1、（帶傳動(dòng)）,機(jī) 械 設(shè) 計(jì),1,PPT學(xué)習(xí)交流,第五章 帶傳動(dòng),5-1 概述 5-2 帶傳動(dòng)理論基礎(chǔ) 5-3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（V帶） 5-4 張緊裝置 5-5其它帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)例,2,PPT學(xué)習(xí)交流, 特點(diǎn)、應(yīng)用 分類 帶的結(jié)構(gòu)、型號(hào)和長(zhǎng)度,演示1、演示2,BACK,5 -1 概述,帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的帶，借助它們之間的摩擦或嚙合，進(jìn)行兩軸或多軸間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。,3,PPT學(xué)習(xí)交流,一、特點(diǎn)和應(yīng)用 1 、優(yōu)點(diǎn),4,PPT學(xué)習(xí)交流,2 、缺點(diǎn),5,PPT學(xué)習(xí)交流,3、 應(yīng)用,6,PPT學(xué)習(xí)交流,二、 類 型,Standard V-belt,1、按傳動(dòng)原理：摩擦和嚙合。 2、按帶的

2、形狀:如下分類,7,PPT學(xué)習(xí)交流,3、按傳動(dòng)形式分：,開口傳動(dòng) 交叉?zhèn)鲃?dòng) 半交叉?zhèn)鲃?dòng) 張緊輪傳動(dòng),見表5-1,8,PPT學(xué)習(xí)交流,普通V帶 平形帶 多楔帶 同步齒形帶,BACK,三、帶的結(jié)構(gòu)、型號(hào)和長(zhǎng)度,9,PPT學(xué)習(xí)交流,1. 普通V帶,10,PPT學(xué)習(xí)交流,2、 平形帶,11,PPT學(xué)習(xí)交流,3、多楔帶,12,PPT學(xué)習(xí)交流,4、 同步齒形帶,13,PPT學(xué)習(xí)交流, 5-2 帶傳動(dòng)理論基礎(chǔ), 受力分析 應(yīng)力分析,BACK, 帶的滑動(dòng)現(xiàn)象 失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 承載能力確定,14,PPT學(xué)習(xí)交流,F0,F0,2,1,O2,O1,預(yù)緊時(shí),1、預(yù)緊時(shí)帶兩邊所受的力F0,在帶傳動(dòng)預(yù)緊時(shí)，帶的兩邊只

3、受預(yù)緊拉力F0的作用。,一、受力分析,15,PPT學(xué)習(xí)交流,F2F0 (松邊),F1F0 (緊邊),O1,O2,1,2,Ff,n2,n1,Ff,F,f,工作時(shí),2、工作時(shí)帶兩邊所受的力F1，F(xiàn)2,在帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶兩邊的拉力F0發(fā)生變化，一邊的拉力增加到F1，稱為緊邊拉力；另一邊減小到F2，稱為松邊拉力。帶的總長(zhǎng)不變。因此，緊邊拉力的增長(zhǎng)量與松邊拉力的減少量也相等。則有:,即：,（1）,16,PPT學(xué)習(xí)交流,3、帶傳遞的有效工作力Fe,b、有效拉力Fe由帶和輪之間接觸弧上摩擦力的總和Ff承受（接觸弧段看）。,由（1）、（2）兩式可得：,（2）,a、帶兩邊所受的力F1，F(xiàn)2之差即為有效拉力Fe（

