湖南大学机械设计课件第8章全解.doc

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湖南大学机械设计课件第8章全解

第三篇 机械传动 本篇将要讲授如下几章: 第八章 带传动 第九章 链传动 第十章 齿轮传动 第十一章 蜗杆传动 第八章 带传动 构成如右图: ★属于摩擦传动 ★松边、紧边问题 ★张紧问题 ★带属于挠性件 适用于中心距较大的场合,结构简单、成本低、吸振、可过载保护。 不适用于有油污、高温、易燃、易爆的场合。 寿命较短,一般只有2000~3000h。 一般:带速为v=5~25m/s,传动比≤7,传动效率η0.9~0.95。 §8-1 概述 一、带传动的类型: 二、V带的类型与结构: 普通V带的结构: ◆ 有四层。 ◆ 为无接头的环形带。 ◆ 工作面是两侧面。 ◆ 产生的摩擦力比平皮带大,故能传递更大的动力。 ◆ 按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种(旧国标为O、A、B、C、D、E、F七种型号) (窄V带的截形分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种) 普通V带的主要尺寸 节面——既不伸长也不缩短的一层 节宽bp——节面的宽度 轮槽节宽Lp——轮槽上与相应V带节宽bp相等处的槽宽 截面高度h——标准规定:h/bp=0.7(窄V带为0.9) 轮槽基准宽度bd——国标规定取bd=bp 节圆直径dp——轮槽节宽处的直径 基准直径dd——取dd=dp 基准长度Ld——在规定的张紧力下,带轮基准直径dd上的周线长度 楔角φ——φ=40° 注意:新国标对普通V带和窄V带及其带轮规定有两种尺寸制——基准宽度制和有效宽度制。一般常用前者。 三、带轮的结构: 1、要求: 强度、刚度足够,无过大铸造内应力,质量小且分布均匀,高速时须经动平衡;结构工艺性好,带轮工作面光滑以减少磨损。 2、材料: 常用灰铸铁——HT150(V25m/s时)、HT200(V=25~30m/s时)。 V≥25~45m/s时,可用球墨铸铁、铸钢或锻钢。 小功率时可用铸铝或塑料。 3、结构: 实心式——d较小时。 腹板式——d中等时。 孔板式——d较大时。 轮辐式——d350时。 §8-2 带传动工作情况分析 一、受力分析: ?带必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。 ?静止时——带两边的拉力都等于初拉力F0 ?传动时——因摩擦作用,两边拉力不相等: 绕入主动轮的一边——紧边,拉力由F0增加至F1 另一边——松边,拉力由F0减少至F2 若设带的长度不变,则应有: F1-F0=F0-F2 即 F0=(F1 +F2)/2 两边拉力之差称为带传动的有效拉力,即带所能传递的圆周力,记为F F=F1-F2 实际上,F是带与带轮之间摩擦力的总和 带所能传递的功率应为: P——KW F——N V——m/s 若所需传递的圆周力超过带与带轮接触面间总摩擦力时,将产生相对滑动——称为打滑 打滑将加剧带的磨损,降低η,使运动失效,故应避免。 当带与带轮之间有全面滑动的趋势时,摩擦力将达到最大值,亦即有效圆周力达到最大值。 若不计离心力,则紧边拉力F1和松边拉力F2有如下公式: f——摩擦系数 α——包角 此式称为柔韧体摩擦的欧拉公式 上式表明,带可传递的圆周力F与下列因素有关: (1)初拉力F0——F0↑则F↑——但F0过大将加剧磨损 (2)摩擦系数f——注意改变材料、表面状况等 (3)包角α——α↑则F↑ 所以:松边常放在上面以↑α 打滑首先在小带轮上发生,因小带轮上α小些。 可推出: 不打滑条件下,带所能传递的最大圆周力为: 二、应力分析: 工作时带中的应力由三部分组成: 1、拉力产生的拉应力 紧边-- 松边-- 因为 F1F2; 所以 σ1σ2 2、离心应力σc 传动带随带轮作圆周运动,产生离心拉力 Fc=qν2 q——单位长度的质量kg/m(查表) ν——带速(m/s) 相应的离心应力为: 皮带整周上各处的σc是相等的。 3、弯曲应力σb h——带高(mm) d——带轮直径(mm,对V带取为基准直径) E——弹性系数(Mpa) σb只发生在带上包角所对的圆弧部分,且σb1σb2 。 带的应力分布图如下: 应有: σmax=σ1+σc+σb1≤[σ] 三、带的弹性滑动和打滑问题: 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。 1、弹性滑动 带从紧边绕过主动轮到松边时: 拉力由F1→F2 相应伸长量由 δ1→δ2 故有一收缩量 Δδ=δ1-δ2 此时带轮轮面间出现局部相对滑动,带速 主动轮圆周速度 同理:带轮松边绕过从动轮进入紧边时:带速 从动轮圆周速度

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