上海工程技術(shù)大學(xué)機械設(shè)計A復(fù)習(xí)題第八章帶傳動

第三篇機械傳動傳動摩擦傳動嚙合傳動液力傳動氣力傳動機械傳動電傳動1.傳動的分類1帶傳動的特點和類型2.傳動類型的選擇1）功率和效率2）速度速度：齒輪傳動>鏈傳動>帶傳動>蝸桿傳動功率：齒輪傳動>鏈傳動>帶傳動>蝸桿傳動效率：齒輪傳動>帶傳動>鏈傳動>蝸桿傳動2帶傳動的特點和類型3）外廓尺寸、質(zhì)量和成本外廓尺寸：帶傳動>鏈傳動>齒輪傳動>蝸桿傳動質(zhì)量：鏈傳動>帶傳動>齒輪傳動>蝸桿傳動成本：帶傳動<蝸桿傳動<鏈傳動<齒輪傳動3帶傳動的特點和類型3.傳動裝置的發(fā)展趨勢1）以滾動取代滑動，減小磨損和發(fā)熱2）開發(fā)新的傳動形式：擺線針輪傳動、諧波傳動和漸開線少齒差行星傳動3）開發(fā)大功率、高效率、長壽命、大傳動比的傳動裝置4第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動工作狀況的分析§8-3普通V帶傳動的設(shè)計計算§8-4

V帶輪的設(shè)計§8-5

V帶傳動的張緊、安裝與防護51.帶傳動的組成及工作原理§8-1概述主動輪從動輪62.帶傳動的工作特點1）結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，價格低廉2）傳動平穩(wěn)，緩沖、吸振3）適于遠距離傳動優(yōu)點1）傳動輪廓較大2）瞬時傳動比不穩(wěn)定3）壓軸力較大缺點7地鐵安全門機械裝置原理圖電機（包括傳動裝置）滾動滑輪齒輪皮帶8空氣壓縮機中的帶傳動

9帶傳動的特點和類型按截面形狀分平帶傳動V帶傳動多楔帶傳動工作面工作面圓帶傳動同步帶摩擦型帶3.帶傳動的類型10截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。1）平帶11截面形狀為等腰梯形，帶的兩側(cè)面為工作面。2）V帶12V帶在輪槽中的正確位置13在平帶基體上由多根V帶組成，具有平帶柔性好和V帶摩擦力大的特點。3）多楔帶14橫截面為圓形，只用于小功率傳動，牽引能力小。4）圓帶15同步帶傳動能保證固定的傳動比，傳遞功率大，用于要求傳動平穩(wěn)，精度較高的場合。5）同步帶（嚙合帶）164.V帶的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)包布頂膠抗拉體底膠17bpbhφ普通V帶的型號：YZABCDE（表8-1普通V帶的截面尺寸）

V帶的節(jié)寬bpddbp帶輪的基準直徑dd18窄V帶的型號：SPZSPASPBSPCV帶的基準長度Ld19當量摩擦系數(shù)fv設(shè)計：潘存云FvFnφFnFnFvφ/2φ/220窄V帶V帶普通Ｖ帶窄Ｖ帶bpbhφ21齒形Ｖ帶寬Ｖ帶聯(lián)組Ｖ帶大楔角Ｖ帶22α2α1CADBdd1dd2aθ5.帶傳動的幾何參數(shù)1）中心距a2）傳動比i3）帶輪的基準直徑dd1，dd2帶速v23包角α設(shè)計：潘存云α2θα1θθCADBdd1dd2O1O224基準長度Ld設(shè)計：潘存云α2θα1θθCADBd1d2O1O225V帶的標記標記組成：帶型—基準長度—標準號例：A型普通V帶，基準長度1400mm。

