哈爾濱工建大學(xué)機(jī)械設(shè)計課件5帶傳動

1、第五章第五章 帶傳動帶傳動2 第5 章 帶傳動5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 5.3 5.3 帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則和單根帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則和單根V V帶傳遞功率帶傳遞功率 5.5 5.5 其他帶傳動簡介其他帶傳動簡介5.45.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計3 5.1 概述 （Introduction）一、帶傳動的工作原理和特點(diǎn)一、帶傳動的工作原理和特點(diǎn)2、特點(diǎn)：良好的彈性，傳動平穩(wěn)，噪聲小并有吸振、特點(diǎn)：良好的彈性，傳動平穩(wěn)，噪聲小并有吸振和緩沖作用；過載時帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，可保護(hù)和緩沖作用；過載時帶與帶輪間會出現(xiàn)打滑，可保護(hù)其他零件；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝及

2、維護(hù)都較方便；其他零件；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝及維護(hù)都較方便；適用于中心距較大的傳動；存在相對滑動，不能保證適用于中心距較大的傳動；存在相對滑動，不能保證準(zhǔn)確的傳動比；傳動的外廓尺寸大，效率低；有較大準(zhǔn)確的傳動比；傳動的外廓尺寸大，效率低；有較大的壓軸力，壽命短。的壓軸力，壽命短。1、工作原理：主動輪、工作原理：主動輪帶帶從動從動輪。利用帶與帶輪之間的摩擦或輪。利用帶與帶輪之間的摩擦或嚙合實現(xiàn)運(yùn)動和動力的傳遞。嚙合實現(xiàn)運(yùn)動和動力的傳遞。n1n2 主動輪主動輪從動輪從動輪帶帶4 5.1 概述 （Introduction）二、帶傳動類型與應(yīng)用二、帶傳動類型與應(yīng)用1、類型、類型(1)(1)摩擦帶摩擦帶

3、平帶平帶- -橡膠帶、編織帶、皮革帶橡膠帶、編織帶、皮革帶圓帶圓帶多楔帶多楔帶V V帶帶- -普通普通V V帶、聯(lián)組帶、聯(lián)組V V帶、窄帶、窄V V帶帶(2)(2)嚙合帶嚙合帶同步齒形帶同步齒形帶5 5.1 概述（概述（Introduction） 二、帶傳動類型及應(yīng)用二、帶傳動類型及應(yīng)用 (3)(3)承載分析：平、承載分析：平、V V帶與輪間摩擦力比較帶與輪間摩擦力比較平帶平帶Q QN NfpFfNfQ=平帶：V V帶帶Q QN NN N22sin2QNQfQffNFfv2sin22sinfffpfvFFff6 5.1 概述概述 （Introduction） 三、三、V帶的結(jié)構(gòu)、型號和主要參數(shù)

4、帶的結(jié)構(gòu)、型號和主要參數(shù) 結(jié)構(gòu)：簾芯、繩芯結(jié)構(gòu)：簾芯、繩芯三、三、V V帶帶的結(jié)構(gòu)、型號和主要參數(shù)的結(jié)構(gòu)、型號和主要參數(shù) 普通普通V V帶型號：帶型號：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E截面尺寸漸大截面尺寸漸大V V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，普通帶已標(biāo)準(zhǔn)化，普通V V帶應(yīng)用最廣。帶應(yīng)用最廣。 7 5.1 概述概述 （Introduction） 三、三、V帶的結(jié)構(gòu)、型號和主要參數(shù)帶的結(jié)構(gòu)、型號和主要參數(shù) V V帶主要參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)件帶主要參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)件）：）：帶：帶：節(jié)節(jié) 寬寬b bp p: : 帶截面中性層寬帶截面中性層寬基準(zhǔn)帶長基準(zhǔn)帶長L Ld d：帶中性層長（節(jié)線長）：帶中性層長（節(jié)線長）

