機(jī)械制圖第八章

1、第八章第八章 帶傳動機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)帶傳動機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi) 容容8-1 帶傳動的基本知識帶傳動的基本知識8-2 普通普通V V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 重重 點(diǎn)、難點(diǎn)、難 點(diǎn)點(diǎn)1.1.熟練掌握帶傳動的工作原理和傳動比的計(jì)算熟練掌握帶傳動的工作原理和傳動比的計(jì)算及帶傳動的特點(diǎn)及帶傳動的特點(diǎn)；2.2.帶傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；帶傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；3.3.帶傳動的張緊裝置及其調(diào)整方法帶傳動的張緊裝置及其調(diào)整方法。一、帶傳動的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用和幾何計(jì)算一、帶傳動的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用和幾何計(jì)算 傳動原理：傳動原理：在一定的初拉力下，以張緊在至少兩輪上帶作為中在一定的初拉力下，以張緊在至少兩輪上帶作為

2、中間撓性件，靠帶與輪接觸面間的間撓性件，靠帶與輪接觸面間的摩擦或嚙合摩擦或嚙合來傳遞運(yùn)來傳遞運(yùn)動與動力（兩輪轉(zhuǎn)向相同，平行軸傳動）。動與動力（兩輪轉(zhuǎn)向相同，平行軸傳動）。帶傳動的組成：帶傳動的組成：1、主動輪、主動輪 2、從動輪、從動輪3、傳送帶、傳送帶8-1 帶傳動的基本知識帶傳動的基本知識帶傳動可分為帶傳動可分為摩擦傳動型摩擦傳動型和和嚙合傳動嚙合傳動型兩大類。型兩大類。 （1 1）摩擦傳動型）摩擦傳動型摩擦傳動型是利用傳動帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力。摩擦傳動型是利用傳動帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力。帶帶截截面面形形狀狀圓帶圓帶1.帶傳動的類型：帶傳動的類型：（2 2）嚙合傳

3、動型）嚙合傳動型嚙合傳動型是指同步帶傳動，同步帶傳動是靠帶上的齒與嚙合傳動型是指同步帶傳動，同步帶傳動是靠帶上的齒與帶輪上的齒槽的嚙合作用來傳遞運(yùn)動和動力的。帶輪上的齒槽的嚙合作用來傳遞運(yùn)動和動力的。 同步帶同步帶傳動工作時帶與帶輪之間不會產(chǎn)生相對滑動，能夠獲得準(zhǔn)傳動工作時帶與帶輪之間不會產(chǎn)生相對滑動，能夠獲得準(zhǔn)確的傳動比，確的傳動比， 傳動平穩(wěn)傳動平穩(wěn),噪聲小噪聲小,可緩沖吸振可緩沖吸振,有過載保護(hù)有過載保護(hù),可遠(yuǎn)距離傳動可遠(yuǎn)距離傳動,結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單簡單,制造、安裝和維護(hù)方便制造、安裝和維護(hù)方便,但傳動比不準(zhǔn)確但傳動比不準(zhǔn)確,效率較低效率較低,壽命壽命較短較短,且對軸的壓力大。且對軸的壓力大。

4、2.特點(diǎn)：特點(diǎn)：3.應(yīng)用：應(yīng)用：常應(yīng)用于傳動比不要求準(zhǔn)確、功率常應(yīng)用于傳動比不要求準(zhǔn)確、功率P100kW、v=525m/s、傳、傳動比動比i5以及有過載保護(hù)的場合以及有過載保護(hù)的場合. 3.平帶傳動平帶傳動平帶傳動是由帶和帶輪組成的摩擦傳動，帶的工作面與帶輪的平帶傳動是由帶和帶輪組成的摩擦傳動，帶的工作面與帶輪的輪緣表面接觸。輪緣表面接觸。平平帶帶傳傳動動的的形形式式開口傳動開口傳動交叉?zhèn)鲃咏徊鎮(zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃咏嵌葌鲃咏嵌葌鲃?.V帶的類型帶的類型二、二、V V帶傳動的設(shè)計(jì)帶傳動的設(shè)計(jì) 普通普通V帶帶窄窄V帶帶聯(lián)組聯(lián)組V帶帶寬寬V帶帶包布層包布層頂膠層頂膠層抗拉層抗拉層底膠層底膠層2.