4、從動(dòng)輪上看）。,c、效拉力Fe與功率之間的關(guān)系（傳遞運(yùn)動(dòng)功率看）,17,PPT學(xué)習(xí)交流,當(dāng)Fe Ff ，始終保證Fe Ff 。然而，在一定條件下，F(xiàn)f 是有一個(gè)極限值Ff max。當(dāng)Fe Ff max時(shí)，導(dǎo)致打滑，歐拉公式可描述這種極限狀況。,討論：Fe和 Ff關(guān)系,18,PPT學(xué)習(xí)交流,二、應(yīng)力分析,BACK,19,PPT學(xué)習(xí)交流,帶沿弧面運(yùn)動(dòng)，微段dl產(chǎn)生離心力dC：,在垂直方向建立力平衡關(guān)系：,2. 離心應(yīng)力,20,PPT學(xué)習(xí)交流,3. 彎曲應(yīng)力 （發(fā)生于帶與帶輪接觸的圓弧部分）,E -帶的彈性模量 D -帶輪的直徑 C -帶邊緣到中性層距離,21,PPT學(xué)習(xí)交流,應(yīng)力分布圖,演示,22

5、,PPT學(xué)習(xí)交流,4. 最大應(yīng)力： 等于拉應(yīng)力（包括離心應(yīng)力）與彎曲應(yīng)力和;最大應(yīng)力發(fā)生于緊邊進(jìn)入小帶輪處。,23,PPT學(xué)習(xí)交流,三、帶的滑動(dòng)現(xiàn)象,1.帶的彈性滑動(dòng) （固有的、不可避免的正?，F(xiàn)象）,由于帶的彈性和拉力差引起的帶與帶輪之間的滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。,24,PPT學(xué)習(xí)交流,后果：a. 效率降低；b. 帶磨損；c. 帶溫升高； d. v2v1 傳動(dòng)比不準(zhǔn)確,滑動(dòng)率:從動(dòng)輪相對(duì)于主動(dòng)輪圓周速度的降低率：,25,PPT學(xué)習(xí)交流,2. 打滑 （過載失效，必須避免）,26,PPT學(xué)習(xí)交流,不是全部接觸弧均發(fā)生 相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，接觸弧分為滑動(dòng)弧和靜弧（帶進(jìn)入帶輪一側(cè)）兩部分。, 接觸 弧的變化： 未

6、加載時(shí)： 0 加載工作時(shí)： Fe 載荷極限時(shí): FeFemax 0,帶在帶輪上全面滑動(dòng)，導(dǎo)致帶嚴(yán)重磨損、帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為打滑。,分析：彈性滑動(dòng)到打滑的發(fā)展過程,27,PPT學(xué)習(xí)交流, 1 2 打滑發(fā)生在小帶輪處,彈性滑動(dòng)演示,大帶輪,小帶輪,打滑演示,28,PPT學(xué)習(xí)交流,BACK,四、失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則,1. 失效形式： 打滑、帶疲勞破壞,2. 計(jì)算準(zhǔn)則： 在不打滑前提下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。,若按打滑、帶疲勞破壞兩種失效形式分別建立計(jì)算公式，設(shè)計(jì)公式復(fù)雜且不便應(yīng)用。這里采用單根帶能傳遞功率的方式來建立帶傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算公式。,29,PPT學(xué)習(xí)交流,BACK,（受打滑

7、和疲勞破壞兩種失效形式制約 ） 1. 單根V帶在特定條件下，能傳遞的功率P0,五、承載能力確定,不打滑條件下，帶傳遞的最大載荷：,30,PPT學(xué)習(xí)交流,保證帶具有一定疲勞強(qiáng)度： max1+b1 取峰值1 b1,不打滑且有一定的疲勞強(qiáng)度時(shí)，單根帶傳遞的功率P,31,PPT學(xué)習(xí)交流,特定條件下單根帶傳遞的功率P0 （載荷平穩(wěn) 、 1 180i1、特定長(zhǎng)度L） 試驗(yàn) +計(jì)算 P0列表。,2. 單根V帶實(shí)際能傳遞功率P P =(P0+P0)K KL P0 功率增量 （i 1b2 ,則相同壽命時(shí),可以增加P ）,則： P0 0.0001 Tn1 （ T：扭矩修正值，n1：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速）,BACK,32,P

