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带传动概述、选型计算和结构设计
定义由负载所决定的传动带的有效拉力为Fe=P/v。 以主、从动轮上的带为研究对象 ,有:Fe=Ff=F1-F2
3、欧拉公式(柔韧体摩擦公式)
当Ff达到极限Ffmax时,带的 紧边拉力F1与松边拉力F2的关系
可用柔性体摩擦公式表示为
注意:欧拉公式给出的是带传动在临界限状态下各力 之间的关系(不计离心力)。
了最小带轮基准直径ddmin。
带的弯曲应力:
3、离心拉应力 离心力:只存在于带的弯曲处,方向沿半径背离圆心。 离心拉力:存在于带的每一质点,方向沿着带长方向。
离心力对带产生的离心拉 力为(q为线密度):
离心力产生的离心拉应力 在带所有横剖面上相等:
1 F2 n1
F2 n2 2
Ff
F1 工作状态 F1
带传动尚未工作时,传动带中的初拉力为F0。 带传动工作时,紧边拉力为F1和松边拉力为F2。 设带的总长度不变,根据线弹性假设:F1-F0=F0-F2;
或:F1 +F2=2F0;
2、摩擦力分析
记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff,其值由带 传动的功率P和带速v决定。
传动带(V带)的结构与参数
节 宽 b p 当带垂至于底边弯曲时,在带中保持长度不变
的周线(节线)所组成的面(节面)的宽度。
基准直径d d 与节宽相对应的带轮直径(节径)。 基准长度L d 测量带轮基准直径上V带的周线长度,已标准化
V带的截面尺寸
第八章 带传动
§8-1 概述 §8-2 带传动的工作情况分析 §8-3 V带传动的选型计算 §8-4 V带轮结构设计 §8-5 带传动的张紧、安装
与带和带轮的材料、表面状况、工作环境条件有关。
包角α↑→最大有效拉力Fec ↑: α越大,Ffmax越大。因α增加,带
与带轮间的接触弧间摩擦力总和增加,从而提高传递载荷的能力。
虽然最大有效拉力取决于初拉力、包角和当量摩擦系 数的大小,但实际有效拉力Fe的数值与传动中的包角大小和 摩擦系数无关,它是由传递的功率P和带的速度v所决定的。
θ/2
θ/2
G
摩擦力计算的通式: Ff21 = fvG
其中,fv 称为移动副的当量摩擦系数:
平面接触: fv = f 槽面接触: fv = f /sin(θ/2)
楔形增压原理:可以看出,槽面接触的当量摩擦系 数要大于平面接触的当量摩擦系数。因此,在同样的正 压力作用下槽面接触所能提供的摩擦力更大。
【例】 平带传动:P=15kW,a=170o,f=0.3,v=15m/s。 求:(1)Fe (2)F1,F2 (3)所需的F0
【解】 (1) Fe=1000P/v=15000/15=1000N (2) 由 F1-F2=1000 及 Euler 联立即可
a1=(170/180)*p=2.97rad 注意单位! efa=2.7180.3*2.97=2.44 计算得:F1=1694N,F2=694N (3) 由2F0=F1+F2得,F0=1194N 最小值!
中心距a:带处于规定张紧力时,两轮轴线间的距离。 带轮直径d1、d2:分别指小、大带轮的基准直径。 带长L:带的基准长度Ld。 包角 :分别指带与小、大带轮接触弧所对的圆心角。
带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应 力分析、运动分析。
带传动的受力分析
1、紧边与松边F0 1源自F0 2F0F0
尚未工作状态
传动原理(分类)
摩擦传动:当主动轮转动时,由于带和带轮间的摩擦力, 便拖动从动轮一起转动,并传递动力(平带和V带传动)。
啮合传动:当主动轮转动时,由于带和带轮间的啮合,便 拖动从动轮一起转动,并传递动力(同步带传动)。
平带传动
平带传动,结构简单,带轮也容易制造,在传 动中心距较大的场合应用较多。
同步带
带传动特点
优点: 1)带具有弹性,能缓冲、吸振,传动平稳,噪声小; 2)过载打滑,可防止其他零件损坏,起安全保护作用; 3)适用于中心距较大的场合; 4)结构简单,装拆方便,成本较低。
缺点: 1)带在带轮上有相对滑动,传动比不恒定; 2)传动效率低,带的寿命较短; 3)传动的外廓尺寸大; 4)需要张紧,支撑带轮的轴和轴承受力较大; 5)不宜用于高温、易燃等场合。
带传动概述、选型计算和结构设计
§8-1 概述 §8-2 带传动的工作情况分析 §8-3 V带传动的选型计算 §8-4 V带轮结构设计 §8-5 带传动的张紧、安装
带传动在各类机械中应用广泛,下面是一些应用实例。
带传动的组成
带传动一般是由主动轮、从动轮紧 套在两轮上的传动带及机架组成。
主动轮:T,n同向 从动轮:T,n反向
平型带
V带传动
在一般机械传动中,应用最广的带传动是V带传 动,在同样的张紧力下,V带传动较平带传动能产生 更大的摩擦力。(两个侧面为工作面,楔形增压原理)
【补充】:移动副摩擦力 移动副中,滑块在力F的作用下移动时所受的摩擦力为
Ff21 = f FN21 1)平面接触: FN21 = G 2)槽面接触:FN21= G / sin(θ/2)
带传动的应力分析
带传动在工作过程 中带上的应力有:
◆ 拉应力:紧边拉应力、松边拉应力; ◆ 离心拉应力:带圆周运动时离心力在带中产生的拉应力; ◆ 弯曲应力:带绕在带轮上时产生的弯曲应力。
1、拉应力
2、弯曲应力
带轮基准的直径越小,带 越厚,带的弯曲应力越大。普 通V带传动,为防止过大的弯曲 应力,对每种型号的V带都规定
普通V带
窄V带
多楔带传动
多楔带传动兼有平带传动和V带传动的优点,柔韧性好、 摩擦力大,主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。
多楔带
圆带传动
圆带传动:传动能力较小,一般用于轻型和小型机械。
齿形V带
同步带传动
同步带传动是一种啮合传动,具有的优点是:无滑 动,能保证固定的传动比;带的柔韧性好,所用带轮直 径可较小。
应用一:初拉力-->所能传递的最大负载? 应用二:负 载-->所需要的最小初拉力?
初拉力F0↑→最大有效拉力Fec ↑: Ffmax与F0成正比。F0越大,带与
带轮之间的正压力越大,传动时的摩擦力就越大。若F0过小,容易发生 打滑。但F0过大,带的寿命降低,轴和轴承受力大。
摩擦系数 fv↑→最大有效拉力Fec ↑: f越大,Ffmax越大。摩擦系数