陜西科技大學(xué) 過程裝備與控制工程 課件 1機(jī)械設(shè)計(jì)(王寧俠)第5章

1、第5章帶傳動(dòng) 5.1 概述 5.2 V帶與V帶輪的結(jié)構(gòu) 5.3 帶傳動(dòng)的工作情況分析 5.4 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.5 帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù) 5.6 同步帶傳動(dòng) 習(xí)題 第第5章章 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 5.1 概述概述 帶傳動(dòng)是一種應(yīng)用很廣的撓性機(jī)械傳動(dòng)。如圖5-1所示， 帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和張緊在兩輪上的傳動(dòng)帶組成。帶傳 動(dòng)分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大類。摩擦傳動(dòng)是將帶以一定的 預(yù)緊力張緊在帶輪上，靠帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力，常見的布置形式有開口布置(圖5-1(a)、交叉布置(圖5-1(b) 和半交叉布置(圖5-1(c)三種形式。按帶的截面形狀不同，帶 傳動(dòng)又可分為平

2、帶傳動(dòng)(圖5-2(a)、V帶傳動(dòng)(圖5-2(b)、圓帶傳 動(dòng)(圖5-2(c)、多楔帶傳動(dòng)(圖5-2(d)和同步帶傳動(dòng)(圖5-2(e)等。 嚙合傳動(dòng)靠帶內(nèi)表面上的凸齒與帶輪外緣上輪齒間的嚙合來傳 遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，如圖5-2(e)所示同步帶傳動(dòng)就屬于嚙合傳動(dòng)。 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-1 帶傳動(dòng)的主要布置形式 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-2 帶傳動(dòng)的類型 第5章帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是： 帶有良好的彈性，可以緩和沖擊和 吸收振動(dòng)，尤其是V帶無接頭，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音??； 適用于 兩軸中心距較大的傳動(dòng)； 靠摩擦傳動(dòng)，過載時(shí)帶在帶輪上 打滑，可防止損壞其他零件，起安全保護(hù)作用； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 制造和維護(hù)方便，成本低廉。

3、 帶傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是： 傳動(dòng)的外廓尺寸較大； 工作 時(shí)有彈性滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比； 傳動(dòng)效率較低； 帶的壽命短； 帶傳動(dòng)需要張緊，壓軸力較大等。 根據(jù)帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，帶傳動(dòng)通常用在兩軸距離較遠(yuǎn)，傳動(dòng) 功率不大的場(chǎng)合。 第5章帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)主要用于兩軸平行且回轉(zhuǎn)方向相同的場(chǎng)合。如圖5- 3所示，帶與帶輪接觸弧所對(duì)應(yīng)的圓心角稱為帶在帶輪上的包 角。工作時(shí)兩帶輪幾何軸線之間的距離稱為中心距a。當(dāng)帶繞 上帶輪后，帶的外層會(huì)因帶的彎曲而伸長(zhǎng)，帶的內(nèi)層則會(huì)縮短， 而介于拉伸層和壓縮層之間的中性層長(zhǎng)度保持不變，中性層的 周長(zhǎng)稱為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，也是帶的公稱長(zhǎng)度。帶輪上與中性 層相切接觸的那個(gè)圓就稱為帶

4、輪的基準(zhǔn)直徑，分別用D1和D2 表示。其幾何關(guān)系如下: (5-1) 180- -1802-180 12 1 a DD 第5章帶傳動(dòng) (5-2) (5-3) (5-4) 180- 1802180 12 2 a DD a DDDD aL 4 - 2 2 2 1212 d 8 -8-2-2 2 12 2 12d12d DDDDLDDL a 第5章帶傳動(dòng) 5.2 V帶與帶與V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu) 5.2.1 V帶的結(jié)構(gòu)和規(guī)格帶的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 V帶分為普通V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、大楔角 V帶、寬V帶等多種形式(見圖5-4)，其中普通V帶應(yīng)用最多， 以下主要介紹普通V帶及V帶輪。 第5章帶傳動(dòng) 圖

