帶傳動ppt課件

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基本要求及重點 難點9 1概述9 2V帶和V帶輪14 3帶傳動的工作情況分析 14 4V帶傳動的設(shè)計計算與實例分析14 5V帶傳動的張緊 正確安裝與維護 1 基本要求 1 掌握帶的類型及應(yīng)用 2 掌握V帶傳動的特點 3 掌握彈性滑動和打滑的概念及區(qū)別 4 了解帶傳動的傳力特性 重點 1 帶的類型及應(yīng)用 2 彈性滑動和打滑的概念及區(qū)別 難點 1 彈性滑動和打滑的概念及區(qū)別 2 帶傳動的傳力特性 2 9 1概述 工作原理和特點 帶輪機構(gòu)主要由主動輪 從動輪和張緊在兩輪上的傳動帶組成 當原動機驅(qū)動主動輪時 借助帶輪和帶間的摩擦或嚙合 傳遞兩軸 或多軸 間的運動和動力 特點 機構(gòu)簡單 傳動平穩(wěn) 造價低廉 不需潤滑 可以緩沖 3 按傳動原理分類 摩擦型 嚙合型 9 1 1帶傳動的類型和傳動形式 4 摩擦帶傳動按帶的截面形狀分類 平帶 V帶 多楔帶和圓帶等 按帶輪軸線相對位置和轉(zhuǎn)動方向分類 開口 交叉和半交叉?zhèn)鲃?5 6 開口傳動 7 8 交叉?zhèn)鲃?9 10 半交叉?zhèn)鲃?11 12 有張緊輪的平行軸傳動 13 14 15 多從動輪傳動 16 17 應(yīng)用中注意的問題 18 19 平帶的應(yīng)用1 20 平帶的應(yīng)用2 21 22 V型帶的應(yīng)用 23 24 齒型帶的應(yīng)用 25 9 1 2帶傳動的優(yōu)缺點 優(yōu)點 因帶是彈性體 能緩和載荷沖擊 運行平穩(wěn)無噪聲 過載時將引起帶在帶輪上打滑 可防止其他零件損壞 制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴格 可增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件 缺點 帶與帶輪的彈性滑動使傳動比不準確 效率較低 壽命較短 傳遞同樣大的圓周力時 外廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大 不宜用于高溫 易燃等場合 壽命較短 26 9 1 3V帶傳動 V帶的橫截面為梯形 高與寬之比約為0 7 楔角為40 帶的兩側(cè)面是工作面 利用楔形增壓原理能產(chǎn)生更大的傳動力 27 平帶與V帶傳動力的比較 平帶傳動 帶與輪緣表面間的極限摩力 V帶傳動 帶與輪緣表面間的極限摩力 令 則 結(jié)論 V帶傳遞功率的能力比平帶傳動大得多 在傳遞相同的功率時 若采用V帶傳動將得到比較緊湊的結(jié)構(gòu) 28 9 2V帶和V帶輪 9 2 1V帶的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 組成 1 包布層 2 伸張層 3 壓縮層 4 抗拉體 結(jié)構(gòu) 1 簾布結(jié)構(gòu) 2 線繩結(jié)構(gòu) 性能比較 簾布結(jié)構(gòu)抗拉強度高 制造方便 線繩結(jié)構(gòu)柔韌性和抗彎強度高 可以在較小的帶輪上工作 節(jié)面 當V帶垂直其底邊彎曲時 在帶中保持原長度不變的任意一條周線稱為節(jié)線 由全部節(jié)線構(gòu)成的面稱為節(jié)面 對應(yīng)的寬度稱為節(jié)寬 bP 當帶彎曲時該長度保持不變 29 帶輪直徑 在V帶輪上 與所配用的V帶節(jié)寬 bP 相對應(yīng)的直徑 dd 稱為帶輪的基準直徑 基準長度 V帶的節(jié)線長度稱為基準長度 Ld 普通V帶型號 有Y Z A B C D E七種型號 V帶是標準件 各型號的截面尺寸見下表 30 9 2 2帶輪 類型 1 實心式 適用于帶輪直徑較小時2 輻板式 當dd 300mm范圍內(nèi)可采用輻板式或孔板式 當d2 d1 100mm時 為便于吊裝和減輕質(zhì)量可在腹板上開孔 3 輪輻式 適用于dd 300mm的大帶輪 31 普通V帶楔角為40 帶繞過帶輪時由于產(chǎn)生橫向變形 使得楔角變小 為使帶輪的輪槽工作面和V帶兩側(cè)面接觸良好 帶輪槽角 