標記：A-1400GB/T11544-1997例：SPA型窄V帶，基準長度1250mm。

標記：SPA-1250GB/T12730-2002261.帶傳動的受力分析工作前：初拉力F0工作時：緊邊

F0↑F1

→

F1

>F0

松邊

F0↓F2

→

F2

<F0假定帶的長度不變：F1+F2=2F0松邊緊邊§8-2帶傳動工作狀況的分析27有效拉力Fe

帶傳動傳遞的功率282.最大有效拉力Fec及其影響因素柔韌體摩擦的歐拉公式2930影響最大有效拉力Fec的因素預(yù)緊力F0：Fec與預(yù)緊力F0成正比；包角：

Fec隨包角的增大而增大；摩擦系數(shù)f：Fec隨摩擦系數(shù)f增大而增大。31例：單根V帶傳遞的最大功率Pmax=4.82kW，小帶輪直徑dd1=400mm，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，小帶輪包角α1=152°，帶和帶輪間的當量摩擦系數(shù)fv=0.25。試確定帶傳動的最大有效拉力Fec，緊邊拉力F1，松邊拉力F2，初拉力F0。32解：333.帶的應(yīng)力分析1）拉應(yīng)力

緊邊拉應(yīng)力

松邊拉應(yīng)力

342）離心拉應(yīng)力從微段dl力平衡有：r

dFcdαdlF1F2Fc

Fc

dα2dα23536bpbh3）彎曲應(yīng)力小帶輪上彎曲應(yīng)力

大帶輪上彎曲應(yīng)力

dp3738394.帶的彈性滑動和打滑彈性滑動：由于帶的緊邊和松邊彈性變形不同，而引起的帶與帶輪間的微量的相對運動。后果：v2<v1，傳動比i不準確。1）彈性滑動40從動輪轉(zhuǎn)速帶傳動的傳動比

V帶傳動的滑動率ε=0.01~0.02?；瑒勇?12）打滑打滑：由于過載而引起的帶與帶輪間顯著的相對運動。后果：帶傳動失效，磨損發(fā)熱嚴重措施：減小負載，增大預(yù)緊力，增大包角或增大摩擦。42滑動率曲線和效率曲線43

帶傳動實驗臺41235678910111213141）在圖中標出帶輪的合理旋轉(zhuǎn)方向；2）若帶傳動傳遞的功率P=7.5kW，帶速v=10m/s，緊邊拉力為松邊拉力5倍，求Fe，F(xiàn)1，F(xiàn)2和F0；45解：1）帶輪的合理旋轉(zhuǎn)方向如圖所示n1n2462）由得47已知帶式制動器的制動輪直徑d=100mm，制動輪轉(zhuǎn)矩T=60N·m，制動杠桿長l=250mm，帶與輪間摩擦系數(shù)f=0.4，試求制動力Q。（提示：帶式制動器與帶傳動工作原理相同）dTlQ48解：制動力dTlQ制動輪上的圓周力由得491）帶傳動的工作條件2）所需傳遞的功率P3）小帶輪轉(zhuǎn)速n1，大帶輪轉(zhuǎn)速n2或傳動比i4）傳動位置與總體尺寸的限制1.帶傳動的已知條件

§8-3普通V帶傳動的設(shè)計計算501）確定帶的型號、基準長度和根數(shù)2）帶輪中心距3）帶輪的材料、基準直徑和結(jié)構(gòu)尺寸4）帶的初拉力、壓軸力5）設(shè)計張緊裝置2.帶傳動的設(shè)計內(nèi)容511）失效形式

（1）疲勞破壞；（2）打滑。2）設(shè)計準則

在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命由疲勞強度條件：由不打滑條件：3.帶傳動的設(shè)計準則52由不打滑條件：由疲勞強度條件：單根V帶的基本額定基本功率P03.單根V帶的基本額度功率和額定功率單根V帶的額定功率Pr53帶型小帶輪節(jié)圓直徑dd1/mm小帶輪轉(zhuǎn)速

n1/(r/min)400730800980120014602800Z型506371800.060.080.090.140.090.130.170.200.100.150.200.220.120.180.230.260.140.220.270.300.160.250.310.360.260.410.500.56A型75901001121250.270.390.470.560.670.420.630.770.931.110.450.680.831.001.190.520.790.971.181.400.600.931.141.391.660.681.071.321.621.931.001.642.052.512.98………………………表8-4單根普通V帶的基本額定功率P0（P151）（傳動比i=1、包角α＝180°、特定長度Ld、平穩(wěn)工作）

