基本要求及重點、難點9.1概述9.2V帶和V帶輪14.3帶傳動的工作情況分析*14.4V帶傳動的設計計算與實例分析14.5V帶傳動的張緊、正確安裝與維護,1,基本要求:1）掌握帶的類型及應用。2）掌握V帶傳動的特點。3）掌握彈性滑動和打滑的概念及區(qū)別。4）了解帶傳動的傳力特性。,重點：1）帶的類型及應用。2）彈性滑動和打滑的概念及區(qū)別。難點：1）彈性滑動和打滑的概念及區(qū)別。2）帶傳動的傳力特性。,2,9.1概述,工作原理和特點：帶輪機構主要由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的傳動帶組成，當原動機驅動主動輪時，借助帶輪和帶間的摩擦或嚙合，傳遞兩軸(或多軸)間的運動和動力。特點：機構簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉、不需潤滑、可以緩沖。,3,按傳動原理分類：摩擦型，嚙合型。,9.1.1帶傳動的類型和傳動形式,4,摩擦帶傳動按帶的截面形狀分類：平帶、V帶、多楔帶和圓帶等。,按帶輪軸線相對位置和轉動方向分類：開口、交叉和半交叉?zhèn)鲃印?5,6,開口傳動,7,8,交叉?zhèn)鲃?9,10,半交叉?zhèn)鲃?11,12,有張緊輪的平行軸傳動,13,14,15,多從動輪傳動,16,17,應用中注意的問題,18,19,平帶的應用1,20,平帶的應用2,21,22,V型帶的應用,23,24,齒型帶的應用,25,9.1.2帶傳動的優(yōu)缺點,優(yōu)點：因帶是彈性體，能緩和載荷沖擊，運行平穩(wěn)無噪聲；過載時將引起帶在帶輪上打滑，可防止其他零件損壞；制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴格；可增加帶長以適應中心距較大的工作條件。,缺點：帶與帶輪的彈性滑動使傳動比不準確，效率較低，壽命較短；傳遞同樣大的圓周力時，外廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大；不宜用于高溫、易燃等場合,壽命較短。,26,9.1.3V帶傳動,V帶的橫截面為梯形，高與寬之比約為0.7，楔角為40，帶的兩側面是工作面，利用楔形增壓原理能產生更大的傳動力。,27,平帶與V帶傳動力的比較,平帶傳動,帶與輪緣表面間的極限摩力,V帶傳動,帶與輪緣表面間的極限摩力,令,則,結論：V帶傳遞功率的能力比平帶傳動大得多。在傳遞相同的功率時，若采用V帶傳動將得到比較緊湊的結構。,28,9.2V帶和V帶輪,9.2.1V帶的結構和規(guī)格,組成：1）包布層；2）伸張層；3）壓縮層；4）抗拉體。,結構：1）簾布結構；2）線繩結構。,性能比較：簾布結構抗拉強度高，制造方便；線繩結構柔韌性和抗彎強度高，可以在較小的帶輪上工作。,節(jié)面當V帶垂直其底邊彎曲時，在帶中保持原長度不變的任意一條周線稱為節(jié)線，由全部節(jié)線構成的面稱為節(jié)面。對應的寬度稱為節(jié)寬(bP)，當帶彎曲時該長度保持不變。,29,帶輪直徑在V帶輪上，與所配用的V帶節(jié)寬(bP)相對應的直徑(dd)稱為帶輪的基準直徑。,基準長度V帶的節(jié)線長度稱為基準長度(Ld)。,普通V帶型號：有Y，Z，A，B，C，D，E七種型號。,V帶是標準件，各型號的截面尺寸見下表。,30,9.2.2帶輪,類型：1）實心式：適用于帶輪直徑較小時2）輻板式：當dd300mm范圍內可采用輻板式或孔板式，當d2d1100mm時，為便于吊裝和減輕質量可在腹板上開孔；3）輪輻式：適用于dd300mm的大帶輪。