=525 m/sv=525 m/s 传动比：传动比：i=7i=7 效率：效率：0.90.95 0.90.957、应用：、应用：第13页，此课件共54页哦13-2 13-2 带传动的受力分析带传动的受力分析F0F0F0F0初始状态：初始状态：带两边的初拉力相等带两边的初拉力相等工作状态：工作状态：因摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等因摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等F0 为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1F2F1F2从动轮从动轮主动轮主动轮n1n20 01 1 紧边紧边拉力拉力0 02 2 松边松边拉力拉力 一、带的受力分析一、带的受力分析第14页，此课件共54
8、页哦F1 F0=F0 F2 F0=(F1+F2)/2分析分析:设带在工作前后带的总长不变，设带在工作前后带的总长不变，紧边紧边拉力增加，拉力增加，带增长带增长 ；松边松边拉力减少，拉力减少，带缩短带缩短带增长量带缩短量带增长量带缩短量紧边拉力增量紧边拉力增量=松边的拉力减量松边的拉力减量第15页，此课件共54页哦有效圆周力有效圆周力F F（有（有效拉力）效拉力）F Ff fF Ff f第16页，此课件共54页哦带传递的功率带传递的功率P P：第17页，此课件共54页哦二、带传递最大有效拉力及影响因素二、带传递最大有效拉力及影响因素打滑：打滑：带在即将打滑时带在即将打滑时F F1 1与与F F2
9、 2 的关系：的关系：带磨损加剧、传动效率降低带磨损加剧、传动效率降低传动失效传动失效当所需传递的圆周力超过带与带轮间的极限摩擦力当所需传递的圆周力超过带与带轮间的极限摩擦力总和（总和（FFf）时，带与带轮产生明显的相对滑动。时，带与带轮产生明显的相对滑动。第18页，此课件共54页哦以平带为例，dFNF1F2F+dFFf dFNdddld2d2取一小段弧进行分析：取一小段弧进行分析：参数如图 正压力：正压力：dFdFN N 两端的拉力：两端的拉力：F F 和和F+dFF+dF 力平衡条件：力平衡条件：忽略离心力,水平、垂直力分别平衡摩擦力：摩擦力：f f dFdFN N 分析打滑时分析打滑时F
10、1F1和和F2F2之间的关系：之间的关系：第19页，此课件共54页哦积分得：积分得：挠性体摩擦的基本公式挠性体摩擦的基本公式 处理：处理：第20页，此课件共54页哦第21页，此课件共54页哦有效圆周力有效圆周力F F与与初拉力初拉力F0F0、摩擦系数、摩擦系数f f 及包角及包角 有关。有关。1、F0大，大，F大，但要限制大，但要限制F0，以防带寿命降低。，以防带寿命降低。2、公式中带入、公式中带入小带轮包角小带轮包角 1，1 120。3、在相同条件下，、在相同条件下，V带能传递大圆周力。带能传递大圆周力。第22页，此课件共54页哦 V带传动与平皮带传动初拉力相等时，它们的法向力则不同。平带的
11、极限摩擦力为平带的极限摩擦力为:FN f=FQ f FN/2FN/2FQFQFNFN=FQFN=FQ/sin(/sin(/2)/2)/2/2/2/2则则V V带的极限摩擦力为带的极限摩擦力为 ：f-当量摩擦系数当量摩擦系数,f f结论：结论：在相同条件下在相同条件下 ，V V带能传递较大的功率。带能传递较大的功率。或在传递功率相同时，或在传递功率相同时，V V带传动的结构更为紧凑。带传动的结构更为紧凑。第23页，此课件共54页哦用用 f 代替代替 f 后，得以下计算公式：后，得以下计算公式：第24页，此课件共54页哦1 1、紧边和松边拉力产生的拉应力、紧边和松边拉力产生的拉应力13133 3
12、带的应力分析带的应力分析第25页，此课件共54页哦2.2.离心力产生的拉应力离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力：带在微弧段上产生的离心力：带工作时应力由三部分组成dFNcdddlr F1F2第26页，此课件共54页哦离心力离心力 F FNcNc在微弧段两端会产生拉力在微弧段两端会产生拉力 FcFc。由力平衡条件得：由力平衡条件得：dFNcdddlr F1F2Fc Fc d2d2离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力确作用在带的全长。离心拉应力：离心拉应力：往x轴投影 l离心力只发生在圆周部分，但离心拉应力却离心力只发生在圆周部分，但离心拉应力却作用于带的全长。作用于带的全长
13、。第27页，此课件共54页哦3.3.弯曲应力弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力设设y y为带的中性层到最外为带的中性层到最外层的垂直距离；层的垂直距离；E E为带的弹性模量；为带的弹性模量；d d为为带轮直径。带轮直径。y弯曲应力为弯曲应力为:V V带的节线带的节线 dV V带轮的带轮的基准圆基准圆由材料力学公式得 第28页，此课件共54页哦4.4.应力分布及最大应力应力分布及最大应力 max b2 c2n1n21 b1 2最大应力最大应力maxmax出现位置：紧边与小轮的接触处。出现位置：紧边与小轮的接触处。离心应力弯曲应力在运转过程中，带经受变应力在运转过程中，带经受变应力第2
14、9页，此课件共54页哦F0F01由力平衡条件得静止时轴上的压力为：由力平衡条件得静止时轴上的压力为：5.5.作用在轴上的力作用在轴上的力 FQF0F0FQ1212第30页，此课件共54页哦F2F2F1F113-4 13-4 带传动的弹性滑动和传动比带传动的弹性滑动和传动比 设设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为变形量为：这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动弹性滑动。紧边：紧边：松边：松边：F F1 1 F F2 2 1 1 2 2带绕过带绕过主动轮主动轮时，将逐渐缩短并沿轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑
15、动，使面滑动，使带速落后于轮速。带速落后于轮速。带经过带经过从动轮从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使面滑动，使带速超前于轮速。带速超前于轮速。从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1第31页，此课件共54页哦F2F2F1F1从动轮从动轮n2主动轮主动轮n1总有：总有：v v2 2 ddminmin五、主要参数的选择五、主要参数的选择1.1.带轮直径与带速带轮直径与带速型型 号号 Y Z A B C D E dmin 20 50 75 125 200 315 500带轮的最小直径带轮的最小直径d dminmin大带轮的直径大带轮的直径d d2 2：d d1 1 、d d2 2：
16、必须符合带轮的必须符合带轮的基准直径系列。基准直径系列。第45页，此课件共54页哦带速：带速：一般范围（一般范围（525m/s525m/s）2 2、带长和包角、带长和包角0.7(d0.7(d1 1+d+d2 2)a0 2(d 2(d1 1+d+d2 2)初定初定V V带基准长度：带基准长度：由表由表13-213-2选取接近的基准长度选取接近的基准长度L Ld d，中心距变动范围为：中心距变动范围为：考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要。(a-0.015L-0.015Ld d)(a+0.015L+0.015Ld d)中心距中心距第46页，此课件共54页哦小轮包角：小轮包角：一般应使一般应使1
17、1120120,否则可加大中心距或增加张紧轮。否则可加大中心距或增加张紧轮。3.3.初拉力初拉力保持适当的初拉力是带传动工作的首要条件。初拉力不足，会出现打滑，初拉力过大将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。其中：其中：PcPc为计算功率；为计算功率；z z为为V V带根数；带根数；v v为带速；为带速；q q为为V V带每米长的质量；带每米长的质量；k ka a为包角修正系数。为包角修正系数。第47页，此课件共54页哦设计带传动的原始数据：设计带传动的原始数据：选择合理的传动参数、确定选择合理的传动参数、确定V V带型号、长度和根带型号、长度和根数；确定带轮材料、结构和尺寸。数；确定带轮材
18、料、结构和尺寸。传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速以及对传动的外廓尺寸的要求等。以及对传动的外廓尺寸的要求等。设计带传动的主要任务：设计带传动的主要任务：第48页，此课件共54页哦带传动设计的步骤带传动设计的步骤:1.1.求计算功率；求计算功率；2.2.选择普通选择普通V V带型号；带型号；3.3.求带轮的基准直径求带轮的基准直径d d1 1 、d d2 2 ；4.4.验算带速验算带速 ；5.5.求求V V带的基准长度带的基准长度L Ld d和中心距和中心距a a；6.6.验算小带轮的包角；验算小带轮的包角；7.7.求求V V带根数带根数z z；8.8
19、.求作用在带轮轴上的压力求作用在带轮轴上的压力F FQ Q；9.9.带轮的结构设计。带轮的结构设计。第49页，此课件共54页哦13-6 V13-6 V带轮的结构带轮的结构带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构带轮的结构 实心式实心式d0dHL第50页，此课件共54页哦腹板式（一）腹板式（一）dh=(1.82)ds d0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+)H 见图见图13-8s=(0.2 0.3)B s11.5s s20.5sS1斜度斜度1：25SS2drdkdhddaLBS2第51页，此课件共54页哦dh=(1.82)d
20、s d0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+)H 见图见图13-8s=(0.2 0.3)B s20.5s腹板式（二）腹板式（二）斜度斜度1：25S2drdkdhddaBSL第52页，此课件共54页哦轮辐式轮辐式h2drdkdha1L斜度斜度1：25ddaBh1h2=0.8 h1a1=0.4 h1 a2=0.8 a1 f10.2 h1 f2 0.2 h2PnA3h1=290P功率功率n转速转速A轮幅数轮幅数第53页，此课件共54页哦节园节园节线节线组成：组成：同步带（同步齿形带）是以钢同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。13-7 同步带传动简
21、介同步带传动简介结构特点：结构特点：横截面为矩形，带面具有横截面为矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带，带轮轮面等距横向齿的环形传动带，带轮轮面也制成相应的齿形。也制成相应的齿形。传动特点：传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。周速度同步，故称为同步带传动。Pb重要参数优点：优点：1.传动比恒定；传动比恒定；2.结构紧凑；结构紧凑；3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动，传动比可达比可达10，传递功率可达，传递功率可达200 KW；4.效率高，高达效率高，高达0.98。缺点：缺点：成本高；对制造和安装要求高。成本高；对制造和安装要求高。pb节距节距 第54页，此课件共54页哦