第7章带传动和链传动.ppt

(2) 验算带的速度。由式（7-4）可知，传递一定功率时， 带速愈高，圆周力愈小，所需带的根数愈少，但带速过大，带在单位时间内绕过带轮的次数增加，使疲劳寿命降低。同时，增加带速会显著地增大带的离心力，减小带与带轮间接触压力。 当带速达到某一数值后，不利因素将超过有利因素，致使P0降低，设计时应使v≤vmax。一般在v=5～25 m/s内选取，以v=20～25 m/s最有利。对Y、Z、A、B、C型带vmax=25 m/s，对D、E型带，vmax=30 m/s。如v＞vmax，应减小dd。 （3）确定大带轮的基准直径dd2。大带轮基准直径 计算后也应按表7-8直径系列值圆整。当要求传动比精确时， 应考虑滑动系数ε来计算轮径，此时dd2可不圆整。 (7-18) 通常取ε=0.02。 表7-3 普通V带的基准长度系列及长度系数 7.3 带传动的工作情况分析 7.3.1 带传动受力分析 靠摩擦力传递运动和动力的带传动，不工作时，主动轮上的驱动转矩T1=0，带轮两边传动带所受的拉力均为初拉力F0， 如图7-5(a)所示；而工作时，主动轮上的驱动转矩T1＞0，当主动轮转动时，在摩擦力的作用下，带绕入主动轮的一边被进一步拉紧，称为紧边，其所受拉力由F0增大到F1，而带的另一边则被放松，称为松边，其所受拉力由F0降到F2, 如图7-5(b)所示。F1 、F2分别称为带的紧边拉力和松边拉力。 图7-5 带传动的受力分析 当取主动轮一端的带为分离体时，根据作用于带上的总摩擦力∑Ff及紧边拉力F1与松边拉力F2对轮心O1的力矩平衡条件， 可得 (7-2) 而带的紧、松边拉力之差就是带传递的有效圆周力F， 即 (7-3) 显然F=∑Ff，由图7-5(b)可以看出有效圆周力不是作用在某一固定点的集中力，而是带与带轮接触弧上各点摩擦力的总和。 有效圆周力F(N)、带速v(m/s)和带传递功率P(kW)之间的关系为 (7-4) 由上式可知，当带速一定时，传递的功率越大，所需要的摩擦力也越大。  若假设带在工作前后总长度不变，则带工作时，其紧边的伸长增量等于松边的伸长减量。由于带工作在弹性变形范围， 且忽略离心力的影响，则可近似认为紧边拉力的增量等于松边拉力的减量， 即 (7-5) 当带与带轮的摩擦处于即将打滑而尚未打滑的临界状态时， F1与F2的关系可用著名的欧拉公式表示，即 式中：α ——带轮上的包角（图7-5(b)），rad；  f——为带与带轮之间的摩擦系数（对V带传动用当量摩擦系数fV）。  将式(7-5)和(7-6)联立求解，可得传动带所能传递的最大有效圆周力Fmax，即 (7-6) (7-7) 7.3.2 传动带的应力分析 1. 由紧边和松边拉力产生的应力 (7-8) 式中：σ1——紧边拉应力, MPa；  σ2——松边拉应力；A为传动带的横截面积，mm2。  σ1和σ2值不相等，带绕过主动轮时，拉力产生的应力由σ1逐渐降为σ2 ，绕过从动轮时又由σ2逐渐增大到σ1 。 2. 由离心力产生的应力 带绕过带轮做圆周运动时，由于本身质量将产生离心力， 为平衡离心力在带内引起离心拉力FC及相应的拉应力σc。设带以速度v(m／s)绕带轮运动，带中的离心拉应力σc为 (7-9) 式中：q——带每米长度的质量，kg／m，其值见表7-2。  离心力引起的拉应力作用在带的全长上，且各处大小相等。 3. 由带弯曲产生的应力 带绕过带轮时发生弯曲(如图7-6所示)，产生弯曲应力σb(只发生绕在带轮部分上)，由材料力学公式可得 (7-10) 式中：E——带材料的弹性模量, MPa；  ρ——曲率半径, mm;对V带有 ， dd为带轮基准直径（如图7-5(b)所示）；  h′=ha(见表7-2)。 由式(7-10)可见， 带轮直径越小，带越厚，弯曲应力愈大。 图7-6 带的弯曲应力 带中各截面上的应力大小， 如用自该处所作的径向线(即把应力相位转90°)长短可画成如图7-7所示的应力分布图。可见， 带在工作中所受的应力是变化的，最大应力由紧边进入小带轮处，其值为 σmax=σ1+σc+σb1 (7-11) 在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力较小。离心应力随带速的增加而增加。  显然处于变应力状态下工作的传动带，当