5、V帶的結(jié)構(gòu)帶的結(jié)構(gòu)繩芯：抗拉體分別由一層膠線繩組成。繩芯結(jié)構(gòu)柔韌性好，抗繩芯：抗拉體分別由一層膠線繩組成。繩芯結(jié)構(gòu)柔韌性好，抗彎強(qiáng)度高，適用于帶輪直徑較小、載荷不大、轉(zhuǎn)速較高的場合。彎強(qiáng)度高，適用于帶輪直徑較小、載荷不大、轉(zhuǎn)速較高的場合。目前國產(chǎn)繩芯結(jié)構(gòu)的目前國產(chǎn)繩芯結(jié)構(gòu)的V V帶僅有帶僅有Z、A、B、C四種型號。四種型號。 簾布芯：簾布芯：抗拉體由幾層膠簾布組成。簾布芯結(jié)構(gòu)制造方便，抗拉抗拉體由幾層膠簾布組成。簾布芯結(jié)構(gòu)制造方便，抗拉強(qiáng)度高，型號齊全（強(qiáng)度高，型號齊全（、七種），應(yīng)用七種），應(yīng)用較多。較多。3.V V帶的標(biāo)準(zhǔn)帶的標(biāo)準(zhǔn) a.普通普通V帶（楔角帶（楔角400、相對高度、相對高度h

6、/bp=0.7） （1）節(jié)面（中性層）：當(dāng)代垂直底面彎曲）節(jié)面（中性層）：當(dāng)代垂直底面彎曲 時，帶中保持長度不變的平面時，帶中保持長度不變的平面 （2）節(jié)寬）節(jié)寬bp：節(jié)面寬度：節(jié)面寬度.b.窄窄V帶（楔角帶（楔角400、相對高度、相對高度h/bp=0.9）型號按截面尺寸由小到大：）型號按截面尺寸由小到大：SPZ、 SPA、SPB、SPC （3）帶輪的基準(zhǔn)直徑）帶輪的基準(zhǔn)直徑D：帶輪上與節(jié)寬相對應(yīng)的帶輪直徑：帶輪上與節(jié)寬相對應(yīng)的帶輪直徑（4）帶的基準(zhǔn)長度）帶的基準(zhǔn)長度Ld：在規(guī)定張緊力下，位于帶輪直徑上的節(jié)：在規(guī)定張緊力下，位于帶輪直徑上的節(jié)線長度。是線長度。是V帶傳動設(shè)計(jì)中所用帶長（標(biāo)準(zhǔn)值）

7、帶傳動設(shè)計(jì)中所用帶長（標(biāo)準(zhǔn)值）4.普通普通V V帶傳動的正確使用帶傳動的正確使用 正確的安裝、調(diào)整、使用和維護(hù)是保證正確的安裝、調(diào)整、使用和維護(hù)是保證V帶傳動正常工作和延長壽命的有效措施。帶傳動正常工作和延長壽命的有效措施。選用普通選用普通V帶時，要注意帶的帶時，要注意帶的型號和基準(zhǔn)長度不要搞錯，以保型號和基準(zhǔn)長度不要搞錯，以保證證V帶在輪槽中的正確位置。帶在輪槽中的正確位置。V帶頂面和帶輪輪槽頂面取齊帶頂面和帶輪輪槽頂面取齊(新新安裝時安裝時V帶頂面可略高出帶頂面可略高出)，以保，以保證證V帶和輪槽的工作面之間充分帶和輪槽的工作面之間充分接觸。接觸。安裝帶輪時，各帶輪軸線應(yīng)相互安裝帶輪時，各

8、帶輪軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對應(yīng)的平行，各帶輪相對應(yīng)的V形槽的對形槽的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過20。帶輪安裝在軸上不得搖晃擺動，軸帶輪安裝在軸上不得搖晃擺動，軸和軸端不應(yīng)有過大的變形，以免傳和軸端不應(yīng)有過大的變形，以免傳動時動時V帶的扭曲和工作側(cè)面過早磨帶的扭曲和工作側(cè)面過早磨損。損。V帶的張緊程度要適當(dāng)，不宜過松或過緊。過松帶的張緊程度要適當(dāng)，不宜過松或過緊。過松時，不能保證足夠的張緊力，傳動時容易打滑，傳時，不能保證足夠的張緊力，傳動時容易打滑，傳動能力不能充分發(fā)揮；過緊時，帶的張緊力過大，動能力不能充分發(fā)揮；過緊時，帶的張緊力過大，傳動中磨損加劇，使帶的使用