,31,普通V帶楔角為40，帶繞過帶輪時由于產生橫向變形，使得楔角變小。為使帶輪的輪槽工作面和V帶兩側面接觸良好，帶輪槽角取32，34，36，38，帶輪直徑越小，槽角取值越小。,帶輪材料：當帶速30ms時，常用鑄鐵HTl50，HT200制造；高速時宜使用鋼制帶輪，速度可達45m/s；小功率可用鑄鋁或塑料。,32,9.3帶傳動的工作情況分析,9.3.1帶傳動的受力分析,1帶傳動的有效拉力,張緊力靜止時，帶在帶輪兩邊的拉力均為初拉力F0。,緊邊工作時進入主動輪一邊的帶被進一步拉緊，稱為緊邊，拉力由F0增大到F1并稱為緊邊拉力。,松邊進入從動輪一邊的帶相應被放松，稱為松邊，拉力由F0減小到F2并稱為松邊拉力。,33,有效拉力緊邊拉力F1和松邊拉力F2之差稱為有效拉力F，此力也等于帶和帶輪整個接觸面上的摩擦力的總和。,若帶的總長不變，緊邊拉力的增量應等于松邊拉力的減量，即,帶傳動傳遞的功率（kW）表示為,式中：F為有效拉力(N)，為帶速(m/s)。,34,分析：當傳遞的功率增大時，有效拉力F也相應增大，即要求帶和帶輪接觸面上有更大的摩擦力來維持傳動。但是，當其他條件不變且張緊力F0一定時，帶傳動的摩擦力存在一極限值，就是帶所能傳遞的最大有效拉力Fmax。當帶傳動的有效拉力超過這個極限值時，帶就在帶輪上打滑。即將打滑時F1和F2有下列關系撓性體摩擦的歐拉公式。,包角帶與帶輪接觸弧所對的中心角，稱為包角，rad。,從前面公式可得出帶所能傳遞的最大有效拉力Fmax為,35,結論：帶傳動的最大有效拉力與初拉力、包角以及摩擦系數(shù)有關，且與F0成正比。若F0過大，將使帶的工作壽命縮短。,分析：包角越大傳動的最大有效拉力Fmax越大：1）計算時要用小輪上包角1；2）理論上應松邊在上；3）打滑一定發(fā)生在小輪上；3）通常1120，最小為90；4)包角不能過小限制了帶傳動的傳動比。摩擦系數(shù)越大傳動的最大有效拉力Fmax越大：1）對于V帶計算時要用當量摩擦系數(shù)v；2)V帶的傳動能力大于平帶。初拉力F0越大傳動的最大有效拉力Fmax越大：1）F0過大將使磨損加劇，加速帶的松弛，使帶的工作壽命降低；2）F0過小則不能充分發(fā)揮帶的傳動能力；3）F0按國家標準推薦方法確定；4）F0為一定值，限制了帶的傳動能力。,36,2離心拉力,當帶在帶輪上作圓周運動時，將產生離心力。雖然離心力只產生在帶做圓周運動的部分，但由此產生的離心拉力Fc卻作用在帶的全長上，離心拉力使帶壓在帶輪上的力減少，降低帶傳動的工作能力。離心拉力Fc(N)的大小為,式中，q為傳動帶每米長的質量(kgm)；為帶速(m/s)。,37,9.3.2帶傳動的應力分析,1由緊邊和松邊的拉力產生的拉應力,緊邊拉應力：,松邊拉應力：,式中：A為帶的橫截面積(mm2)。,2由離心拉力產生的拉應力,3彎曲應力,帶繞過帶輪時將產生彎曲應力，彎曲應力只產生在帶繞過帶輪的部分，假設帶是彈性體，則,式中：E為帶材料的彈性模量(MPa)；y為帶的最外層到節(jié)面的距離(mm)，一般用h/2近似代替y；dd為帶輪基準直徑(mm)。,38,帶的最大應力發(fā)生在緊邊開始繞進小輪處的橫截面上。,結論：由于交變應力的作用，將引起帶的疲勞破壞。,39,9.3.3帶的彈性滑動、打滑和傳動比,1彈性滑動和打滑,彈性滑動由于帶是彈性體，受力不同時，帶的變形量也不相同，這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對滑動，稱為彈性滑動。