1、帶傳動機構設計帶傳動機構設計 任務一任務一 解釋普通解釋普通V帶楔角和帶輪輪槽槽角不同的原因帶楔角和帶輪輪槽槽角不同的原因 任務二任務二 帶傳動失效形式和設計準則的確定帶傳動失效形式和設計準則的確定 任務三任務三 V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算 任務四任務四 同步帶的設計計算同步帶的設計計算 帶傳動機構設計帶傳動機構設計 任務一任務一 解釋普通解釋普通V帶楔角和帶輪輪槽槽角不同的原因帶楔角和帶輪輪槽槽角不同的原因 【任務描述任務描述】 普通V帶的楔角=40，與之相配合的V帶輪的槽角卻有 32、34、36、38等數值，試說明其原因。 【相關知識相關知識】 一、帶傳動的工作原理一、帶傳動的工作

2、原理 2、工作原理：摩擦帶傳動靠帶和帶輪之間的摩擦力傳遞運動 嚙合帶傳動靠帶和帶輪上的帶齒與齒槽之間的嚙 合傳遞運動和動力。 1、組成：主動帶輪、從動帶輪、中間撓性件-帶、機架 二、帶傳動的類型二、帶傳動的類型 1、按傳動原理分：（1）摩擦帶傳動 （2）嚙合帶傳動 2、按用途分 ： （1）傳動帶 （2）輸送帶 3、按帶的截面形狀分 ： （1）平帶 （2）V帶 （3）圓帶 （4）多楔帶 （5）同步齒形帶 三、帶傳動的特點和應用三、帶傳動的特點和應用 1、帶傳動的特點 （1）帶是撓性體，具有彈性，能緩沖吸振，傳動平穩，噪聲小。 （2）適用于中心距較大的傳動。 （3）過載時將引起帶和帶輪間的打滑，可

3、防止其他零件的損壞。 （4）結構簡單，成本低廉，制造、安裝和維護比較方便。 （5）傳動的外廓尺寸較大 （6）工作時存在彈性滑動，不能保證準確的傳動比。 （7）帶的壽命較短，一般為20003000小時。 （8）傳動效率較低，一般平帶傳動為0.96，V傳動為0.95 （9）不宜在高溫、油污、灰塵及易燃、易爆場合下工作。 缺點 2、應用 帶傳動適用于要求傳動平穩，對傳動比無嚴格要求，中小功 率的遠距離傳動。目前V帶傳動應用最廣，一般帶速v=525m/s， 傳動比i7，傳動功率P100kW 。 三、傳動的傳動形式三、傳動的傳動形式 （a）開口傳動 （b）交叉傳動 （c）半交叉傳動 （d）相交軸傳動 四

4、、普通四、普通V帶的結構和尺寸標準帶的結構和尺寸標準 V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶、大楔角V帶等幾種類型 普通V帶結構： （1）包布層 （2）頂膠 （3）底膠 （4）抗拉體 抗拉體的結構形式有 簾布結構和線繩結構 普通V帶型號：、Z、A、B、C、D、E七種型號。 帶 型節 寬 bp 頂 寬b 高 度 h 質量q ( kg / m) 楔角 普通V 帶 窄V 帶 Y5.3640.03 40 ZSPZ8.5106 80.06 0.07 ASPA11.0138 100.11 0.12 BSPB14.01711 140.19 0.20 CSPC19.02214 180.33 0.37 D27

5、.032190.66 E32.038231.02 中性層 ：V帶繞在帶輪上產生彎曲，外層受拉伸變長，內層受壓縮 變短，兩層之間長度不變的一層稱為中性層。 節寬：節面的寬度， 用bp表示。 基準直徑：V帶裝在帶輪上，和節寬bp相對應的帶輪直徑稱為基準 直徑，用dd表示 。 V帶輪的最小基準直徑和基準直徑系列表 基準長度：V帶在規定的張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線 長度稱為V帶的基準長度，用Ld表示 普通V帶的基準長度系列和帶長修正系數KL 五、窄五、窄V帶的結構帶的結構 h/bp=0.9 窄V帶截面尺寸分為SPZ、SPA、SPB、SPC四個型號 當窄V帶帶高與普通V帶相同時，其帶寬較普通V帶