54帶型小帶輪轉(zhuǎn)速n1/(r/min)傳動比i1.00~1.011.02~1.041.05~1.081.09~1.121.13~1.181.19~1.241.25~1.341.35~1.511.52~1.99≥2.0Z型400730800…0.000.000.00…0.000.000.00…0.000.000.00…0.000.000.00…0.000.000.01…0.000.000.01…0.000.010.01…0.000.010.01…0.010.010.02…0.010.010.02…A型400730800…0.000.000.00…0.010.010.01…0.010.020.02…0.020.030.03…0.020.040.04…0.030.050.05…0.030.060.06…0.040.070.08…0.040.080.09…0.050.090.10…………………………………表8-5單根普通V帶額定功率的增量?P0（P153）55小帶輪包角/(°)Kα小帶輪包角/(°)Kα18017517016516015515010.990.98

0.960.950.930.921451401351301251200.910.890.880.860.840.82表8-6包角修正系數(shù)K

α（P155）56基準長度Ld/mmKL普通V帶窄V帶YZAB…SPZSPA…45050056063071080090010001120…1.001.020.890.910.940.960.991.001.031.061.08…0.810.820.850.870.890.91…0.810.840.86……0.820.840.860.880.900.93…0.810.830.850.87……表8-2普通V帶輪的基準長度Ld及帶長修正系數(shù)KL（P145）571）確定計算功率

Pca4.帶傳動的設(shè)計步驟和參數(shù)選擇表8-8工作情況系數(shù)KA

（P156）582）選擇V帶的類型圖8-11普通V帶選型圖（P157）593）確定帶輪的基準直徑dd1、dd2，并驗證帶速v（1）確定小帶輪基準直徑dd1表8-7

V帶輪的最小基準直徑（P155）帶型YZABCDEddmin205075125200355500小帶輪基準直徑dd1滿足a）dd1≥

ddminb）表8-9普通V帶輪的基準直徑系列（P157）60（2）驗算帶速v帶速v=5~25m/sv↑→Fc↑→應(yīng)減小dd1v↓，功率一定時→Fe↑→z↑→帶輪尺寸↑61保證傳動比相對誤差dd2=idd1

或（3）計算大帶輪的基準直徑

624）確定帶輪中心距a和V帶的基準長度Ld（1）初選中心距a0（2）計算V帶長Ld0

（3）確定中心距a及其變動范圍635）驗算小帶輪包角α16）確定V帶根數(shù)單根V帶的額定功率Pr64帶傳動正常工作的必要條件：保持適當?shù)某趵^小：傳動時摩擦力過小易打滑；過大：降低帶的壽命，并增大了軸和軸承的壓力。7）確定單根帶的初拉力F065V帶的初拉力F0的控制初安裝時運轉(zhuǎn)后最小極限值66表8-10初拉力的增量ΔF0（P159）8）計算壓軸力Fp67例：有一帶式輸送機，在異步電動機與齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機功率P=4kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，傳動比i=3.4，每天工作8小時。試設(shè)計此帶傳動。（P163）68解：1）確定計算功率Pca表8-8工作情況系數(shù)KA

（P156）692）選擇V帶的帶型：選A型圖8-11普通V帶選型圖（P157）703）確定帶輪的基準直徑，驗算帶速v小動輪基準直徑表8-7

V帶輪的最小基準直徑（P155）帶型YZABCDEddmin205075125200355500小帶輪基準直徑dd1滿足a）dd1≥

ddminb）表8-9普通V帶輪的基準直徑系列（P157）71驗算帶速大動輪直徑72表8-9普通V帶輪的基準直徑系列（P157）大帶輪基準直徑dd2圓整為734）確定帶輪的中心距a和V帶的基準長度Ld初選中心距a0計算V帶長Ld0