,40,41,42,降低了傳動效率；引起帶的磨損；使帶的溫度升高。,結論：彈性滑動將引起下列后果：丟轉，從動輪的圓周速度低于主動輪的圓周速度；,43,打滑當傳遞的有效拉力大于極限摩擦力時，帶與帶輪間將發(fā)生全面滑動，這種滑動稱為打滑。,結論：打滑將造成帶的嚴重磨損并使從動輪轉速急劇降低，致使傳動失效。帶在大輪上的包角一般大于在小輪上的，所以打滑總是先在小輪上開始。,44,2傳動比,彈性滑動與打滑的區(qū)別：帶的彈性滑動和打滑是兩個完全不同的概念，打滑是因為過載引起的一種失效形式，因此打滑可以避免。而彈性滑動是由于帶的彈性和拉力差引起的，是帶傳動正常工作中固有的特性，是不可避免的現(xiàn)象。,滑動率由彈性滑動引起從動輪圓周速度的相對降低率，用表示。,傳動比,帶傳動的滑動率通常為0.010.02，在一般計算中可忽略不計。,從動輪轉速,45,9.3.4帶傳動的失效形式和設計準則,主要失效形式：打滑和帶的疲勞破壞(脫層、撕裂、拉斷)。,設計準則：在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞壽命，即滿足以下強度條件：,或,單根帶既不打滑且具有足夠疲勞強度時所能傳遞的功率P,46,*9.4V帶傳動的設計計算,已知條件：傳動用途、工作條件、帶輪轉速（或傳動比）及外廓尺寸要求等。,設計內容：V帶的型號、長度和根數(shù)、中心距、帶輪的基準直徑、材料、結構以及作用在軸上的壓力等。,47,工況系數(shù)KA,注：類直流電動機、Y系列三相異步電動機、汽輪機、水輪機。類交流同步電動機、交流異步滑環(huán)電動機、內燃機、蒸汽機。,1確定設計功率Pd,根據(jù)傳遞的名義功率，考慮載荷性質和每天運行時間等因素來確定,式中，KA為工況系數(shù)；P為V帶傳遞的名義功率，kW。,48,2初選帶的型號,根據(jù)計算功率Pd和小帶輪轉速n1，由選型圖初選帶的型號。,49,3確定帶輪的基準直徑dd1和dd2，驗算帶速,1)選擇帶輪的基準直徑：dd1小，則帶傳動外廓空間小，但dd1過小，則彎曲應力過大。所以應使dd1ddmin，并取為標準值。從動輪基準直徑dd2可由式dd2=idd1計算，并相近圓整。,2)驗算帶速：帶速過高則離心力大，從而降低傳動能力；帶速太低，由P=F1000可知，要求有效圓周力力就越大，使帶的根數(shù)過多。帶速一般應在525ms之內選取，否則應調整小帶輪的直徑或轉速。,4確定中心距a和V帶的基準長度Ld,1)初定中心距a0：中心距不宜過大，否則將由于載荷變化引起帶的抖動，使工作不穩(wěn)定而且結構不緊湊；中心距過小，在一定帶速下，單位時間內帶繞過帶輪的次數(shù)增多，帶的應力循環(huán)次數(shù)增加，會加速帶的疲勞損壞。,50,2)確定帶的基準長度Ld：近似計算帶的基準長度Ld0并圓整成標準值Ld。,3)確定中心距a：實際中心距a可用下式近似計算,中心距變動范圍為：,5驗算小帶輪包角1,1過小傳動能力降低，易打滑。一般要求1120，若不滿足，應適當增大中心距或減小傳動比來增加小輪包角,51,6確定V帶的根數(shù)z,式中，P0為1=2=180(i=1)、特定帶長、載荷平穩(wěn)條件下，單根V帶所能傳遞的功率（kW）；P0為考慮i1時，單根V帶所傳遞的功率增量(kW)；K為包角修正系數(shù)，考慮到180時，對傳動能力的影響；Kl為長度修正系數(shù)，考慮帶不為特定長度時的修正系數(shù)。帶的根數(shù)不宜過多，