6、約小1/3，而 承載能力可提高1.5 2.5倍，因此適用于傳遞大功率且傳動裝置要 求緊湊的場合。 六、六、V帶的標記帶的標記 帶型、基準長度和標準號組成 示例：A1400 GB1154489 表示A型普通V帶，基準長度為 1400mm 。 SPA1250 GB1273091 表示SPA型窄V帶，基準長 度為1250mm。 七、普通七、普通V帶輪的結構帶輪的結構 1、帶輪的材料 v25m/s時：HT150； v=2530m/s時：HT200 v2545m/s時：球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼 小功率傳動時帶輪也可采用鑄鋁或塑料等材料。 2、帶輪的結構 輪緣、輪輻、輪轂三部分組成 實心式、腹板式、孔板式、輪

7、輻式帶輪結構 輪 槽 角 項 目符 號 槽 型 YZ SPZA SPAB SPBC SPCDE 基 準 寬 度bd 5.38.511.014.019.027.032.0 基準線上槽深hamin 1.62.02.753.54.88.19.6 基準線下槽深hfmin 4.77.0 9.08.7 11.010.8 14.014.3 19.019.923.4 槽 間 距e 80.3120.3150.3190.425. 50.5 370.644.5 0.7 槽 邊 距fmin 67911.5162328 最小輪緣厚 mi n 55.567.5101215 帶 輪 寬BB = (z1) e + 2 f z

8、 輪 槽 數 外 徑da da= dd 2 ha 320相 應 的 基 準 直 徑dd 60 34080118190315 36060475600 38080118190315475600 偏 差30 八、帶傳動的幾何參數八、帶傳動的幾何參數 1、中心距a：當帶處于規定張緊力時，兩帶輪軸線間的距離。 2、帶輪直徑d：在V帶傳動中，指帶輪的基準直徑，用dd表示帶 輪的基準直徑。 3、帶長L：對V帶傳動，指帶的基準長度。用Ld表示帶的基準長 度。 4、包角：帶與帶輪接觸弧所對的中心角。 a dd dda 4 )( )( 2 2 2 12 21 3 .57180 12 a dd L 【任務實施任務實

9、施】 由于帶繞在帶輪上以后，頂膠長度要伸長，頂寬b縮短；底膠 長度縮短，底寬加大，致使帶繞到帶輪上后，實際楔角變小。為了 保證V帶和帶輪的緊密接觸，與之相配合的帶輪的槽角必須小于 40。并且帶輪的直徑越大，帶的彎曲變形越小，實際楔角減小越 少，帶輪的槽角就應該越大。所以隨著帶輪基準直徑的變化，帶輪 槽角又有32、34、36和38之分。 任務二任務二 帶傳動失效形式和設計準則的確定帶傳動失效形式和設計準則的確定 【任務描述任務描述】 通過對帶傳動的受力分析和應力分析確定帶傳動的失效形式和 設計準則。 【相關知識相關知識】 一、帶傳動的受力分析一、帶傳動的受力分析 （a） 不工作時 （b） 工作時

10、 不工作時，帶的兩邊具 有相等的初拉力F0。 帶工作時：緊邊拉力為F1，松邊拉力為F2，并且F1-F0= F0-F2 )( 2 1 210 FFF 圓周力F：帶緊邊和松邊的拉力差應等于帶與帶輪接觸面上產生 的摩擦力的總和，稱為帶傳動的有效拉力，也就是帶 所傳遞的圓周力F 12fFFFF 傳遞功率P ： 1000 Fv P 打滑 ：若帶所需傳遞的圓周力超過摩擦力的極限值時，帶與帶 輪將發生顯著的相對滑動，這種現象稱為打滑 柔韌體摩擦的歐拉方程： f e F F 2 1 0 1 2 1 f f e FF e 影響帶所傳遞的圓周力F 的因素： （1）初拉力F0 （2）摩擦系數f （3）包角 帶傳動不