74V帶的基準長度Ld

圓整為表8-2普通V帶輪的基準長度及帶長修正系數(shù)（P145）755）驗算主動輪包角確定中心距a及其變動范圍766）確定V帶根數(shù)單根V帶的額定功率Pr77插值計算：表8-4單根普通V帶的基本額定功率P0（P151）78表8-5單根普通V帶額定功率的增量?P0（P153）插值計算：79表8-6包角修正系數(shù)K

α（P155）插值計算：80表8-2普通V帶輪的基準長度及帶長修正系數(shù)（P145）816）確定帶的根數(shù)圓整取4根827）確定帶的初拉力帶型YZABCDEq/（kg/m）0.0230.0600.1050.1700.3000.6300.970表8-3V帶單位長度的質(zhì)量（P149）838）計算壓軸力Fp84§8-4

V帶輪的設(shè)計1）帶輪材料；2）結(jié)構(gòu)形式；3）輪槽、輪輻和輪轂的幾何尺寸；4）公差和表面粗糙度。1.V帶輪的設(shè)計內(nèi)容851）帶輪具有足夠的強度和剛度；2）結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造；3）輪槽工作面應(yīng)光滑，以減小帶的磨損；4）轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡。2.V帶輪的設(shè)計要求863、帶輪的材料帶輪的主要材料：鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等鑄鐵：HT150或HT200轉(zhuǎn)速較高：鑄鋼，鋼板沖壓后焊接小功率：鑄鋁或塑料87帶輪基準直徑dd≤2.5d（d為軸的直徑）1）實心式結(jié)構(gòu)

4.帶輪的結(jié)構(gòu)形式（P160）882）腹板式結(jié)構(gòu)：dd≤300mm

3）孔板式結(jié)構(gòu)：dd≤300mm，D1-d1≥100mm

4）輪輻式結(jié)構(gòu)：dd>300mm895.V帶輪的輪槽設(shè)計表8-11輪槽截面尺寸（P161）daφddbbdBfehahfδ901.帶傳動的布置形式§8-5V帶傳動的張緊、安裝與防護1）開口傳動2）交叉?zhèn)鲃?）交錯傳動911）定期張緊適合水平安裝的帶傳動2.帶輪的張緊92適合垂直或接近垂直安裝的帶傳動932）自動張緊94張緊輪安裝位置：松邊內(nèi)側(cè)，靠近大帶輪。3）

采用張緊輪95張緊輪安裝位置：松邊外側(cè)，靠近小帶輪96合理安排松邊、緊邊的位置97合理布置張緊輪98圖示帶傳動張緊方案的錯誤99張緊輪不宜裝在緊邊,應(yīng)裝于松邊內(nèi)側(cè),使帶只受單向彎曲,且靠近大輪,防止小帶輪包角減小。圖示帶傳動張緊方案的錯誤1003.V帶傳動的安裝和防護1）帶輪軸線平行，輪槽對稱面重合2）帶和帶輪的型號匹配3）多根帶同時更換4）加防護罩5）工作溫度不超過60℃6）不要與酸、堿、油接觸101102由雙速電機與V帶傳動組成傳動裝置，靠改變電動機輸出轉(zhuǎn)速可以得到兩種轉(zhuǎn)速300r/min和600r/min，若電機輸出軸功率不變，帶傳動應(yīng)按哪種轉(zhuǎn)速設(shè)計？為什么？103某帶傳動裝置主動軸扭矩T一定，兩輪基準直徑d1=100mm，d2=150mm，運轉(zhuǎn)中發(fā)生嚴重打滑，后將帶輪直徑改為d1=150mm，d2=225mm，帶長相應(yīng)增加，傳動正常。試分析原因。104為了提高生產(chǎn)率，需要提高運輸帶速度，采用把右側(cè)大帶輪直徑變小而其它條件不變的辦法是否可行？為什么？105減速帶傳動增速帶傳動已知帶輪基準直徑d1=d4，d2=d3，兩裝置中材料、中心距、張緊力、轉(zhuǎn)速等均相同，不考慮離心力的影響，試分析1）哪個裝置傳遞的最大有效拉力大？2）哪個裝置傳遞的最大功率大?12341068-1