取32 34 36 38 帶輪直徑越小 槽角 取值越小 帶輪材料 當帶速 30m s時 常用鑄鐵HTl50 HT200制造 高速時宜使用鋼制帶輪 速度可達45m s 小功率可用鑄鋁或塑料 32 9 3帶傳動的工作情況分析 9 3 1帶傳動的受力分析 1 帶傳動的有效拉力 張緊力 靜止時 帶在帶輪兩邊的拉力均為初拉力F0 緊邊 工作時進入主動輪一邊的帶被進一步拉緊 稱為緊邊 拉力由F0增大到F1并稱為緊邊拉力 松邊 進入從動輪一邊的帶相應(yīng)被放松 稱為松邊 拉力由F0減小到F2并稱為松邊拉力 33 有效拉力 緊邊拉力F1和松邊拉力F2之差稱為有效拉力F 此力也等于帶和帶輪整個接觸面上的摩擦力的總和 若帶的總長不變 緊邊拉力的增量應(yīng)等于松邊拉力的減量 即 帶傳動傳遞的功率 kW 表示為 式中 F為有效拉力 N 為帶速 m s 34 分析 當傳遞的功率增大時 有效拉力F也相應(yīng)增大 即要求帶和帶輪接觸面上有更大的摩擦力來維持傳動 但是 當其他條件不變且張緊力F0一定時 帶傳動的摩擦力存在一極限值 就是帶所能傳遞的最大有效拉力Fmax 當帶傳動的有效拉力超過這個極限值時 帶就在帶輪上打滑 即將打滑時F1和F2有下列關(guān)系 撓性體摩擦的歐拉公式 包角 帶與帶輪接觸弧所對的中心角 稱為包角 rad 從前面公式可得出帶所能傳遞的最大有效拉力Fmax為 35 結(jié)論 帶傳動的最大有效拉力與初拉力 包角以及摩擦系數(shù)有關(guān) 且與F0成正比 若F0過大 將使帶的工作壽命縮短 分析 包角 越大傳動的最大有效拉力Fmax越大 1 計算時要用小輪上包角 1 2 理論上應(yīng)松邊在上 3 打滑一定發(fā)生在小輪上 3 通常 1 120 最小為90 4 包角不能過小限制了帶傳動的傳動比 摩擦系數(shù) 越大傳動的最大有效拉力Fmax越大 1 對于V帶計算時要用當量摩擦系數(shù) v 2 V帶的傳動能力大于平帶 初拉力F0越大傳動的最大有效拉力Fmax越大 1 F0過大將使磨損加劇 加速帶的松弛 使帶的工作壽命降低 2 F0過小則不能充分發(fā)揮帶的傳動能力 3 F0按國家標準推薦方法確定 4 F0為一定值 限制了帶的傳動能力 36 2 離心拉力 當帶在帶輪上作圓周運動時 將產(chǎn)生離心力 雖然離心力只產(chǎn)生在帶做圓周運動的部分 但由此產(chǎn)生的離心拉力Fc卻作用在帶的全長上 離心拉力使帶壓在帶輪上的力減少 降低帶傳動的工作能力 離心拉力Fc N 的大小為 式中 q為傳動帶每米長的質(zhì)量 kg m 為帶速 m s 37 9 3 2帶傳動的應(yīng)力分析 1 由緊邊和松邊的拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 緊邊拉應(yīng)力 松邊拉應(yīng)力 式中 A為帶的橫截面積 mm2 2 由離心拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力 3 彎曲應(yīng)力 帶繞過帶輪時將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力 彎曲應(yīng)力只產(chǎn)生在帶繞過帶輪的部分 假設(shè)帶是彈性體 則 式中 E為帶材料的彈性模量 MPa y為帶的最外層到節(jié)面的距離 mm 一般用h 2近似代替y dd為帶輪基準直徑 mm 38 帶的最大應(yīng)力 發(fā)生在緊邊開始繞進小輪處的橫截面上 結(jié)論 由于交變應(yīng)力的作用 將引起帶的疲勞破壞 39 9 3 3帶的彈性滑動 打滑和傳動比 1 彈性滑動和打滑 彈性滑動 由于帶是彈性體 受力不同時 帶的變形量也不相同 這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對滑動 稱為彈性滑動 40 41 42 降低了傳動效率 引起帶的磨損 使帶的溫度升高 結(jié)論 彈性滑動將引起下列后果 丟轉(zhuǎn) 從動輪的圓周速度低于主動輪的圓周速度 43 打滑 當傳遞的有效拉力大于極限摩擦力時 帶與帶輪間將發(fā)生全面滑動 這種滑動稱為打滑 結(jié)論 