5、 5-4 V帶的類型 第5章帶傳動(dòng) 普通V帶的結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。它由強(qiáng)力層、伸張層、壓縮 層和包布層四部分組成。強(qiáng)力層可以是簾布結(jié)構(gòu)(圖5-5(a)或 繩芯結(jié)構(gòu)(圖5-5(b)。繩芯結(jié)構(gòu)的強(qiáng)力層柔軟，易彎曲，壽命 也長(zhǎng)，適用于轉(zhuǎn)速較高和帶輪直徑較小的傳動(dòng)。伸張層和壓縮 層由橡膠組成，有彈性，使帶有一定的高度h，帶彎曲時(shí)分別 受拉伸和壓縮。包布層由幾層橡膠布組成，用于保護(hù)V帶。當(dāng) 帶縱向彎曲時(shí)，帶中長(zhǎng)度不變的中性層稱為節(jié)面層，節(jié)面的寬 度稱為節(jié)寬bp。 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-5 普通V帶的結(jié)構(gòu) 第5章帶傳動(dòng) 普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，按剖面尺寸不同分為七種型號(hào)，其截 面尺寸和每米帶的質(zhì)量見表5-1，基

6、準(zhǔn)長(zhǎng)度和帶長(zhǎng)修正系數(shù)見 表5-2。 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 5.2.2 V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu) 1. V帶輪的設(shè)計(jì)要求帶輪的設(shè)計(jì)要求 V帶輪設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好；要 有足夠的強(qiáng)度和剛度，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻； 轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合需進(jìn)行平衡試驗(yàn)；帶輪上各輪槽的尺寸和槽 形角要保持一定的精度，以使載荷分布均勻；輪槽工作面要 進(jìn)行精加工，以減少帶的磨損。 2. 帶輪的材料帶輪的材料 帶輪常用鑄造的方式提供毛坯，常用的材料牌號(hào)為HT150、 HT200；當(dāng)圓周速度大于25 m/s時(shí)，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后 焊接；小功率時(shí)可采用鑄鋁或塑料。 第5章帶傳動(dòng) 3

7、. 帶輪結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu) 帶輪是由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成的。普通V帶輪的 輪槽尺寸見表5-3。鑄鐵制造的普通V帶輪其輪輻部分根據(jù)帶 輪的基準(zhǔn)直徑有以下幾種形式： 實(shí)心結(jié)構(gòu)(圖5-6(a)； 腹板結(jié)構(gòu)(圖5-6(b)； 孔板結(jié)構(gòu)(圖5-6(c)； 輪輻結(jié)構(gòu)(圖5-6(d)，其輪輻截面形狀一般為橢圓形。 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-6 V帶輪結(jié)構(gòu)形式 第5章帶傳動(dòng) 輪槽基準(zhǔn)直徑D(2.53)d(d為軸的直徑)時(shí)，可采用實(shí)心 結(jié)構(gòu)；D300 mm時(shí)，可采用腹板結(jié)構(gòu)；當(dāng)D1-d1100 mm時(shí)， 可采用孔板結(jié)構(gòu)； D300 mm時(shí)，可采用輪輻結(jié)構(gòu)。輪輻結(jié)構(gòu) 各部分尺寸可參照以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

8、第5章帶傳動(dòng) 式中：P傳遞的功率，單位為kW; n帶輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min; za輪輻數(shù)。 確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并 按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件。 第5章帶傳動(dòng) 5.3 帶傳動(dòng)的工作情況分析帶傳動(dòng)的工作情況分析 5.3.1 帶傳動(dòng)的受力分析帶傳動(dòng)的受力分析 在帶傳動(dòng)中，帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上。帶 傳動(dòng)不工作時(shí)，帶輪兩邊帶中的拉力相等，都等于初拉力 F0(見圖5-7(a)。帶傳動(dòng)工作時(shí)，由于帶與帶輪接觸表面間摩 擦力的作用，帶輪兩邊帶中的拉力就發(fā)生了相應(yīng)的變化，進(jìn) 入主動(dòng)輪一邊被進(jìn)一步拉緊，拉力由F0增至F1，稱為緊邊； 進(jìn)入從動(dòng)輪的一邊則被放松，拉力由F0