5、輪：輪：帶輪基準(zhǔn)寬度帶輪基準(zhǔn)寬度b bp p: :輪槽與帶中性層重合處寬輪槽與帶中性層重合處寬帶輪基準(zhǔn)直徑帶輪基準(zhǔn)直徑d d：基準(zhǔn)寬度對應(yīng)的帶輪直徑：基準(zhǔn)寬度對應(yīng)的帶輪直徑3 6bpd368 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析一、尺寸計算一、尺寸計算1、中心距、中心距: 帶傳動主要用于兩軸帶傳動主要用于兩軸平行而且回轉(zhuǎn)方向相同平行而且回轉(zhuǎn)方向相同的場合，這種傳動稱為的場合，這種傳動稱為開口傳動。開口傳動。 當(dāng)帶的張緊力為規(guī)定當(dāng)帶的張緊力為規(guī)定值時兩帶輪軸線間的值時兩帶輪軸線間的距離稱為中心距。距離稱為中心距。2、包角、包角：帶與帶輪接觸弧所對的中心角稱為包角。帶與帶輪接觸弧所對的中心

6、角稱為包角。設(shè)設(shè)d1、 d2分別為小輪、大輪的直徑，分別為小輪、大輪的直徑，Ld為帶長、則為帶長、則帶輪的包角帶輪的包角 ：=2 9 3、帶長、帶長已知帶長時，由上式可得中心距：已知帶長時，由上式可得中心距：4a4a) )d d(d(d) )d d(d(d2 22a2aD DA AC CB BB B2A2AL L2 21 12 22 21 1d d-+)0 01 12 20 01 12 257.357.3a ad dd d180180a ad dd d- 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 一、尺寸計算一、尺寸計算-+-+-21221212)(8)(2)(281ddddLddLadd

7、10 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、受力分析二、受力分析1、帶傳遞的力、帶傳遞的力(1)工作前后帶中力的變化工作前后帶中力的變化主動邊：初拉力主動邊：初拉力F0從動邊：初拉力從動邊：初拉力F0F1緊邊緊邊F2松邊松邊2001FFFF- - - -(2)初拉力初拉力F0與與F1、F2的關(guān)系的關(guān)系 設(shè)：帶為彈性體、服從虎克定律；帶總長不變設(shè)：帶為彈性體、服從虎克定律；帶總長不變)1( 2021FFF + +F0F0F0F0F2F1Ffn1Ffn2從動邊從動邊主動邊主動邊二、受力分析二、受力分析11 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、受力分析二、受力分析(3)有效

8、圓周力有效圓周力F與與F1 、F22 dF+dFFdCn1ddrdNfdNxF1F2Y主動輪微帶元力平衡：主動輪微帶元力平衡：F2F1Ffn1O1(2) 21FfFFF- - )3( 2/ 2/)2()1(0201FFFFFF- - + + ；得：得：、由由(4)有效圓周力有效圓周力F、帶速、帶速v和傳遞功率和傳遞功率P之間的關(guān)系之間的關(guān)系1000Fv （4） Pf(5)帶傳動能力分析帶傳動能力分析?maxmax FF0 :00 :0 - - S S - - S SdFfdNYdNFdX 12 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二二、帶傳動受力分析、帶傳動受力分析F(5) 21 f

9、eFEuler 公式：公式：(5)(2)得：得：、由由 1ef(6)1F1Fmax2max1- - - - FeeFff dFfdNdFdN 012fdFdFFF13 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 二、帶傳動受力分析二、帶傳動受力分析-f 112(6)(1)0+fmaxeeFF得帶傳遞的最大有效圓周力：、由的影響因素分析：的影響因素分析：討論：討論：maxF ）打滑（要求保證適當(dāng)打滑（要求保證適當(dāng)、初拉力、初拉力0max0maxmaxmax00FFFLPFFFahs s境有關(guān)與材料、表面狀態(tài)、環(huán)),( c maxfff Fff:/、摩擦系數(shù))120:1maxFb（要求：、包角o

