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机械设计基础第12章带传动解读

CONTENTS

带传动概述

带传动主要类型及特点

带传动设计基础

带轮与轴设计

带传动的安装、调试与维护保养

案例分析:典型带传动系统设计实例解析

带传动概述

01

定义

带传动是一种通过传动带将原动机的动力传递给工作机的机械传动方式。

分类

根据传动带的类型和工作原理,带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动两大类。其中,摩擦型带传动又可分为平带传动、V带传动、多楔带传动和圆带传动等。

工作原理:带传动的工作原理是依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。当原动机驱动主动带轮旋转时,由于摩擦力的作用,传动带被带动并紧贴在主动带轮和从动带轮上,从而将动力传递给从动带轮。

特点

结构简单,制造成本低,维护方便。

传动平稳,噪音小,适用于高速传动。

01

02

传动效率和精度相对较低,不适合用于大功率和高精度要求的场合。

过载时,传动带会在带轮上打滑,起到过载保护作用。

应用领域

带传动广泛应用于各种机械设备中,如汽车、拖拉机、机床、工程机械、农业机械等。在这些设备中,带传动主要用于传递动力和运动,如发动机的曲轴带轮通过V带驱动发电机、水泵等附件。

发展趋势

随着科技的不断进步和机械制造业的不断发展,对带传动的性能要求也越来越高。未来,带传动将朝着以下几个方向发展

高性能化

通过采用新材料、新工艺和新技术,提高传动带的强度、耐磨性、耐热性和耐油性等方面的性能,以适应更高速度和更大功率的传动需求。

带传动主要类型及特点

02

V带传动的带轮槽为V形,可以很好地与V带配合,使得结构紧凑,占用空间小。

结构紧凑

V带与带轮之间接触面积小,压力分布均匀,传动效率高。

传动效率高

V带传动可以传递较大的功率,适用于重载、高速等场合。

适用于大功率传动

V带传动对中心距和轴线平行度要求较高,安装和调整相对复杂。

对中心距和轴线平行度要求较高

多楔带与带轮之间接触面积大,摩擦系数高,传动效率高。

传动效率高

适用于高速、重载场合

结构复杂

对轴线平行度要求较高

多楔带传动可以传递较大的功率和扭矩,适用于高速、重载等场合。

多楔带传动的结构相对复杂,制造和安装精度要求较高。

多楔带传动对轴线平行度要求较高,安装和调整相对复杂。

A

B

C

D

带传动设计基础

03

打滑、疲劳破坏、带的工作面磨损、瞬时过载断裂

在不打滑的前提下,具有一定的疲劳强度和寿命

设计准则

失效形式

材料选择

强度高、弹性好、耐磨、耐油、耐热、耐老化等性能优异的材料,如橡胶、尼龙等

结构选择

根据带的传动功率、速度、工作环境等因素选择合适的带型,如平带、V带、多楔带等

采用张紧轮张紧,调整中心距张紧,采用自动张紧装置等

张紧方法

调整张紧轮的位置或采用弹性元件自动调整张紧力,以保证带传动的正常工作

调整方法

带轮与轴设计

04

材料选择

带轮常用材料包括铸铁、铸钢、铝合金等,选择时需考虑带轮的强度、耐磨性、耐腐蚀性以及成本等因素。

制造工艺

带轮的制造工艺主要包括铸造、锻造、焊接和切削加工等。铸造工艺适用于形状复杂的带轮;锻造工艺可得到较高的强度和韧性;焊接工艺适用于大型或异型带轮;切削加工则用于精度要求较高的场合。

轴的结构设计需考虑轴上零件的装配、定位、固定以及轴的加工和装配工艺等因素。常见的轴结构有阶梯轴、光轴和空心轴等。

轴的结构设计

轴的强度校核主要包括弯曲强度校核和扭转强度校核。弯曲强度校核时,需计算轴在弯矩作用下的应力,并判断其是否满足许用应力要求;扭转强度校核则需计算轴在扭矩作用下的应力,并进行相应的强度判断。

强度校核

VS

轴承是支撑轴旋转的重要部件,其选用需根据轴的转速、载荷、工作环境以及成本等因素综合考虑。常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承两大类,其中滚动轴承具有摩擦系数小、效率高、寿命长等优点,而滑动轴承则能承受较大的冲击载荷和振动。

寿命计算

轴承的寿命计算通常基于疲劳寿命理论,通过计算轴承在给定工作条件下的疲劳寿命来评估其可靠性。具体计算时,需考虑轴承的载荷、转速、工作环境以及材料等因素,并结合相应的疲劳寿命曲线或公式进行求解。

轴承选用

带传动的安装、调试与维护保养

05

根据带传动的型号和规格,确定两个带轮之间的中心距,并确保其精度符合要求。

检查带轮是否有裂纹、毛刺等缺陷,检查带的长度、宽度、厚度等尺寸是否符合要求,以及带齿是否完整、排列是否整齐。

清除安装表面的油污、杂质等,确保安装表面干净、平整。

确定带轮中心距

检查带轮和带

清洁安装表面

02

04

01

定期对带传动进行检查,包括带的张紧力、磨损情况、啮合情况等,发现问题及时处理。

定期清洁带传动,清除油污、杂质等,保持其良好的工作状态。

当带传动出现严重磨损、断裂等问题时,需要及时更换或维修,以确保设备的正常运行。

03

根据实际需要,对带传

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