9、降至F2，稱為松邊， 見圖5-7(b)。 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-7 帶傳動(dòng)的受力分析 第5章帶傳動(dòng) 設(shè)帶的總長(zhǎng)度不變，則緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松 邊拉力的減小量F0-F2，即 (5-5) 帶傳動(dòng)作用于從動(dòng)輪上用以克服阻力矩的有效圓周力Fe， 就是緊邊拉力與松邊拉力的差值，所以，帶傳動(dòng)的有效圓周力 Fe為 Fe=F1-F2(5-6) 210 2 1 FFF 第5章帶傳動(dòng) 若帶傳動(dòng)的速度為v(單位為m/s)，帶傳動(dòng)的有效圓周力為 Fe(單位為N)，則帶傳動(dòng)所傳遞的功率P(單位為kW)為 (5-7) 通過力分析不難證明，有效圓周力Fe與任一帶輪接觸面上摩 擦力的總和Ff相等。當(dāng)FfFe時(shí)，

10、帶就會(huì)沿輪面發(fā)生全面滑 動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將使傳動(dòng)失效，故應(yīng)避免。 1000 ev F P 第5章帶傳動(dòng) 當(dāng)帶即將打滑時(shí)，帶與帶輪之間的摩擦力達(dá)到極大值 Ffmax，此時(shí)，由撓性體摩擦的歐拉公式知，緊邊拉力F1與松 邊拉力F2有下列關(guān)系 F1=F2ef (5-8) 式中： f帶與帶輪間的摩擦因數(shù)； 帶在帶輪上的包角； e自然對(duì)數(shù)的底。 第5章帶傳動(dòng) 將式(5-5)、式(5-6)、式(5-8)整理得，最大有效圓周力Fec為 (5-9) 從以上分析可知，帶傳動(dòng)的最大有效圓周力Fec與初拉力F0、 小帶輪包角和摩擦系數(shù)f有關(guān)。增大F0、和f均能增大Fec。為 了發(fā)揮帶傳動(dòng)的工作能力，小帶輪包

11、角不宜過小，通常設(shè)計(jì)要 求1120。 F0過小將直接影響帶的傳動(dòng)能力，但過大將使帶 中應(yīng)力過大，帶易松弛，縮短帶的使用壽命。f與帶及帶輪的材 料有關(guān)，在同等條件下，V帶的承載能力高于平帶。 1 1 2 1 1 0ec f f e e FF 第5章帶傳動(dòng) 5.3.2 帶的應(yīng)力分析帶的應(yīng)力分析 帶傳動(dòng)時(shí)，帶中的應(yīng)力由三部分組成。 1) 由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 緊邊拉力和松邊拉力分別產(chǎn)生的緊邊拉應(yīng)力1和松邊拉 應(yīng)力2為 式中，A帶的截面面積(單位為mm2)。 A F A F 2 2 1 1 第5章帶傳動(dòng) 2) 由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 彎曲應(yīng)力僅發(fā)生在帶繞在帶輪的弧段上。由工程力學(xué)知 式中，E帶的彈性模

12、量(單位為MPa)。 D h E b 第5章帶傳動(dòng) 3) 由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 帶繞上帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生離心力，從而帶受到離 心拉力的作用，并產(chǎn)生離心拉應(yīng)力 式中： q每米帶長(zhǎng)的質(zhì)量(單位為kg/m)； v帶速(單位為m/s)。 圖5-8為帶中應(yīng)力分布情況，各截面應(yīng)力的大小用該處引 出的徑向線(或垂直線)的長(zhǎng)度表示。 A qv 2 c 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-8 帶中的應(yīng)力分布 第5章帶傳動(dòng) 由圖5-8可知，帶在變應(yīng)力作用下工作，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 達(dá)到一定值時(shí)，帶會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。其最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊 繞上小帶輪的位置，其值為 max=1+b1+c 帶中的應(yīng)力通常以彎曲應(yīng)力影響最大。為避免彎曲應(yīng)

13、力 過大，通常限定小帶輪的最小直徑。 普通V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑Dmin見表5-4。 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 5.3.3 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑 帶傳動(dòng)工作時(shí)緊邊和松邊拉力不同，因而彈性變形量也不 同。帶由緊邊繞過主動(dòng)輪進(jìn)入松邊的過程中，帶所受的拉力由 F1逐漸減小到F2，彈性變形量也就隨之減小，使帶的速度滯后 于主動(dòng)輪的圓周速度。帶繞過從動(dòng)輪時(shí)也發(fā)生類似的現(xiàn)象，帶 由松邊繞過從動(dòng)輪進(jìn)入緊邊的過程中，帶中的拉力由F2逐漸增 至F1，彈性變形量也逐漸增大，使帶的速度超前于從動(dòng)輪的圓 周速度。這種現(xiàn)象表明，帶與帶輪之間產(chǎn)生了相對(duì)滑動(dòng)。這種 由于帶的彈性和拉力差所引起的相對(duì)滑