10、14 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 三、應(yīng)力分析三、應(yīng)力分析三、應(yīng)力分析三、應(yīng)力分析1 1、拉應(yīng)力、拉應(yīng)力AFF2211Ass松邊：緊邊：15 2、離心力引起的拉應(yīng)力、離心力引起的拉應(yīng)力FcdCn dr2 dFcdl 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 三、帶中應(yīng)力分析三、帶中應(yīng)力分析d qv rvqdl dC22離心力： 說明：說明：Fc由繞輪帶段引起，作用于帶全長由繞輪帶段引起，作用于帶全長 Fc使帶內(nèi)拉力、應(yīng)力增大，帶與輪間壓力減小使帶內(nèi)拉力、應(yīng)力增大，帶與輪間壓力減小smv/25設(shè)計要求：設(shè)計要求： 離心力離心力s sAqvAFqvccc22 作用于整個帶長：

11、作用于整個帶長：引起帶中的應(yīng)力引起帶中的應(yīng)力s s 2qvFc 離心力引起帶拉力：離心力引起帶拉力：dc2 2sin2dqvdCF 力平衡：力平衡： 16 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 三、帶中應(yīng)力分析三、帶中應(yīng)力分析3 3、彎曲應(yīng)力、彎曲應(yīng)力帶的高度，見表帶的高度，見表5-25-2式中：式中：- -hh bEds smin1dd 設(shè)計要求：設(shè)計要求：討論：討論：2121 bbdd 因因s ss sbdh 、帶輪直徑、帶輪直徑帶高帶高s s17 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 三、應(yīng)力分析三、應(yīng)力分析4 4、帶工作過程應(yīng)力分布、帶工作過程應(yīng)力分布(1)帶受變應(yīng)力作

12、用（疲勞破壞）帶受變應(yīng)力作用（疲勞破壞）(2)帶中變應(yīng)力最大值帶中變應(yīng)力最大值max位于緊邊帶剛繞上小輪處位于緊邊帶剛繞上小輪處緊邊緊邊松邊松邊111max111bcffbeeAFs ss ss ss ss s + + +- - + + + +s sc18 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 四四、帶傳動運(yùn)動分析、帶傳動運(yùn)動分析四、帶傳動運(yùn)動分析四、帶傳動運(yùn)動分析1 1、帶的運(yùn)動狀態(tài)、帶的運(yùn)動狀態(tài)1 2 2 1 1F2F1n1b1a2b1 2 2 1 1c2a2c2n主動輪主動輪帶帶1 1vvFFca 212111 從動輪從動輪帶帶2 2vvFFca 121222 21滑動滑動結(jié)論：

13、帶與輪產(chǎn)生相對結(jié)論：帶與輪產(chǎn)生相對vv 19 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 四、帶傳動運(yùn)動分析四、帶傳動運(yùn)動分析2、帶傳動的彈性滑動、帶傳動的彈性滑動1 2 2 1 1F2F1n1b1a2b1 2 2 1 1c2a2c2n(1)(1)彈性滑動彈性滑動彈彈性性滑滑動動。相相對對滑滑動動引引起起帶帶與與輪輪間間產(chǎn)產(chǎn)生生微微小小不不同同，帶帶繞繞過過輪輪時時兩兩邊邊變變形形量量差差，由由于于緊緊邊邊松松邊邊存存在在拉拉力力- -產(chǎn)產(chǎn)生生彈彈滑滑弧弧段段、動動角角動動弧弧不不產(chǎn)產(chǎn)生生彈彈滑滑弧弧段段、靜靜角角靜靜弧弧 cbba、動弧與靜弧的概念、彈滑大小與載荷有關(guān)固有屬性，不可避免、彈