V帶傳動的n1=1450r/min，帶與帶輪的當量摩擦系數(shù)fv=0.51，包角α1=180°，預(yù)緊力F0=360N。試問（1）該帶傳動所能傳遞的最大有效拉力為多少？（2）若dd1=100mm，其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少？（3）若傳遞效率為0.95，彈性滑動忽略不計，從動輪最大輸出功率為多少？107（2）該帶傳動能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmax為解：（1）該帶傳動能傳遞的最大有效力Fec為108（3）該從動輪輸出的最大功率Pmax為1098-2V帶傳動傳遞的功率P=7.5kW，帶速v=10m/s，緊邊拉力為松邊拉力2倍，即F1=F2。試求緊邊拉力F1，有效拉力Fe和初拉力F0；110由得111解：8-4

有一帶式輸送裝置，其異步電動機與齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機功率P=7kW，轉(zhuǎn)速n1=960r/min，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速n2=330r/min，允許誤差±

5%，運輸裝置工作時有輕度沖擊，兩班制工作。試設(shè)計此帶傳動。112解：1）確定計算功率Pca表8-8工作情況系數(shù)KA

（P156）1132）選擇V帶的帶型：選B型圖8-11普通V帶選型圖（P157）1143）確定帶輪的基準直徑，驗算帶速v小動輪基準直徑表8-7

V帶輪的最小基準直徑（P157）帶型YZABCDEddmin205075125200355500小帶輪基準直徑dd1滿足a）dd1≥

ddminb）表8-9普通V帶輪的基準直徑系列（P157）115驗算帶速v大動輪直徑116表8-9普通V帶輪的基準直徑系列（P157）大帶輪基準直徑dd2圓整為117大動輪轉(zhuǎn)速驗證大動輪轉(zhuǎn)速誤差1184）確定帶輪的中心距a和V帶的基準長度Ld初選中心距a0計算V帶長Ld0

119V帶的基準長度Ld

圓整為表8-2普通V帶輪的基準長度及帶長修正系數(shù)（P145）1205）驗算主動輪包角確定中心距a及其變動范圍1216）確定V帶根數(shù)單根V帶的額定功率Pr122插值計算：表8-4單根普通V帶的基本額定功率P0（P151）123表8-5單根普通V帶額定功率的增量?P0（P153）插值計算：124表8-6包角修正系數(shù)K

α（P155）插值計算：125表8-2普通V帶輪的基準長度及帶長修正系數(shù)（P145）1266）確定帶的根數(shù)圓整取4根1277）確定帶的初拉力帶型YZABCDEq/（kg/m）0.0230.0600.1050.1700.3000.6300.970表8-3V帶單位長度的質(zhì)量（P149）1288）計算壓軸力Fp129例：一普通V帶傳動n1=1450r/min，n2=400r/min，dd1=120mm，中心距a=600mm，V帶為A型，帶的根數(shù)z=3，工作時有振動，一天運轉(zhuǎn)16h。試求V帶能傳遞的功率。130解：131由得132帶的彈性滑動與打滑的區(qū)別

彈性滑動是由于帶傳動在工作時，兩邊拉力不同，而兩邊的伸長變形不同，造成帶與帶輪不能同步轉(zhuǎn)動，帶與帶輪輪緣之間發(fā)生相對滑動；

打滑是由于工作載荷過大，帶傳動所需的有效拉力力超過了最大值而引起的。133保證帶傳動不打滑的條件和影響因素條件是：帶所傳遞的圓周力（即帶的實際有效拉力）小于帶