14、動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)，其大 小將隨外載荷的大小而變化，這是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)的固有特 性，不可避免。 第5章帶傳動(dòng) 由于彈性滑動(dòng)的影響，使從動(dòng)輪的圓周速度v2低于主動(dòng)輪 的圓周速度v1，其降低量可用相對(duì)滑動(dòng)率來表示 (5-10) 所以，帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比為 (5-11) 11 2211 1 21 - nD nDnD v vv -1 1 2 2 1 D D n n i 第5章帶傳動(dòng) 一般V帶傳動(dòng)正常工作時(shí)，相對(duì)滑動(dòng)率=0.010.02，在 一般傳動(dòng)中可忽略不計(jì)，實(shí)際傳動(dòng)比取 (5-12) 當(dāng)帶傳動(dòng)的有效圓周力達(dá)到最大值時(shí)，工作載荷略有增 加，帶與帶輪之間將會(huì)發(fā)生明顯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。 打滑將造成帶

15、的磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降，甚至使傳 動(dòng)失效。這是帶傳動(dòng)的一種失效形式，應(yīng)當(dāng)避免。 1 2 2 1 D D n n i 第5章帶傳動(dòng) 5.4 普通普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.4.1 帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則 由前面的分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式是帶的打滑 和疲勞破壞。所以，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)為：在保證帶傳動(dòng) 不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 第5章帶傳動(dòng) 由帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則知，為使帶具有一定的疲勞壽命， 其必須滿足的強(qiáng)度條件為 1+b1+c (5-13) 式中， 許用應(yīng)力(單位為MPa)，與帶的材質(zhì)及應(yīng)力 循環(huán)次數(shù)有關(guān)。由式(5-

16、6)、式(5-8)及式(5-13)知，在V帶傳動(dòng) 中，用fv代替f，則單根V帶所能傳遞的最大功率P0為 (5-14) 1000 1- - 1000 1- 1 1 1 1 1 10 Av e e v e e FP v v v v f f cb f f 第5章帶傳動(dòng) 通過實(shí)驗(yàn)分析計(jì)算，在包角1=180，特定帶長(zhǎng)Ld，載 荷平穩(wěn)的條件下，單根普通V帶和窄V帶的基本額定功率P0見 表5-5和表5-6。實(shí)際工作條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)P0值加 以修正。修正后即得實(shí)際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率， 稱為許用功率P0，即 P0=(P0+P0)KKL (5-15) 第5章帶傳動(dòng) 式中， P0功率增量，考

17、慮傳動(dòng)比i1時(shí)，帶在大帶 輪上彎曲應(yīng)力較小，在壽命相同的條件 下，所能傳遞的功率應(yīng)有所提高， 單根普 通V帶和窄V帶基本額定功率的增量P0 見表5-7和表5-8； K包角修正系數(shù)，應(yīng)考慮包角1180 時(shí)，包角對(duì)傳動(dòng)能力的影響，見表5-9； KL帶長(zhǎng)修正系數(shù)，應(yīng)考慮Ld不為特定長(zhǎng)度時(shí)， 帶長(zhǎng)對(duì)傳動(dòng)能力的影響，見表5-2。 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 5.4.2 普通普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，通常給定的原始數(shù)據(jù)為傳動(dòng)的工作 情況、傳遞的功率、轉(zhuǎn)速n1和n2(或傳動(dòng)比i)，對(duì)外廓尺寸的要 求

18、及原動(dòng)機(jī)的種類等。要求設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：普通V帶的型號(hào)、 帶長(zhǎng)和根數(shù)，傳動(dòng)的中心距，帶輪的尺寸和結(jié)構(gòu)，帶的初拉力 和壓軸力。普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟一般如下。 1. 確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率Pca Pca=KAP 式中： P帶傳動(dòng)要求傳遞的功率； KA工作情況系數(shù)，見表5-10。 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 2. 選擇帶的型號(hào)選擇帶的型號(hào) 根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1， 可由圖5-9選定帶的 型號(hào)。 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-9 V帶選型圖 第5章帶傳動(dòng) 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和和D2 1) 初選小帶輪直徑D1 根據(jù)帶型參考表5-4，選取D1Dmin。為提