8、PT學(xué)習(xí)交流, K 包角系數(shù) （ 180 P ） KL長(zhǎng)度系數(shù) （Ld Ld P 或P ）,PzZPZ (P0+P0)KKL,3. Z根帶傳遞功率Pz,33,PPT學(xué)習(xí)交流,BACK, 5-3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（V帶）,1. 型號(hào) ：型號(hào)f（Pd，n1）,按照推薦的圖選取。 Pd、n1 （低速重載）選截面較大 的V帶： C、D、E 型,Pd 、n1 （高速輕載） 選截面較小的V帶 ： Y、Z、A型,2.最小帶輪直徑D1 大帶輪直徑D2和傳動(dòng)比i驗(yàn)算 不宜過小也不宜過大，可參考表來選取。,當(dāng) D b 壽命 規(guī)定D有最小值； 當(dāng) D 尺寸 不宜過大。,34,PPT學(xué)習(xí)交流,3.驗(yàn)算帶速V： 525m/s

9、（最佳） PFV/1000, 傳遞功率一定時(shí)，,當(dāng)V F 易大于Femax（打滑）,當(dāng)V c Femax 工作能力下降,傳動(dòng)比i的誤差校驗(yàn)：,實(shí)際傳動(dòng)比為,動(dòng)力傳動(dòng)要求,因此,35,PPT學(xué)習(xí)交流,4. 中心距a和帶長(zhǎng)L： 一般可按此式初定 0.55（D1D2）+ha02（D1D2）,Ld V/L (帶單位時(shí)間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù) ） 壽命 a 1Femax,a 尺寸工作時(shí) 拍擊、顫動(dòng),36,PPT學(xué)習(xí)交流,初算帶長(zhǎng) L0,37,PPT學(xué)習(xí)交流,5. 包角1驗(yàn)算 一般要求 1 120（70V帶） 1Femax，容易打滑 。,38,PPT學(xué)習(xí)交流,a 1 i （D2D1） 1 因此要求（i7）,引起

10、包角的下降的因素：,6. 帶的根數(shù) Z,39,PPT學(xué)習(xí)交流,7. 初拉力 F0和壓軸力Fr F0磨損、 應(yīng)力 F0容易打滑 計(jì)算公式：,40,PPT學(xué)習(xí)交流,一、原因及目的 帶傳動(dòng)工作一定時(shí)間之后 帶的塑性伸長(zhǎng)、松F0重新張緊,BACK, 5-4 張緊裝置,二、方式 1、定期張緊 ： 中心距可調(diào) 中心距不可調(diào) (張緊輪 ）,2、自動(dòng)張緊 ： 中心距可調(diào) 中心距不可調(diào) （張緊輪 ）,41,PPT學(xué)習(xí)交流,定期張緊,42,PPT學(xué)習(xí)交流,自動(dòng)張緊,43,PPT學(xué)習(xí)交流,三、張緊力控制 帶傳動(dòng)張緊力一般是通過在的中點(diǎn)加一垂直于帶邊的載荷G，使其產(chǎn)生規(guī)定撓度f來控制。（如圖5-16）所示。,44,P

11、PT學(xué)習(xí)交流, 5-5 其它帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介,一、窄V帶 窄v帶采用合成纖維繩和鋼絲繩作為強(qiáng)力層，我國有標(biāo)準(zhǔn)，分為SPZ、SPA、APB、SPC四種型號(hào)。與普通V帶比，傳動(dòng)能力，允許速度（v=35-45m/s）和撓曲次數(shù)較高，傳動(dòng)壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊。,二、高速帶傳動(dòng)： 帶速V 30m/s，高速軸轉(zhuǎn)速n=1000050000r/min的帶傳動(dòng)屬于高速帶傳動(dòng)。其帶，常采用重量輕、薄而均勻的環(huán)形平帶，編制帶應(yīng)用較多。其帶輪，加工精度較高，盡量采用輕質(zhì)材料且要求動(dòng)平衡，為防止掉帶，輪緣部分加工出凸度，圖5-17所示。,45,PPT學(xué)習(xí)交流,三、同步帶傳動(dòng)： 同步帶靠嚙合來傳遞動(dòng)力，它的基本參數(shù)是節(jié)距P（或者摸