14、滑是摩擦帶傳動的cba20 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 四、帶傳動運(yùn)動分析四、帶傳動運(yùn)動分析21 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 四四、帶傳動運(yùn)動分析、帶傳動運(yùn)動分析(2)(2)彈滑影響彈滑影響與與載載荷荷有有關(guān)關(guān)不不恒恒定定- -i效效率率降降低低溫溫度度升升高高、帶帶磨磨損損11221211/ndndvvv- - - - ）（滑動率：滑動率：e e)()1(2112e ee efddnn - - d)1(1d2e e- - i21FFF- - e e式中：式中：22 5.2 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 四、帶傳動運(yùn)動分析四、帶傳動運(yùn)動分析(2)(2

15、)打滑影響打滑影響3 3、打滑、打滑打打滑滑動動帶帶相相對對于于輪輪產(chǎn)產(chǎn)生生全全面面滑滑動動角角達(dá)達(dá)到到整整個個包包角角，- -(1)(1)現(xiàn)象：現(xiàn)象：2a1 1 2 2 1F2F1n1b1a2b1 2 2 1 1c2c2n 11 maxFFF過載保護(hù)過載保護(hù) maxFF 設(shè)計要求：設(shè)計要求：2;0n帶磨損，傳動失效；帶磨損，傳動失效；23 5.3 帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則與單根帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則與單根V帶傳遞功帶傳遞功率率一、失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則一、失效形式與設(shè)計準(zhǔn)則失效形式：打滑、帶疲勞破壞失效形式：打滑、帶疲勞破壞設(shè)計準(zhǔn)則：保證不打滑，帶有一定疲勞壽命設(shè)計準(zhǔn)則：保證不打滑，帶有一定疲勞壽命二、單根二、單

16、根V帶傳遞功率帶傳遞功率1、不打滑、不疲勞的有效圓周力、不打滑、不疲勞的有效圓周力)11()(111111max s ss ss ss ss ss ss sfbcmaxbcffAFeeAF- - - - + + +- - e條件：條件：保證不打滑的疲勞強(qiáng)度保證不打滑的疲勞強(qiáng)度24 5.3 帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則與單根帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則與單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 二、單根二、單根V帶傳遞功率帶傳遞功率2、實驗條件下單根、實驗條件下單根V帶傳遞功率帶傳遞功率P0；載載荷荷平平穩(wěn)穩(wěn)實實驗驗條條件件：021;180LLd o 1000/)11)(100011max0AvevFPfbc s ss ss s- -

17、- - ），計算式：計算式：( ( 表表5-55-5）規(guī)定規(guī)定432111011421131211100(kW )lg()(8911355ccccdfPdcdcdccdPPGBw ww ww ww w - - - - - -25 5.3 帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則與單根帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則與單根V帶傳遞功率帶傳遞功率 二、單根二、單根V帶傳遞功率帶傳遞功率3、設(shè)計條件設(shè)計條件下單根下單根V帶傳遞許用功率帶傳遞許用功率0P 0P )D D+ + kW (P00PK KLsradLcc/ 1041小輪角速度小輪角速度試驗帶長；試驗帶長；壽命的帶參數(shù)；壽命的帶參數(shù)；帶特定質(zhì)量水平、規(guī)定帶特定質(zhì)量水平、規(guī)定說明：說明：

18、- - - -w w包角系數(shù)（表包角系數(shù)（表5-7）K Ka a：單根普通單根普通V帶額定功率的增量（表帶額定功率的增量（表5-6）D DP0帶長系數(shù)（表帶長系數(shù)（表5-3）K KL L26 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計一、一、V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算已知：已知：P、n1、 n2 （I）、工作條件、空間限制）、工作條件、空間限制計算帶的根數(shù)計算帶的根數(shù)z、F0 、FQ按帶型號、按帶型號、i、1、 LdP0計算計算P0按按L0、帶型號定基準(zhǔn)帶長、帶型號定基準(zhǔn)帶長Ld，中心距，中心距a，驗算包角，驗算包角1初定中心距初定中心距a0，按，按a0、d1、 d2計算帶長計算帶長L0定帶輪基準(zhǔn)直徑