19、高V帶的壽命， 宜選取較大的直徑。 2) 驗(yàn)算帶速v 驗(yàn)算帶速v的計(jì)算公式為 (5-16) 應(yīng)使帶速vvmax，對(duì)于普通V帶， vmax=2530 m/s，一般 取v=520 m/s為宜。 3) 計(jì)算大帶輪直徑D2 由D2=iD1，并按表5-4所列帶輪的基準(zhǔn)直徑系列對(duì)大帶輪 直徑加以適當(dāng)圓整。 100060 11 nD v 第5章帶傳動(dòng) 4. 確定中心距確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 如果中心距未給出，可根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要初選中心距a0， 取 0.7(D1+D2)a02(D1+D2) a0初步選定后，按式(5-3)求得V帶初算的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ， 由初算的帶長(zhǎng)查表5-2, 選取與之相近

20、的標(biāo)準(zhǔn)V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng) 度Ld，再由式(5-4)計(jì)算實(shí)際中心距a。由于帶傳動(dòng)的中心距一 般是可以調(diào)整的，因此可采用下式作近似計(jì)算: (5-17) 考慮帶傳動(dòng)安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動(dòng) 范圍為(a-0.015Ld)(a+0.03Ld)。 2 - d 0 LL aa d d L d L 第5章帶傳動(dòng) 5. 驗(yàn)算小帶輪包角驗(yàn)算小帶輪包角a1 小帶輪包角可由式(5-1)計(jì)算得出，且應(yīng)保證1120。 6. 確定帶的根數(shù)確定帶的根數(shù)z (5-18) 為使各根帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多(通常z10)， 否則應(yīng)該選帶型，重新計(jì)算。 L00 ca 0 ca KKPP P P P z 第5章帶傳動(dòng) 7

21、. 確定帶的初拉力確定帶的初拉力F0 考慮離心力的影響，單根普通V帶的合適初拉力可按下 式計(jì)算: (5-19) 因?yàn)樾聨菀姿沙?，所以?duì)于自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，安裝 新帶時(shí)的初拉力常為上述計(jì)算值的1.5倍。 2ca 0 ) 1 5 . 2 (500qv Kzv P F 第5章帶傳動(dòng) 8. 計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力FQ 為了設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承，必須確定帶傳動(dòng)作用在 軸上的壓軸力FQ。如圖5-10所示，帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸 力FQ可近似按下式計(jì)算 (5-20) 2 sin2 1 0 zFQ 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-10 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力 第5章帶傳動(dòng) 5.5

22、 帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù)帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù) 普通V帶運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，會(huì)由于永久變形而松弛，導(dǎo)致 初拉力下降。為了保證帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)對(duì)帶進(jìn)行重新張 緊。帶傳動(dòng)常用的張緊方法是調(diào)整中心距。如圖5-11(a)所示， 用調(diào)整螺釘使裝有帶輪的電機(jī)沿滑軌移動(dòng)，這種方法適用于水 平或接近水平布置的傳動(dòng)。圖5-11(b)是將裝有帶輪的電機(jī)安裝 在可調(diào)的擺架上，適用于垂直或接近垂直布置的傳動(dòng)。圖5-12 所示為由電機(jī)及擺架自重來調(diào)整的自動(dòng)張緊裝置。若中心距不 能調(diào)整，可采用具有張緊輪的傳動(dòng)裝置，如圖5-13所示。對(duì)于 V帶傳動(dòng)，張緊輪應(yīng)裝在松邊內(nèi)側(cè)，并盡量靠近大帶輪，使帶 只受單向彎曲，以免過分影響小帶輪包角

23、。 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-11 帶的定期張緊裝置 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-12 帶的自動(dòng)張緊裝置 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-13 張緊輪裝置 第5章帶傳動(dòng) V帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： (1) 安裝時(shí)，兩軸必須平行，兩輪的輪槽要對(duì)齊； (2) 更換時(shí)，必須將同一傳動(dòng)中的舊帶全部更換，不得 新舊并用； (3) V帶不宜與酸堿或油污接觸，也不宜在陽(yáng)光下曝曬； (4) 不宜在有粉塵的環(huán)境中工作，工作溫度一般應(yīng)低于 60； (5) 帶傳動(dòng)應(yīng)加防護(hù)裝置。 第5章帶傳動(dòng) 例例5-1 設(shè)計(jì)某液體攪拌機(jī)的普通V帶傳動(dòng)。選用普通電 機(jī)，其額定功率P=2.2 kW, 轉(zhuǎn)速n1=1430 r/min，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)