9、壽命縮短。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)傳動中磨損加劇，使帶的使用壽命縮短。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在中等中心距情況下，表明，在中等中心距情況下，V帶安裝后用大拇指帶安裝后用大拇指能將帶按下能將帶按下15mm左右時張緊程度合適。左右時張緊程度合適。對對V帶傳動應(yīng)定期檢查及時調(diào)整。如發(fā)現(xiàn)有不能繼續(xù)使用的帶傳動應(yīng)定期檢查及時調(diào)整。如發(fā)現(xiàn)有不能繼續(xù)使用的V帶，應(yīng)及帶，應(yīng)及時更換，更換時必須使一組時更換，更換時必須使一組V帶中各根帶的實(shí)際長度盡量接近相等，以使帶中各根帶的實(shí)際長度盡量接近相等，以使各根各根V帶在傳動時受力均勻。不允許新舊帶并用。帶在傳動時受力均勻。不允許新舊帶并用。 V帶傳動必須裝防護(hù)罩，這樣既可防止傷人事故，又可防

10、止?jié)櫥?、切帶傳動必須裝防護(hù)罩，這樣既可防止傷人事故，又可防止?jié)櫥?、切削液、其它雜物等飛濺到削液、其它雜物等飛濺到V帶上而影響傳動。此外，使用防護(hù)罩可避免帶上而影響傳動。此外，使用防護(hù)罩可避免V帶在露天作業(yè)下受烈日曝曬而過早老化變質(zhì)。帶在露天作業(yè)下受烈日曝曬而過早老化變質(zhì)。 2 25.5.帶傳動的幾何尺寸計(jì)算帶傳動的幾何尺寸計(jì)算1 1 BAC CDD2.小帶輪包角小帶輪包角1 101213.57180add1. 帶輪直徑帶輪直徑d d1 1和和d d2 2（根據(jù)工作要求選擇）（根據(jù)工作要求選擇）3.帶長帶長L Ld daddddaLd4)()(22212214.中心距中心距a a（主從帶輪的

11、中心距離）（主從帶輪的中心距離）8)(8)(2)(222121212ddddddddddddLddLa1.帶傳動的受力分析帶傳動的受力分析工作前工作前 :兩邊初拉力兩邊初拉力Fo=Fo F1-Fo = Fo-F2 F1-F2 = 摩擦力總和摩擦力總和Ff = 有效圓周力有效圓周力Fe緊邊緊邊 FoF1；松邊松邊FoF2工作時工作時:兩邊拉力變化兩邊拉力變化所以所以: 緊邊拉力緊邊拉力 F1=Fo + F/2 松邊拉力松邊拉力 F2=FoF/2 緊邊緊邊松邊松邊三、帶傳動的工作情況分析三、帶傳動的工作情況分析影響帶傳動最大有效圓周力影響帶傳動最大有效圓周力Fmax的主要因素有：的主要因素有：初拉

12、力初拉力F0;小輪包角小輪包角;摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)f帶傳動的最大有效拉力帶傳動的最大有效拉力（不發(fā)生打滑現(xiàn)象）1121111200maxffffeeFeeFF b b2 2 1 1 2 2 b b1 11 1 2 2 n n1 1n n2 2 C C C C B B = =C C+2 2+b b1 1 C C = =C C+2 2+b b2 2 D D=C C+1 1+b2b2 max max =A A = =C C+1 1+b1b1E E max max =A A = =C C+1 1+b1b12.傳動帶的應(yīng)力分析傳動帶的應(yīng)力分析2).緊、松邊拉應(yīng)力緊、松邊拉應(yīng)力1).離心拉應(yīng)力離心拉應(yīng)力3)

13、.彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力如圖最大應(yīng)力產(chǎn)生在由緊邊進(jìn)入小帶輪處如圖最大應(yīng)力產(chǎn)生在由緊邊進(jìn)入小帶輪處帶相對帶相對2 2輪輪的滑動方向的滑動方向帶相對帶相對1 1輪輪的滑動方向的滑動方向2 2C CD D1).1).彈性滑動彈性滑動: : 是帶的彈性變形量的變化而引起帶與帶輪之間微量相對滑動的現(xiàn)是帶的彈性變形量的變化而引起帶與帶輪之間微量相對滑動的現(xiàn) 象，稱為彈性滑動。象，稱為彈性滑動。 1 1 2 2vvn n1 1n n2 21 1A AB B3.帶傳動的彈性滑動與傳動比帶傳動的彈性滑動與傳動比彈性滑動會引起下列后果：彈性滑動會引起下列后果：從動輪的圓周速度總是落后于主動輪的圓周速度從動輪的圓周速度總

