機(jī)械零部件設(shè)計(jì) 第2版 課件 學(xué)習(xí)情境五 任務(wù)5.3設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)

《機(jī)械零部件設(shè)計(jì)》

情境五

設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)某一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限10年，運(yùn)輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=2000N

運(yùn)輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設(shè)計(jì)任務(wù)書任務(wù)一帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分析及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)任務(wù)二電動(dòng)機(jī)的選擇任務(wù)三帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)四減速器設(shè)計(jì)任務(wù)五減速器裝配圖設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說明書整理工作任務(wù)任務(wù)三帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)工作任務(wù)1、了解帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用場合；2、能進(jìn)行V帶傳動(dòng)的工作能力分析；3、掌握V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法及步驟；4、熟悉V帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、帶傳動(dòng)概述；2、Ｖ帶和V帶輪；3、帶傳動(dòng)的工作能力分析；4、普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；5、帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)。主要內(nèi)容1、帶傳動(dòng)的組成及工作原理（1）組成——帶傳動(dòng)一般由主動(dòng)輪１、從動(dòng)輪3和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)形傳動(dòng)帶2組成。（2）傳動(dòng)原理摩擦型帶傳動(dòng)：靠帶和帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。嚙合型帶傳動(dòng)：靠帶上的齒和帶輪上的齒相互嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。也稱為同步帶傳動(dòng)。

本任務(wù)主要介紹摩擦帶傳動(dòng)。主動(dòng)輪從動(dòng)輪一、帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用2、帶傳動(dòng)的類型按截面形狀的不同，摩擦帶傳動(dòng)分為：a.平帶傳動(dòng)——最簡單，適合于中心距a較大的情況。b.V帶傳動(dòng)———三角帶，一般機(jī)械制造中多采用。c.多楔帶傳動(dòng)——適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場合。d.圓形帶傳動(dòng)——傳遞功率小，用于輕型機(jī)械中。一、帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用3、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲?。唬?）能緩和載荷沖擊；（3）構(gòu)造簡單，對制造精度要求低，特別是在中心距大的地方；（4）不用潤滑，維護(hù)成本低；（5）過載時(shí)打滑，但可保護(hù)系統(tǒng)中的其他零件。缺點(diǎn)：（1）存在彈性滑動(dòng)，傳動(dòng)效率降低，傳動(dòng)比不準(zhǔn)確；（2）帶的壽命較短，且不宜于高溫、易燃、易爆等場合；（3）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大。一、帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用4、帶傳動(dòng)的應(yīng)用范圍帶傳動(dòng)應(yīng)用范圍非常廣，多用于兩軸中心距較大，傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格的機(jī)械中。（1）傳動(dòng)效率較齒輪傳動(dòng)低，所以大功率的帶傳動(dòng)較為少用，常見的一般不超過50kW；（2）帶速不宜過低或過高；（3）不能用于有爆炸危險(xiǎn)的場合。一、帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用二、Ｖ帶和V帶輪小大V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、聯(lián)組V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣，本節(jié)主要介紹普通V帶傳動(dòng)。

普通V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，是無接頭的環(huán)形帶。包布頂膠承載層底膠

七種截型：Y，Z，A，B，C，D，E

基準(zhǔn)長度：沿節(jié)面量得的周線長度。（1）普通V帶1、普通V帶及V帶輪（h/bp≈0.7）注：V帶在帶輪上彎曲時(shí)，帶中保持原有長度不變的周線稱為節(jié)線；由全部節(jié)線組成的面稱為節(jié)面；節(jié)面寬度稱為節(jié)寬，用表示。節(jié)面（2）普通V帶輪輪緣輪轂注：輪槽的楔角應(yīng)比普通V帶的楔角（40°）小。為什么？輪槽尺寸?；鶞?zhǔn)直徑：V帶輪的典型結(jié)構(gòu)：實(shí)心式腹板式孔板式

輪輻式輪槽寬度等于V帶節(jié)寬bp處的圓周直徑。腹板（或輪輻）帶輪的材料：灰鑄鐵鋼鋁合金工程塑料等。二、Ｖ帶和V帶輪三、帶傳動(dòng)的工作能力分析兩個(gè)名詞：（1）包角

1

，2（2）中心距a1、受力分析尚未工作狀態(tài)

帶傳動(dòng)尚未工作時(shí)，帶所受的拉力稱為張緊力，用F0表示。工作狀態(tài)