24、速 n2=340 r/min，三班制工作，空載啟動(dòng)。 解解 1. 確定計(jì)算功率Pca 查表5-10得KA=1.2，故 Pca=KAP=1.22.2=2.64 kW 2. 選擇帶型 根據(jù)Pca=2.64 kW， n1=1430 r/min，查圖5-9，選用A型V 帶。 第5章帶傳動(dòng) 3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑D1和D2 由表5-4取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D1=100 mm。 按式(5-16)可得驗(yàn)算帶速為 由式(5-12)，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為 又由表5-4，取帶輪基準(zhǔn)直徑D2=425 mm。 m/s 30m/s 487. 7 100060 1430100 100060 11 nD v mm 421100 34

25、0 1430 1 2 1 12 D n n iDD 第5章帶傳動(dòng) 4. 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和傳動(dòng)的中心距a 根據(jù)0.7(D1+D2)a02(D1+D2)，初選a0=500 mm。 根據(jù)式(5-3)計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 由表5-2，選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1800 mm。 mm 1877 5004 100-425 425100 2 5002 4 - 2 2 2 0 2 12 210d a DD DDaL 第5章帶傳動(dòng) 按式(5-17)計(jì)算實(shí)際中心距為 mm 516180003. 046203. 0 mm 4351800015. 0-462015. 0- mm 462 2 1877-1800 50

26、0 2 - max min 0 d d dd Laa Laa LL aa 第5章帶傳動(dòng) 5. 驗(yàn)算小帶輪包角1 由式(7-1)得 1208 .137 180 462 100-425 180 180- 180 12 1 a DD 第5章帶傳動(dòng) 6. 計(jì)算帶的根數(shù)z 查表5-5，P0=1.32 kW；查表5-7， P0=0.17 kW；查表 5-2， KL=1.01；查表5-9，K=0.89。 由式(5-18)得 取z=2根。 97. 1 89. 001. 117. 032. 1 64. 2 L00 ca KKPP P z 第5章帶傳動(dòng) 7. 計(jì)算初拉力F0 查表5-1，q=0.1 kg/m。由式

27、(5-19)得 8. 計(jì)算作用在軸上的壓軸力FQ 由式(5-20)得 9. 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(略) N 01.616 2 8 .137 sin07.16522 2 sin2 1 0 zFQ N 07.165)487. 7(1 . 01 89. 0 5 . 2 487. 72 64. 2 500 1 5 . 2 500 2 2 a ca 0 qv Kzv P F 第5章帶傳動(dòng) 5.6 同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng) 5.6.1 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)概述同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)概述 同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒的封閉環(huán)形膠 帶和相應(yīng)的帶輪所組成的，如圖5-2(e)所示。工作時(shí)，帶齒與 帶輪的齒槽相嚙合。同步帶傳動(dòng)是帶

28、傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相結(jié)合的 一種新型嚙合傳動(dòng)，因而具有齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的各 自優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作平穩(wěn)，噪音小，可獲 得恒定速比，且速比范圍大，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，宜多軸傳動(dòng)。 第5章帶傳動(dòng) 同步帶以鋼絲繩為強(qiáng)力層，外面用橡膠或聚氨酯覆蓋， 帶的工作面制成齒形，與齒形帶輪作嚙合傳動(dòng)。由于鋼絲繩 在承載后能保持齒形帶的周節(jié)不變，故帶與帶輪間無相對(duì)滑 動(dòng)，因此，主、從動(dòng)輪作同步傳動(dòng)。 同步帶傳動(dòng)的帶速高達(dá)4080 m/s，傳遞功率可達(dá)100kW， 傳動(dòng)比可達(dá)1020，傳動(dòng)效率為98。 同步帶的主要參數(shù)是齒的齒距pb和模數(shù)m。由于強(qiáng)力層在 傳動(dòng)時(shí)長(zhǎng)度不變，因此把它的中心線位置定為同步帶的