12、數(shù)M），是在規(guī)定張緊力下相鄰兩齒對(duì)稱中心的距離。,1、特點(diǎn)： 傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)效率高，可達(dá)0.98。制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴(yán)格。,2、分類： 同步帶主要被分為兩類，也就是梯形齒類和弧齒類，其中弧齒類同步帶又能分為三個(gè)系列，分別是圓弧齒同步帶、平頂圓弧齒同步帶和和凹頂拋物線齒同步帶。,46,PPT學(xué)習(xí)交流,（2）弧齒同步帶 弧齒同步帶的齒形為曲線形，這樣齒高、齒根厚和齒根圓角半徑更大，在受載之后應(yīng)力的分布狀態(tài)較好，避免齒根的應(yīng)力過于集中而增加齒根的負(fù)載水平，因此弧齒同步帶的齒根承載能力較好、使用壽命更長(zhǎng)。,（1）梯形齒同步帶 梯形齒同步帶又可分為單面梯形齒同步

13、帶和雙面梯形齒同步帶兩種子類型，一般簡(jiǎn)稱為單面帶和雙面帶。雙面梯形齒同步下按照對(duì)稱形式的不同還能分為兩種型號(hào)，它們分別是對(duì)稱齒型同步帶和交錯(cuò)齒型同步帶,3、應(yīng)用： 弧齒同步帶目前主要應(yīng)用在食品、紡織、制藥、印刷、造紙和汽車等行業(yè)。,47,PPT學(xué)習(xí)交流,4、設(shè)計(jì),已知條件：1傳動(dòng)功率、2帶輪轉(zhuǎn)速，3應(yīng)用場(chǎng)合、原動(dòng)機(jī)種類、工作制度、載荷性質(zhì)。,計(jì)算功率Pd,帶型（節(jié)距Pd或摸數(shù)m）,小帶輪轉(zhuǎn)速n1,小帶輪齒數(shù)Z1,小帶輪節(jié)圓直徑d1,帶速V驗(yàn)證,傳動(dòng)比計(jì)算i,大帶輪節(jié)圓直徑d2,大帶輪齒數(shù)z2,初定中心距a0,帶節(jié)線長(zhǎng)度Ld及齒數(shù)zp,實(shí)際中心距a,小帶輪嚙合齒數(shù)zm,設(shè)計(jì)步驟：,48,PPT學(xué)

14、習(xí)交流,基準(zhǔn)額定功率（摸數(shù)制無此計(jì)算） P0,帶寬bs,剪切應(yīng)力計(jì)算（摸數(shù)制） ,壓強(qiáng)演算（摸數(shù)制）P,壓軸力Fr,49,PPT學(xué)習(xí)交流,本章 結(jié)束,50,PPT學(xué)習(xí)交流,輸送機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例,F5000N、v=0.4m/s、D 300mm、 載荷平穩(wěn)，兩班工作制 。,51,PPT學(xué)習(xí)交流,設(shè)計(jì)步驟分析：,電機(jī)選擇、總傳動(dòng)比及其分配，運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算,一、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì),二、傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 帶 、齒輪 、鏈 三、裝配圖設(shè)計(jì) 軸 、軸承 、鍵,四、零件圖設(shè)計(jì) 五、說明書,52,PPT學(xué)習(xí)交流,1、類型： 選擇Y系列電動(dòng)機(jī) 2、容量： P電P工/總2/0.83 2.41（KW）,（一 ）、選電機(jī),一、傳動(dòng)裝置總