打滑將造成帶的嚴重磨損并使從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低 致使傳動失效 帶在大輪上的包角一般大于在小輪上的 所以打滑總是先在小輪上開始 44 2 傳動比 彈性滑動與打滑的區(qū)別 帶的彈性滑動和打滑是兩個完全不同的概念 打滑是因為過載引起的一種失效形式 因此打滑可以避免 而彈性滑動是由于帶的彈性和拉力差引起的 是帶傳動正常工作中固有的特性 是不可避免的現(xiàn)象 滑動率 由彈性滑動引起從動輪圓周速度的相對降低率 用 表示 傳動比 帶傳動的滑動率 通常為0 01 0 02 在一般計算中可忽略不計 從動輪轉(zhuǎn)速 45 9 3 4帶傳動的失效形式和設(shè)計準則 主要失效形式 打滑和帶的疲勞破壞 脫層 撕裂 拉斷 設(shè)計準則 在保證帶傳動不打滑的條件下 具有一定的疲勞壽命 即滿足以下強度條件 或 單根帶既不打滑且具有足夠疲勞強度時所能傳遞的功率P 46 9 4V帶傳動的設(shè)計計算 已知條件 傳動用途 工作條件 帶輪轉(zhuǎn)速 或傳動比 及外廓尺寸要求等 設(shè)計內(nèi)容 V帶的型號 長度和根數(shù) 中心距 帶輪的基準直徑 材料 結(jié)構(gòu)以及作用在軸上的壓力等 47 工況系數(shù)KA 注 類 直流電動機 Y系列三相異步電動機 汽輪機 水輪機 類 交流同步電動機 交流異步滑環(huán)電動機 內(nèi)燃機 蒸汽機 1 確定設(shè)計功率Pd 根據(jù)傳遞的名義功率 考慮載荷性質(zhì)和每天運行時間等因素來確定 式中 KA為工況系數(shù) P為V帶傳遞的名義功率 kW 48 2 初選帶的型號 根據(jù)計算功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1 由選型圖初選帶的型號 49 3 確定帶輪的基準直徑dd1和dd2 驗算帶速 1 選擇帶輪的基準直徑 dd1小 則帶傳動外廓空間小 但dd1過小 則彎曲應(yīng)力過大 所以應(yīng)使dd1 ddmin 并取為標準值 從動輪基準直徑dd2可由式dd2 idd1計算 并相近圓整 2 驗算帶速 帶速過高則離心力大 從而降低傳動能力 帶速太低 由P F 1000可知 要求有效圓周力力就越大 使帶的根數(shù)過多 帶速一般應(yīng)在5 25m s之內(nèi)選取 否則應(yīng)調(diào)整小帶輪的直徑或轉(zhuǎn)速 4 確定中心距a和V帶的基準長度Ld 1 初定中心距a0 中心距不宜過大 否則將由于載荷變化引起帶的抖動 使工作不穩(wěn)定而且結(jié)構(gòu)不緊湊 中心距過小 在一定帶速下 單位時間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)增多 帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加 會加速帶的疲勞損壞 50 2 確定帶的基準長度Ld 近似計算帶的基準長度Ld0并圓整成標準值Ld 3 確定中心距a 實際中心距a可用下式近似計算 中心距變動范圍為 5 驗算小帶輪包角 1 1過小傳動能力降低 易打滑 一般要求 1 120 若不滿足 應(yīng)適當增大中心距或減小傳動比來增加小輪包角 51 6 確定V帶的根數(shù)z 式中 P0為 1 2 180 i 1 特定帶長 載荷平穩(wěn)條件下 單根V帶所能傳遞的功率 kW P0為考慮i 1時 單根V帶所傳遞的功率增量 kW K 為包角修正系數(shù) 考慮到 180 時 對傳動能力的影響 Kl為長度修正系數(shù) 考慮帶不為特定長度時的修正系數(shù) 帶的根數(shù)不宜過多 通常z 10 否則應(yīng)增大帶的型號或減小帶輪直徑 然后重新計算 7 確定初拉力F0 52 8 計算帶作用在軸上的壓力FQ 為設(shè)計軸和軸承 應(yīng)計算出帶作用在軸上的壓力FQ 通常近似地按兩邊初拉力F0的合力來計算 作用在帶輪軸上的壓力計算簡圖 53 9 5V帶傳動的張緊裝置 1 定期張緊裝置 a 移動式b 擺動式1 滑軌2 螺母3 調(diào)節(jié)螺釘帶的定期張緊裝置 54 2 自動張緊裝置 3 使用張緊輪的張緊裝置 電動機的自動張緊張緊輪裝置 QVER 55