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第三篇机械传动传动装置(即机器中的传动部分)的功能是把原动机的运动和动力传递给工作机。一.传动的重要性:1.调整速度:减速箱,变速器2.改变运动形式:回转,摆动,直线运动3.传递动力、能量分配:一原动机带多个执行机构4.安全,维护,尺寸限制等需要(分离、制动)。二.机械传动分类:机械传动按传动比是否变化分摩擦传动摩擦轮传动带传动啮合传动直接接触靠中间件齿轮、蜗杆及螺旋传动链、同步带传动定传动比传动变传动比传动有级变速传动无级变速传动按传动方式分直接接触靠中间件传动电传动液力传动气力传动三、机械传动中常用到的参数:健身增肌二次发育WeiXinTaoBao第8章带传动§8-1带传动的概述§8-2带传动的工作情况分析§8-3V带传动的设计计算§8-4V带轮的结构设计§8-5带传动的张紧装置带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的,适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比,它们具有结构简单,成本低廉等优点。§8-6同步带传动简介§8-7带传动的设计实例§8-1带传动的概述1.带传动的组成:带轮和传送带组成的挠性传动。主动轮1、从动轮2、环形带3。工作原理:安装时带被张紧在带轮上,产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时,依靠摩擦力拖动从动轮一起回转。3潘存云教授研制1n2n12F0F0F0F0潘存云教授研制潘存云教授研制应用实例:皮带输送装置。类型平带V型带多楔带摩擦型啮合型圆形带2.带传动的类型潘存云教授研制普通平带片基平带片基层潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制布层覆盖层工作面覆盖层潘存云教授研制潘存云教授研制类型平型带V型带多楔带摩擦型啮合型圆形带普通平带片基平带普通V带窄V带齿形V带宽V带普通V带是应用最广泛的一种传动带,其传动功率大,结构简单,价格便宜。由于带与带轮槽之间是V型槽面摩擦,故可以产生比平型带更大的有效拉力(约3倍)。联组V带大楔角V带2.带传动的类型平型带普通平带片基平带普通V带窄V带宽V带类型V型带多楔带摩擦型啮合型圆形带联组V带大楔角V带潘存云教授研制2.带传动的类型潘存云教授研制潘存云教授研制抗拉体平型带普通平带片基平带普通V带窄V带齿形V带宽V带类型V型带多楔带摩擦型啮合型圆形带联组V带大楔角V带2.带传动的类型潘存云教授研制3.带传动的主要传动形式1)按照传动比分类定传动比、有级变速、无级变速。2)根据传动的布置情况a、开口传动在这种传动中,两轴平行且都向同一方向回转。它是应用最广泛的一种带传动形式。b、交叉传动(图a)交叉传动用来改变两平行轴的回转方向。由于带在交叉处互相摩擦,使带很快地磨损,因此采用这种传动时,应选用较大的中心距(amin≥20b,b为带宽度)和较低的带速(vmax≤15m/s)。c、半交叉传动(图b)半交叉传动用来传递空间两交错轴间的回转运动,通常两轴交错角为90º。交叉传动和半交叉传动只用于平带传动。潘存云教授研制组成:抗拉体、顶胶、底胶、包布。潘存云教授研制帘布芯结构绳芯结构包布顶胶抗拉体底胶节线节面节线:弯曲时保持原长不变的一条周线。节面:全部节线构成的面。4.V带的结构与尺寸在V带轮上,与所配用V带的节面宽度bp相对应的带轮直径称为基准直径d。d潘存云教授研制bpV带在规定的张紧力下,位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld。标准长度系列详见下页表8-2,bbpφ型号YZABCDE顶宽b6101317223238节宽bp5.38.51114192732高度h46811141925楔角φ截面面积A/mm2184781143237476722表8-1普通V带的截面尺寸(GB/T11544—1997)40˚普通V带有:Y、Z、A、B、C、D、E7种型号,已标准化YZABCDE普通V带的尺寸(φ=40˚,h/bp=0.7)普通V带采用基准宽度制,即用基准线的位置和基准宽度来定带轮的槽型、基准直径和带在轮槽中的位置。节面:节宽bP:轮槽基准宽度bd:bd=bp带轮基准直径dd:dd≈dp基准长度Ld(公称长度):潘存云教授研制2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmYZABCLd/mmZABC基准长度KL基准长度KL表8-2普通V带的长度系列和带长修正系数(GB/T13575.1—92)2000.8120001.081.030.980.88潘存云教授研制φ=40˚,h/bp=0.9的V带称为窄V带。与普通V带相比,高度相同时,宽度减小1/3,而承载能力提高1.5~2.5倍,适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。b40˚型号宽度b/mm高度h/mm3V9.5(3/8英寸)8A,B型5V16.0(5/8英寸)13.5B,C,D型8V25.4(1英寸)23D,E,F型窄V带的结构及截面尺寸可替代的普通V带窄V带有:SPZ、SPA、SPB、SPC和3V、5V、8V两种系列型号型号。3.57-18012adddd5.带传动的几何关系中心距a包角α:π2因θ较小sin以代入得带长ADBCABL22221-1≈sin-1=cos以代入得求带长的公式及adddd2-≈12adddd2-=12潘存云教授研制α2θα1θθaCADBdd1dd2radadddd12-)2-(2+)2+(2+cos2=12dddda)-(+)+(2+cos2=1221dddddddda潘存云教授研制α2α1CADBdd1dd2aθ带长已知带长时,由上式可得中心距带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上,而且当带工作一段时间之后,因带永久伸长而松弛时,还应当重新张紧。