19、定帶輪基準(zhǔn)直徑d1 dmin ，表，表5-9，由，由i定定 d2 ，驗算帶速，驗算帶速v按按Pc、 n1選帶型號，圖選帶型號，圖5-12確定確定KA（表（表5-8）、計算功率）、計算功率Pc=KAP27 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 一、一、V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算2、選擇帶型號：、選擇帶型號：計算功率計算功率Pc=KAP；按；按Pc 、n1查查圖圖5-12定帶型號定帶型號3、確定帶輪直徑：、確定帶輪直徑：要求：要求：d1dmin表表5-91、工況系數(shù)：、工況系數(shù)：KA表表5-8)/255( / 100060411smvsmndv 要求：要求：、驗算帶速：、驗算帶速： )95(512-

20、 - 取標(biāo)準(zhǔn)表取標(biāo)準(zhǔn)表、確定大帶輪直徑：、確定大帶輪直徑：idd28 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 一、一、V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算2)/L(La a )35(表表LLa、定中心距與、定中心距與帶長帶長60d0d取取 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)00- -+ + - -輪直徑；加大中心距。輪直徑；加大中心距?？山档蛡鲃颖?；減小帶可降低傳動比；減小帶小小、驗算小輪包角：、驗算小輪包角：:120add18071121 - - - oo57.3o10)(8000 D D+ + PPKPKP PzAc 、計算帶根數(shù)：、計算帶根數(shù)：KL29 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 一、一、V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算

21、 15 . 250020qvKvzPFc+ + - - 9、計算初拉力：、計算初拉力：a1006 . 1ay G1.81006.1 作用下的撓度為作用下的撓度為初張力檢驗：初張力檢驗：ayG見表見表5-105-1030 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 一、一、V帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算10zF0zFQF0zF0zF2sin22cos2100 zFzFFQ 10 、計算壓軸力：、計算壓軸力：31 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 二、帶輪設(shè)計二、帶輪設(shè)計二、帶輪設(shè)計二、帶輪設(shè)計1、設(shè)計要求、設(shè)計要求 3、結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)形式重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大

22、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)過精細(xì)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（表面粗糙度一般為加工（表面粗糙度一般為1.61.6），以減輕帶的磨損。各），以減輕帶的磨損。各輪槽尺寸與角度要有一定的精度，以使載荷分布較均勻輪槽尺寸與角度要有一定的精度，以使載荷分布較均勻。 鑄鐵、鑄鋼鑄鐵、鑄鋼鋼板沖壓件鋼板沖壓件 鑄鋁或塑料鑄鋁或塑料 1 1）實心式）實心式 用于尺寸較小的帶輪用于尺寸較小的帶輪2) 2) 腹板式腹板式 用于中等尺寸的帶輪用于中等尺寸的帶輪3 3）孔板式）孔板式 用于大尺寸的帶輪用于大尺寸的帶輪4 4）輪輻式）輪輻式 用于尺寸較大的帶輪用于

23、尺寸較大的帶輪5 5）沖壓式）沖壓式2、帶輪材料、帶輪材料 32 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 二、帶輪設(shè)計二、帶輪設(shè)計實心式實心式腹板式腹板式33 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 二、帶輪設(shè)計二、帶輪設(shè)計輪輻式輪輻式34 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 三、三、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置三、三、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置1、張緊目的：保證初拉力、張緊目的：保證初拉力2、張緊裝置、張緊裝置：(2)(2)自動張緊裝置自動張緊裝置浮動架自重自動張緊浮動架自重自動張緊(3)(3)張緊輪裝置張緊輪裝置(1)(1)定期張緊定期張緊滑軌和調(diào)節(jié)螺旋滑軌和調(diào)節(jié)螺旋擺動架和調(diào)節(jié)螺旋擺動架和調(diào)節(jié)螺旋35 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 三、三、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置(1)定期張緊定期張緊36 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 三、三、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置(2)自動張緊自動張緊37 5.4 V帶傳動設(shè)計帶傳動設(shè)計 三、三、V帶傳動張緊裝置帶傳動張緊裝置(3) 張緊輪張緊張緊輪張緊張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過分影響在