14、是落后于主動輪的圓周速度損失一部分能量，降低了傳動效率，會使帶的溫度升高；并引起傳動帶磨損損失一部分能量，降低了傳動效率，會使帶的溫度升高；并引起傳動帶磨損滑動率：滑動率：由于彈性滑動引起從動輪圓周速度低于主動輪圓周速度，其相對降低由于彈性滑動引起從動輪圓周速度低于主動輪圓周速度，其相對降低 率通常稱為帶傳動滑動系數(shù)或滑動率。率通常稱為帶傳動滑動系數(shù)或滑動率。121121121121ninnndndndddd通常通常)%21 (傳動比傳動比1221ddnni2). 打滑打滑 : :若傳遞的基本載荷超過最大有效圓周力若傳遞的基本載荷超過最大有效圓周力,帶在帶輪上發(fā)生顯著的相帶在帶輪上發(fā)生顯著的相

15、對滑動即打滑。對滑動即打滑。打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動打滑是由于過載所引起的帶在帶輪上的全面滑動帶在大輪上的包角大于小輪上的包角，所以打滑總是在小輪上先開始的帶在大輪上的包角大于小輪上的包角，所以打滑總是在小輪上先開始的 打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損，帶的運(yùn)動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，致使傳動失效。打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損，帶的運(yùn)動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，致使傳動失效。 8-3 普通普通V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算一、帶傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、帶傳動的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 失效形式失效形式 1)帶在帶輪上的打滑；帶在帶輪上的打滑； 2)帶的疲勞破壞帶的疲勞破壞 另外：磨損靜態(tài)拉斷等另外：磨損靜態(tài)

16、拉斷等設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的：保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的 疲勞強(qiáng)度和壽命疲勞強(qiáng)度和壽命 最大有效拉力：最大有效拉力： )11 ()11 (11ffeceAeFF二、單根二、單根V V帶的基本額定功率帶的基本額定功率 由疲勞強(qiáng)度條件：由疲勞強(qiáng)度條件： cb11maxcb11可得可得 單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的功率為單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的功率為： 1000)11 ()(10veAPfcb（ 特定帶長，平穩(wěn)工作條件下特定帶長，平穩(wěn)工作條件下）180單根單根V帶基本額定功率帶基本額定功率P0表表 普通普通V帶帶 窄窄V帶帶單根單根V帶額定功

17、率增量帶額定功率增量P0表表 三、三、V V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇已知：已知： P，n1，n2 或或 i ,傳動布置要求（中心距傳動布置要求（中心距a）, 傳動用途及工作情況傳動用途及工作情況 設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)： 帶：型號，根數(shù)，長度帶：型號，根數(shù)，長度 輪：材料，輪：材料，Dmin，中心距，中心距a，結(jié)構(gòu)尺寸，軸壓力結(jié)構(gòu)尺寸，軸壓力Q設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：1.確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率Pc(KW) ：P傳遞的額定功率（傳遞的額定功率（KW）KA工況系數(shù)，工況系數(shù)，PKPAc2.選擇帶型號：選擇帶型號：根據(jù)根據(jù) Pc，n1查表查表3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d1

18、、d2 （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1 （根據(jù)帶型）（根據(jù)帶型） 參考參考表表8-6（最小帶輪直徑）（最小帶輪直徑） 表表8-4（V帶輪的基準(zhǔn)直徑）帶輪的基準(zhǔn)直徑） 選取選取d1 dmin,宜選較大直徑。宜選較大直徑。v太小太小: 由由P=Fv可知，傳遞同樣功率可知，傳遞同樣功率120 24 1020 小小 適當(dāng)適當(dāng) 小小11.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 2. 帶輪材料帶輪材料 重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻，高速時要經(jīng)動平衡，輪槽表面要經(jīng)過質(zhì)量分布均勻，高速時要經(jīng)動平衡，輪槽表面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般為精細(xì)加工（表面粗糙度一般為3.23.2），以減輕帶的磨損。），以減輕帶的磨損。各輪槽尺寸與角度要有一定的精度，以使載荷分布較各輪槽尺寸與角度要有一定的精度，以使載荷分布較均勻均勻。 鑄鐵鑄鐵HT200（v v3030m/sm/s ）、鑄鋼（）、鑄鋼（v v25254545m/sm/s）鑄鋁或塑料鑄鋁或塑料 （小功率小功率）3. V V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu)四、普通四、普通V V帶輪的設(shè)計(jì)帶輪的設(shè)計(jì)4、帶傳動的標(biāo)記方法、帶傳動的標(biāo)記方法如：三根如：三根B型簾布芯結(jié)構(gòu)型簾布芯結(jié)構(gòu)V帶，基準(zhǔn)長度