addddadddd4)-(+)+(2+2≈L212218-8-])+(-2[+)+(-2≈22122121)(ddddddddddLddLa6.带传动的特点(1)适用于中心距较大的传动;(2)带具有良好的挠性,可缓和冲击、吸收振动;(3)过载时带与带轮之间会出现打滑,避免了其它零件的损坏;(4)结构简单、成本低廉。缺点:(1)传动的外廓尺寸较大;(2)需要张紧装置;(3)由于带的滑动,不能保证固定不变的传动比;(4)带的寿命较短;(5)传动效率较低。优点:应用:两轴平行、且同向转动的场合(称为开口传动),中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广,带速v=5~25m/s传动比i=7效率η≈0.9~0.957.带传动的应用实例潘存云教授研制试验仪器潘存云教授研制滑动轴承试验台实例:潘存云教授研制印刷机械潘存云教授研制矿山机械潘存云教授研制动平衡机潘存云教授研制建筑机械潘存云教授研制试验台潘存云教授研制从动轮主动轮n1n2潘存云教授研制§8-2带传动工作情况的分析静止时,带两边的初拉力相等:传动时,由于摩擦力的作用,带两边的拉力不再相等:F1=F2=F0为了可靠工作,带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。F1≠F2F1↑,紧边F2↓松边紧边松边设带的总长不变,则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等:F1–F0=F0–F2n1n2F0=(F1+F2)/2一、带传动中的力分析F0F0F0F0F1F2F1F2总摩擦力Ff与两边拉力F1、F2对轴心的力矩为:称F1-F2为有效拉力,即带所能传递的圆周力:Fe=F1-F2且传递功率与有效拉力和带速之间有如下关系:e1000FvP得Ff=F1-F2=Ff联立F0=(F1+F2)/2求得:F1=F0+Fe/2F2=F0-Fe/2两边拉力大小取决于预紧力F0和有效拉力Fee1000PFv或:传递功率增加时,有效拉力也增大两边拉力差值增大。在F0一定时,两边拉力为有限值有效拉力也有限传递的功率也有限。那么,影响最大有效拉力的因素有哪些呢?FfD1/2-F1D1/2+F2D1/2=0潘存云教授研制α当带与带轮之间出现打滑趋势时,摩擦力达到最大值,有效拉力也达到最大。以平带为例,分析打滑时紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系。dNF1F2F+dFFfdNdθdldθ2dθ2取一小段弧进行分析:参数如图正压力dN两端的拉力F和F+dF力平衡条件忽略离心力,水平、垂直力分别平衡dddsin(d)sin22NFFFddd(d)coscos22fNFFF摩擦力fdN二、带传动的最大有效拉力及其影响因素由力平衡条件dddsin(d)sin22NFFFddd(d)coscos22fNFFFddddsin,cos1222因很小,可取dd2F去掉二阶微量ddNFddFfF120ddFFFfFfFF21ln积分得紧边和松边的拉力之比为12efFF绕性体摩擦的欧拉公式ddfNF联立求解:1ecee1ffFFec120e12e1ffFFFF2ec1e1fFF因为α1α2用α1αfeFF21Fec=F1-F2影响最大有效拉力因素:1)预紧力F0,F0↑Fec↑2)包角α↑总摩擦力Ff↑Fec↑,对传动有利。F0过大,带的磨损加剧,加快松弛,降低寿命。F0过小,影响带的工作能力,容易产生打滑。3)摩擦系数f↑Fec↑,对传动有利。影响f的因素有材料、表面状况、带的截面形状。潘存云教授研制三、带传动的应力分析1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力11MPaFA22MPaFA松边拉应力A为带的横截面积2.离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力带工作时应力由三部分组成dNcdθdlrF1F22ccMPaFqvAAQ单位长度上的质量Kg/m表8-3潘存云教授研制3.弯曲应力当带绕过带轮时,因为弯曲而产生弯曲应力设h为带的厚度;D为带轮基准直径,则有弯曲应力与带轮直径成反比,所以小带轮弯曲应力大于大带轮。弯曲应力为DV带轮的基准圆由材料力学公式得hE为带的弹性模量;11ddhEb22ddhEb潘存云教授研制α2n1n2α14.应力分布及最大应力δmaxδ1δb2δcδb1max1b1cδ2最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。离心应力拉应力5.作用在轴上的力F0F0α1Q由力平衡条件得静止时轴上的压力为F0F0Qα12α121Q02sin2FF潘存云教授研制F2F2F1F1四、带的弹性滑动与打滑设带的材料符合变形与应力成正比的规律,则变形量为:这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。紧边松边AEF11AEF22因为F1F2所以ε1ε2带绕过主动轮时,将逐渐缩短并沿轮面滑动,使带速落后于轮速。带经过从动轮时,将逐渐被拉长并沿轮面滑动,使带速超前于轮速。总有v2v1从动轮n2主动轮n1m/s1000×60=111ndvdm/s1000×60=222ndvd主动轮带速落后于轮速主动轮从动轮松边紧边主动轮从动轮主动轮带速落后于轮速松边紧边主动轮从动轮主动轮带速落后于轮速松边紧边主动轮从动轮主动轮带速落后于轮速松边紧边主动轮从动轮主动轮带速落后于轮速松边紧边主动轮从动轮主动轮带速落后于轮速松边紧边主动轮从动轮主动轮带速落后于轮速松边紧边主动轮带速落后于轮速主动轮从动轮
本文标题:第8章带传动
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