29、節(jié)線， 并以節(jié)線周長(zhǎng)L作為齒形帶的公稱長(zhǎng)度。齒形帶上相鄰兩齒對(duì) 應(yīng)點(diǎn)沿節(jié)線度量的長(zhǎng)度為節(jié)距pb，而模數(shù)為m=pb/。 第5章帶傳動(dòng) 國(guó)產(chǎn)同步帶采用模數(shù)制，標(biāo)記為m(模數(shù))b(寬度)z(齒 數(shù))。 同步帶傳動(dòng)有下列特點(diǎn)： 同步帶與帶輪是嚙合傳動(dòng)，故 傳動(dòng)比準(zhǔn)確；帶的初拉力較小，軸與軸承所承受的力也較小， 但中心距要求較嚴(yán)，安裝精度要求較高；同步帶能吸收沖擊， 減少噪聲；同步帶較薄，允許線速度高且?guī)л喼睆叫　?同步帶有單面有齒和雙面有齒兩種，簡(jiǎn)稱為單面帶和雙 面帶，雙面帶又按齒排列的不同，分為DA型(對(duì)稱齒型如圖5- 14(a)所示)和DB型(交錯(cuò)齒型如圖5-14(b)所示)。標(biāo)準(zhǔn)同步帶的 齒型尺

30、寸如表5-11所示。 第5章帶傳動(dòng) 圖 5-14 雙面帶的類型 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 5.6.2 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 同步帶傳動(dòng)的主要失效形式有承載繩疲勞拉斷、跳齒、 帶齒的剪切和壓潰以及帶齒的過度磨損。同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 計(jì)算準(zhǔn)則是帶有較高的抗拉強(qiáng)度，保證承載繩不被拉斷。此 外，在灰塵、雜質(zhì)較多的工作條件下，應(yīng)對(duì)帶齒進(jìn)行耐磨性 計(jì)算。 1. 確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率Pca Pca的確定方法與普通V帶相同，即 Pca=KAP 式中： KA工況系數(shù)，見表5-12。 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 2. 選擇同步帶型號(hào)和節(jié)距選擇同步帶型號(hào)和節(jié)距pb 根據(jù)計(jì)算功率

31、Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 同步帶選型圖，選定帶的型號(hào)， 并由表5-13確定模數(shù)m。 第5章帶傳動(dòng) 3. 確定帶輪齒數(shù)確定帶輪齒數(shù)z1和和z2 一般取小帶輪齒數(shù)z1zmin。當(dāng)帶速和安裝尺寸允許時(shí)， z1 應(yīng)盡可能選得多些。大帶輪齒數(shù)z2=iz1，并取整數(shù)。 4. 帶輪節(jié)圓直徑帶輪節(jié)圓直徑d1和和d2的計(jì)算的計(jì)算 mz pz d 1 b1 1 mz pz d 2 b2 2 第5章帶傳動(dòng) 5. 驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速 式中：當(dāng)m=1.53 mm時(shí)，vmax=4050 m/s；當(dāng)m=45 mm時(shí)， vmax=3540 m/s；當(dāng)m=711 mm時(shí)，vmax=2530 m/s。 max 11

32、100060 v nd v 第5章帶傳動(dòng) 6. 確定中心距確定中心距a和帶長(zhǎng)和帶長(zhǎng)L 按結(jié)構(gòu)要求或按下式初定中心距a0： 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 由計(jì)算，按表5-14 選取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度L。按選定的帶長(zhǎng)L計(jì)算理論中心距a，中心距可 調(diào)時(shí)， 0 2 1221 0 / 4 - 2 2 a dddd aL 2 - / 0 LL aa 第5章帶傳動(dòng) 第5章帶傳動(dòng) 7. 小帶輪嚙合齒數(shù)小帶輪嚙合齒數(shù)zn的計(jì)算的計(jì)算 計(jì)算值取整數(shù)，一般要求znznmin，通常m2 mm時(shí)， znmin=4； m2 mm時(shí)，znmin=6。zn過小，會(huì)引起齒側(cè)工作表面 過快磨損。 a ddzz z 6 - - 2 1211 n 第5章帶傳動(dòng) 8. 帶寬帶寬bs的計(jì)算的計(jì)算 帶寬bs的計(jì)算公式為 式中： Kz嚙合齒數(shù)系數(shù)，zn6