11、打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為 ： max1 1 1 f FF e 二、帶傳動的運動分析二、帶傳動的運動分析 彈性滑動：由于材料的彈性變形和帶的緊邊、松邊存在拉力 差而產生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。 彈性滑動率：從動輪的圓周速度v2總是小于主動輪的圓周速度 v1。其速度的降低率稱為彈性滑動率 。 12112222 11111 1 vvd nd nd n vd nd n 帶傳動的傳動比： 12 21(1) nd i nd 從動輪的轉速 ： 11 2 2 (1)n d n d 注意：打滑和彈性滑動的區別注意：打滑和彈性滑動的區別 三、帶的應力分析三、帶的應力分析 最大應力位于緊邊與小輪的

12、接觸處。最大應力的計算公式為 11maxbc 【任務實施任務實施】 通過對帶傳動的受力分析和應力分析可知： 1、主要失效形式 （1）打滑當傳遞的圓周力F超過了帶與帶輪接觸面之間摩擦 力總和的極限時，發生過載打滑，使傳動失效。 （2）疲勞破壞傳動帶在變應力的反復作用下，發生裂紋、 脫層、松散、直至斷裂。 2、設計準則 保證帶傳動不發生打滑的前提下，具有一定的疲勞強度和壽命。 任務三任務三 V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算 【任務描述任務描述】 設計某機床上電動機與主軸箱的V帶傳動。已知：電動機額定 功率P =7.5KW, 轉速n1=1440r/min, 傳動比i12=2, 中心距a為800mm

13、 左右，三班制工作，開式傳動。 【相關知識相關知識】 一、一、V帶傳動的設計步驟帶傳動的設計步驟 已知條件：傳動的用途和工作情況；傳遞的功率P；主動輪、從動 輪的轉速n1、n2（或傳動比i）；傳動位置要求和外廓 尺寸要求；原動機類型等。 設計內容：確定帶的型號、長度和根數，帶輪的尺寸、結構和材 料，傳動的中心距，帶的初拉力和壓軸力，張緊和防護 設計步驟：1、確定計算功率 PC=KAP KA：工作情況系數，其數值可查表2-6-5 載荷性質工作機 原 動 機 I類II類 每天工作時間（h） 1616 載荷平穩 離心式水泵、通風機 （7.5kW）、輕型輸送機、離 心式壓縮機 1.01.11.21.1

14、1.21.3 載荷變動小 帶式運輸機、通風機 （7.5kW）、發電機、旋轉式 水泵、機床、剪床、壓力機、 印刷機、振動篩 1.11.21.31.21.31.4 載荷變動較大 螺旋式輸送機、斗式提升機、 往復式水泵和壓縮機、鍛錘、 磨粉機、鋸木機、紡織機械 1.21.31.41.41.51.6 載荷變動很大 破碎機（旋轉式、鄂式等）、 球磨機、起重機、挖掘機、輥 壓機 1.31.41.51.51.61.8 表2-6-5 工作情況系數KA 2、選定V帶的型號 根據計算功率PC和小輪轉速n1，按圖2-6-11選擇普通V帶的型號， 根據圖2-6-12選擇窄V帶型號 普 通 V 帶 選 型 圖 窄V帶選

15、型圖 3、確定帶輪基準直徑dd1、dd2 小帶輪基準直徑：dd1dmin，以減小帶內的彎曲應力。 大帶輪的基準直徑： 11 2 1 2ddd idd n n d 注意： dd1、dd2 的數值都應符合帶輪的基準直徑系列。 4、驗算帶速v 100060 11 nd v d 帶速v應在525m/s的范圍內，其中以1020m/s為宜，若 v25m/s，則因帶繞過帶輪時離心力過大，使帶與帶輪之間的壓緊 力減小，摩擦力降低而使傳動能力下降，而且離心力過大降低了帶 的疲勞強度和壽命。而當v5m/s時，在傳遞相同功率時帶所傳遞的 圓周力增大，使帶的根數增加。 5、確定中心距a和基準長度Ld 傳動中心距小則結