15、體設(shè)計(jì),P工Fv/100050000.4/10002 （KW） 總 V帶軸承齒輪軸承鏈軸承卷筒 V帶軸承3齒輪鏈卷筒 0.960.9930.970.960.96 0.83,查手冊(cè)，取電機(jī)額定功率為 Ped3KW2.41KW,53,PPT學(xué)習(xí)交流,3、轉(zhuǎn)速：,電機(jī)大（價(jià)高） 適中 傳動(dòng)裝置體積大,750 rpm 1000 rpm 1500 rpm 3000 rpm,一般帶傳動(dòng)2-5、齒輪傳動(dòng)3-8、鏈傳動(dòng)1-3，因此整個(gè)傳動(dòng)的傳動(dòng)比i總=6-120。,n電= i總n電=25.5*（6-120）=153-3060,可選電機(jī)轉(zhuǎn)速：,54,PPT學(xué)習(xí)交流,綜合考慮，選擇額定轉(zhuǎn)速：n電960rpm 4、

16、電機(jī)選擇結(jié)果： 根據(jù)以上的功率和電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍，查手冊(cè)最后選定電機(jī)型號(hào)為： Y132S6 相應(yīng)的主要參數(shù)為 Ped3KW、 n電960rpm,55,PPT學(xué)習(xí)交流,（二）、總傳動(dòng)比及分配,總傳動(dòng)比 i總,56,PPT學(xué)習(xí)交流,2. 傳動(dòng)比分配,選?。?57,PPT學(xué)習(xí)交流,（三）、運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算（各軸P、n、T） P1 P電2.41KW P2 P1 V帶2.410.962.31KW P3 P2 軸承齒輪2.310.990.972.22KW P4 P3 軸承 鏈2.220.990.96 2.11KW,2. n1n電960rpm n2n1/i V帶=960/2.6=369.2rpm n3n2/i 齒=

17、369.2/4.14=89.2rpm n4n3/i 鏈=89.2/3.5=25.5rpm,58,PPT學(xué)習(xí)交流,3.,59,PPT學(xué)習(xí)交流,(一)、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),已知 ： P12.41KW、i2.6 （n1960rpm、n2369.2rpm）、載荷平穩(wěn) 、 兩班制,二、傳動(dòng)件設(shè)計(jì),60,PPT學(xué)習(xí)交流,一、帶型號(hào),P40 圖48 ： P1=2.41KWPdKAP1 1.12.412.65KW n1960rpm （P39表44：KA1.1）,A型,61,PPT學(xué)習(xí)交流,二、帶輪計(jì)算直徑,P40 表45或表46 ： A型：Dmin75mm 取D1 100mm 則 D2 D1 i1002.6 =260

18、mm （圓整 ，取尾數(shù)為0或5）,62,PPT學(xué)習(xí)交流,校驗(yàn)傳動(dòng)比誤差 Check the error of speed ratio,63,PPT學(xué)習(xí)交流,校驗(yàn)速度 Check peripheral velocity,64,PPT學(xué)習(xí)交流,三、確定長(zhǎng)度Ld和中心距a Length of belt and centre-to-centre distance Owing to： 0.55（D1D2）+ha2 （D1D2） 初取 a0 D1D2 100+260360mm,65,PPT學(xué)習(xí)交流,2.確定帶長(zhǎng)度,66,PPT學(xué)習(xí)交流,3. 求實(shí)際中心距a The final centre-to-centre distance,67,PPT學(xué)習(xí)交流,4. 校驗(yàn)包角1 Check the arc of contact,68,PPT學(xué)習(xí)交流,四、確定帶根數(shù)Z Numbers of belt,69,PPT學(xué)習(xí)交流,BACK,70,PPT學(xué)習(xí)交流,71,PPT學(xué)習(xí)交流,72,PPT學(xué)習(xí)交流,73,PPT學(xué)習(xí)交流,74,PPT學(xué)習(xí)交流,75,PPT學(xué)習(xí)交流,76,PPT學(xué)習(xí)交流,77,PPT學(xué)習(xí)交流,78,PPT學(xué)習(xí)交流,79,PPT學(xué)習(xí)交流,思考題,80,PPT學(xué)習(xí)交流,思考題