机械设计基础第8节.ppt

第8章 带传动 带传动是在主动轮、从动轮之间通过皮带来传递运动和动力的，属于挠性传动。与其他机械传动（如齿轮传动）相比，其结构简单、成本低廉，在工程上得到了广泛的应用。通常，带传动用于减速装置，一般安装在传动系统的高速级。本章对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法，重点讨论V带传动的设计计算及使用与维护。 8.1 带传动的组成、工作原理、类型、特点和应用 8.1.1 带传动的组成和工作原理 带传动通常由主动轮1、从动轮2和传动带3组成，如图8.1所示。带传动在工作前，传动带被张紧在两带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生一定的正压力，当主动轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，拖动从动轮一起同向回转，从而实现运动和动力的传递。 8.1.2 带传动的类型 按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型和啮合型两大类。按传动带横截面形状的不同，带可分为平带、V带、多楔带、圆带、同步齿形带等多种类型，如图8.2所示。 8.1.3 带传动的特点和应用 带传动的优点主要体现在以下几个方面。 (1) 传动带具有良好的挠性，因此传动平稳、噪声小，还能起到缓和冲击、吸收振动的作用。 (2) 过载时，带与带轮之间会出现打滑现象，这样可以避免机器中其他零件被损坏，起到过载保护的作用。 (3) 结构简单，制造、安装精度要求低，成本低廉，维护方便。 (4) 适用于中心距较大的传动。 带传动的主要缺点如下。 (1) 由于带与带轮之间存在不可避免的弹性滑动现象，因此带传动不能保证恒定不变的传动比。 (2) 带的寿命较短，不宜在易燃、易爆、高温、油、水、酸、碱、盐等恶劣环境下工作。 (3) 带与带轮之间需要较大的压力，因此对轴和轴承的压力较大，使得带传动的外廓尺寸较大。 (4) 与齿轮传动相比，带传动的效率较低。 (5) 需要设置专门的张紧装置。 带传动多用于两轴平行且同向转动的场合（称为开口传动），在中、小功率的电机与工作机之间进行动力传递，其中，V带传动应用最广。一般情况下，V带传动的功率P≤100kW，线速度v=5～25m/s，传动效率为94%～97%，平均传动比i≤5。因带传动具有缓冲、吸振的作用，所以在多级传动系统中，带传动通常安排在高速级。 8.2 普通V带与带轮 8.2.1普通V带的构造和标准 1.普通V带的构造 普通V带都制成无接头的环形，其横截面结构如图8.3所示，它主要由顶胶、底胶、抗拉体和包布4部分组成。 2 .V带的标准 普通V带是标准件，按截面尺寸的大小分为Y、Z、A、B、C、D、E7种型号。在同等条件下，截面尺寸越大，可传递的功率也越大。 8.3 带传动的设计 8.3.1 带的受力分析 为保证带传动的正常工作，传动带必须以一定的初拉力F0张紧在两带轮上， F0称为预紧力。当带传动处于静止状态时，带上下两边的拉力相等，均为F0，如图8.4（a）所示。 带传动工作时，由于带与带轮之间产生摩擦力，带两边的拉力将发生变化，如图8.4（b）所示。 8.3.2 带的应力分析 带传动工作时，带中的应力由以下3部分组成。 1.由拉力产生的拉应力 2.由离心力产生的离心拉应力 3.弯曲应力 8.3.3 带传动的失效形式和设计准则 由带的受力分析及应力分析可知，带的主要失效形式有以下几种。 （1） 打滑。 （2） 疲劳破坏。 （3） 过度磨损。 8.3.4 单根普通V带的基本额定功率 单根普通V带的基本额定功率是指在特定条件下，单根V带不打滑同时具有一定的疲劳强度和使用寿命时所能传递的功率，用P0表示。其中，特定条件是指：特定的基准长度、工作平稳、两带轮的包角α1=α2=180°、抗拉体为化学纤维绳芯结构等。 8.3.5 带传动的参数选择和设计的计算方法 设计V带传动一般的已知条件是：V带的工作用途和工作条件；原动机的类型；载荷的性质；传递的功率P；主动带轮与从动带轮的转速n1、n2（或n1和传动比）；安装和传动的外廓尺寸要求等。 带传动设计的主要任务是：合理选择参数，确定V带的型号、基准长度和根数；确定两带轮的中心距；确定两带轮的基准直径、材料和结构尺寸；计算初拉力及作用在轴上的压力；设计张紧装置等。 带传动设计计算的一般步骤如下。 1.确定计算功率Pc 2.确定V带的型号 3.确定大、小带轮的基准直径dd1、dd2并验算带速 4.确定中心距a和带的基准长度并演算小带轮的包角α1 5.确定V带的根数 6.确定单根V带的预紧力F0 7.计算V带作用于轴上的压力FW 8.V带轮的结构设计 8.4 带传动的使用 由于带是弹性体，传动带受拉力作用后会产生微量的弹性伸长。传动带在工作时，由于紧边拉力大于松边拉力，所以紧边