《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第8章).doc

第八章 带传动
§8—1 概述:
一、带传动的组成和类型
1.组成: 主动带轮1,从动带轮2,传动带3。
2.工作原理: 靠带和带轮间的摩擦力或啮
合来传递运动和动力。
3.特点: 1)结构简单,成本低
2)传动平稳
3)能缓冲减振
4.类型:
1)平带传动: 优点: 结构最简单
适用: 用于中心距较大的埸合
2)V带传动: 优点:(1)两侧面为工作面,带与带轮间的摩擦力比平带大
(2)允许的传动比较大,结构更紧凑
(3)V带已标准化,生产量大,成本更低
适用: 应用最广泛
3)多楔带传动: 优点: 柔性好、摩擦大,兼有平带和V带的优点
适用: 传递功率较大、结构要求紧凑的埸合
4)同步带传动: 优点: 靠啮合传动、所需的张紧力小,传动可靠
适用:要求传动比准确、结构紧凑等埸合。
二、V带的类型和结构:
1、类型: 普通V带、窄V带、宽V带、齿形
V带、联组V带等多种。
注: 普通V带最常用,以下主要讨论普
通V带。
2、普通V带的结构等:
结构: 呈无接头环形,横截形为等腰梯形两腰夹角φ=40°
种类: 按抗拉体的不同,分二种:
1)帘布芯V带: 抗拉体为帘布,制造较方便。
2)绳芯V带: 抗拉体为线绳,柔韧性好,弯曲强度高。
型号: 分Y、Z、A、B、C、D、E七种
截面尺寸,承载能力↑
节面: 带垂直于底面弯曲时,带中既不伸长也不缩短的中性层面。
节宽bP: 带节面的宽度
轮槽节宽bp:V带轮轮槽与配用V带节宽相等处的槽宽
节圆直径dp:V带轮在轮槽节宽处的直径
基准宽度bd:国标规定的V带轮轮槽宽度
1)等于配用V带的节宽,即:bd = bp
2)bd是一个无公差规定值
基准直径dd:V带轮在轮槽基准宽度bd处的直径。计算中,可取:bd = bp
基准长度Ld:在规定张紧力下,V带中与V带轮轮槽基准宽度相重合处的周线长度。
公称长度: 以基准长度Ld表示。
注: 1)V带的截面尺寸, P.145. 表8-1.
2)V带的基准长度系列, P.146. 表8-2.
§8—2 带传动工作情况的分析: 与书中略有不同
一.几何计算:
1.包角:带与带轮的接触弧所对的圆心角
∵ a = O1O2 >> O2E = (dd2-dd1)/2
∴ β很小,于是有:
α1 =π-2β=π-(dd2-dd1)/a [rad]
= 180°- 57.3°×(dd2-dd1)/a
α2 =π+2β=π+(dd2-dd1)/a [rad]
= 180°+ 57.3°×(dd2-dd1)/a
2.基准长度Ld: ∵ cosβ=1-β2/2! β=(dd2-dd1)/2a
∴
3.中心距a:
二.带传动的受力分析:
1.预紧力FO: 安装时,带紧套在两轮上而受到的拉力。
注: 带传动不工作时,带两边的拉力均为FO
2.摩擦力Ff: 带传动工作时,主动轮1以n1转动,靠其对带的Ff使带随之运动,
带又靠Ff驱使从动带轮2转动。 图8-4.
注: 1)主动带轮1对带的Ff的方向与轮1周速同向。(∵Ff驱使带运动)
2)从动带轮2对带的Ff的方向与轮2周速反向。
3.紧边,松边: 在Ff作用下:
紧边: 带绕上主动带轮的一边。 拉力由FO增大到F1
松边: 带绕上从动带轮的一边。 拉力由FO减小到F2
4.FO,F1,F2及Ff的关系:
设: 带工作时的总长度不变(即:紧边拉伸量=松边放松量),则:
F1 - FO = FO – F2
或 F1 + F2 = 2FO: (8-1)
又: 取主动轮一侧的带为分离体,则
∴ Ff = F1 – F2 (8-2)
5.有效拉力Fe: 带与带轮间摩擦力的总和Ff,即:
Fe = Ff = F1 – F2 = 1000P/v N (8-3)
P ── 带传动传递的功率、kW;
v ── 带速、m/s。
注: 由上式可见,P、v不同,带传动所需有效拉力Fe也不同。
三.带传动的临界摩擦力Fec:
带传动有打滑趋势时,Fe(即Ff)达到最大值Fec,可定出如下:
1.临界摩擦力Fec:
不计离心力时,圆心角dθ所对的带微段受力如图8-4。由图得:
∴
(8-4)
式(8-1)、(8-2)、(8-4)和(8-5)联立求解,得临界摩擦力(即Fe的临界值)Fec:
2.Fec的影响因素:
1)预紧力F0: ① F0↗→Fec↗ 但F0过大,磨损↗,寿命↘。
② F0↘→Fec↘ 带传动工作能力不能充分发挥。
2)包角α: α↗→Fec↗ (∴带的传动比不可太大,否则α1↓)
3)摩擦系数f: f↗→Fec↗ (∴V带传动应用广泛,∵其fv较大)
四.带的应力分析:
带传动工作时,带中的应力有三种:
1.离心应力σc:
由绕在带轮上的带的离心运
动而产生:
σc= qv2/A MPa
q ── 单位长度带的质量,kg/m。
(P.149. 表8-4.)
v ── 带的线速度,m/s