帶傳動(dòng)工作時(shí)，一邊拉緊，稱為緊邊；另一邊放松，稱為松邊。松邊拉力緊邊拉力設(shè)帶的總長度不變，則

F1－F0＝F0－F2即：F1＋F2＝2F0主動(dòng)從動(dòng)（1）三、帶傳動(dòng)的工作能力分析有效拉力F＝F1－F2有效拉力F（N）的大小取決于所傳遞的功率P（kW）。即帶速（m/s）

有效拉力F是由帶與帶輪接觸面上的摩擦力提供的。當(dāng)傳遞的功率超過極限摩擦力（即過載）時(shí)，將發(fā)生“打滑”現(xiàn)象。打滑是由過載引起的一種失效形式。纏繞在帶輪上的帶作圓周運(yùn)動(dòng)，帶的全長都將受到離心拉力：式中：q－每米帶長的質(zhì)量，kq/m。（2）由上面公式可知：即將打滑時(shí)，有效拉力達(dá)到最大。此時(shí)，F(xiàn)1和F2之間的關(guān)系為：

摩擦因數(shù)－－－－－－歐拉公式忽略離心拉力時(shí)（3）由（1）、（2）、（3）式整理得：最大有效拉力

預(yù)緊力F0↑，則Fmax↑

包角α↑，則Fmax↑

摩擦因數(shù)

↑，則Fmax↑三、帶傳動(dòng)的工作能力分析在工作中，帶所受的應(yīng)力有：2、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析松邊拉應(yīng)力：（作用于帶的全長）（2）離心拉應(yīng)力：（1）緊邊拉應(yīng)力：；三、帶傳動(dòng)的工作能力分析（3）彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力式中：E－－帶的彈性模量（Mpa）h－－帶的厚度（mm）－－帶輪的直徑（mm）三、帶傳動(dòng)的工作能力分析3、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)

帶傳動(dòng)中由于帶的彈性和拉力差所引起的帶與帶輪之間的微小相對滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)?？紤]彈性滑動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比為：主動(dòng)輪后果：＜用滑動(dòng)率表示彈性滑動(dòng)的程度。通常，，一般工程計(jì)算可以忽略不計(jì)，則帶傳動(dòng)的主要失效形式是：打滑和帶的疲勞破壞。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：不打滑，帶又具有一定的疲勞強(qiáng)度。1、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則式中：—

帶的許用拉應(yīng)力，由實(shí)驗(yàn)測得。單根V帶的基本額定功率P1≤由和得：單根普通V帶在特定條件下的基本額定功率P1。特定帶長，載荷平穩(wěn)四、普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)四、普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)12、設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇原始數(shù)據(jù)：功率P，轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i）及工作條件等。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定帶的型號、長度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑、

壓軸力、張緊力等。（1）求計(jì)算功率Pc式中：－工況系數(shù)。（2）確定帶的截面型號根據(jù)Pc和小輪轉(zhuǎn)速n1查圖選取。（3）確定帶輪直徑dd注：為減小彎曲應(yīng)力，規(guī)定了最小帶輪直徑dmin。dd1≥ddmin

；四、普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（4）驗(yàn)算帶速，則離心力，接觸面上的正壓力，承載能力，則傳遞的功率，即承載能力合適的帶速為：5~25m/s（5）中心距a和帶的基準(zhǔn)長度

Lda過大，帶容易顫動(dòng)；a過小，則帶容易疲勞。初定中心距：按書中公式計(jì)算所需的帶長選標(biāo)準(zhǔn)的按書中公式計(jì)算實(shí)際中心距a。

P1——

考慮時(shí)，單根V帶的功率增量。P1——單根普通Ｖ帶的基本額定功率。按書中公式計(jì)算。越小，則承載能力就越低。故，要求：（7）計(jì)算帶的根數(shù)Z≥KL——帶長修正系數(shù)。K

——包角修正系數(shù)。四、普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（6）驗(yàn)算小輪包角α1

四、普通Ｖ帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（8）張緊力F0

F0越大，則承載能力越大，但帶所受的拉力也越大，使帶的壽命降低。

合適的張緊力F0

按書中公式計(jì)算。（9）壓軸力FQ

按書中公式計(jì)算。（10）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五、帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)◆帶必須在張緊后，傳動(dòng)才能正常工作；◆運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，必須重新張緊，才能正常工作。常見的張緊裝置有定期張緊裝置和