16、構緊湊，但小帶輪上的包角較小，傳動時容 易打滑，另外單位時間內帶繞過帶輪的次數也增多，降低傳動帶的 工作壽命。中心距增大，將有利于增大包角，但太大則使結構外廓 尺寸大，還會因載荷變化引起帶的顫動，從而降低其工作能力。 初選中心距a0 )(2)(7 . 0 21021dddd ddadd 初定的V帶基準長度 ： 2 21 0012 0 () 2() 24 dd dd dd Ladd a 注意：根據初定的根據初定的L0，由表，由表2-6-3選取相近的基準長度選取相近的基準長度Ld 實際中心距 a: 2 0 0 LL aa d 中心距的調整范圍：amax=a +0.03Ld amin =a0.015

17、Ld 6、驗算小輪包角1 3 .57180 12 1 a dd dd 一般要求120，否則可加大中心距或增設張緊輪 。 7、確定帶的根數z L c KKPP P z )( 00 P0為單根V帶的基本額定功率（查表2-6-6和2-6-7），KW；P0為 i1時的單根普通V帶額定功率的增量（查表2-6-8），KW；KL為帶 長修正系數，考慮帶長不等于特定長度時對傳動能力的影響（表2- 6-3）；K為包角修正系數，考慮1180時，傳動能力有所下降 （表2-6-9）。 特定情況下單根V帶的基本額定功率P0 特定情況下單根窄V帶的基本額定功率P0 單根普通V帶額定功率的增量P0 包角修正系數K 包角 1

18、80 170 160 150 140 130 120 110 100 90 K1.00 0.98 0.95 0.92 0.89 0.86 0.82 0.78 0.74 0.69 8、確定單根V帶初拉力F0 2 0 ) 1 5 . 2 ( 500 qv Kzv P F c 2 1 9、確定作用在帶輪軸上的壓力FQ FQ=2zF0sin 10、定帶輪結構，畫出帶輪零件圖 11、寫出普通V帶的標記 二、帶傳動的張緊、安裝及維護二、帶傳動的張緊、安裝及維護 1、帶傳動的張緊與調整 新裝的帶 G = (1.5F0+F0)/16 運轉后的帶 G = (1.3F0+F0)/16 最小極限值 G = (F0+

19、F0)/16 張緊方法： （1）調整中心距 定期張緊 自動張緊 （2）使用張緊輪 張緊輪一般應放在松邊 的內側，使帶只受單向彎曲。 同時張緊輪應盡量靠近大輪， 以免過分影響在小帶輪上的 包角。張緊輪的輪槽尺寸與 帶輪的相同。 2、帶傳動的安裝與維護 （2）套裝帶時不得強行撬入 （3）多根V帶傳動時，為避免各根V帶載荷分布不均，帶的配組公 差（請參閱有關手冊）應在規定的范圍內。 （4）對帶傳動應定期檢查及時調整，發現損壞的V帶應及時更 換，新舊帶、普通V帶和窄V帶、不同規格的V帶均不能混合 使用。 （5）帶傳動裝置必須安裝安全防護罩。這樣既可防止絞傷人， 又可以防止灰塵、油及其它雜物飛濺到帶上影

20、響傳動 （1）平行軸傳動時各帶輪的軸線必須保持規定的平行度 【任務實施任務實施】 （略） 任務四任務四 同步帶的設計計算同步帶的設計計算 【任務描述任務描述】 設計一液體攪拌機的同步帶傳動。已知該設備由額定功率 P=2.2KW、轉速n1=1430r/min的鼠籠式電動機驅動，液體攪拌機轉 速n2=430r/min，中心距a為500mm左右，每日三班制工作，中心 距可調。 【相關知識相關知識】 一、同步帶傳動的特點和應用一、同步帶傳動的特點和應用 1、特點：傳動比恒定、不打滑、效率高、初張力小、對軸及軸承 的壓力小、速度及功率范圍廣、不需潤滑、耐油、耐磨損以及允許 采用較小的帶輪直徑、較短的軸間

21、距、較大的速比，傳動系統結構 緊湊的特點 。 2、應用：帶速 v50 m/s；功率P100KW；速比i10；效率= 0.92 0.98；工作溫度20 80。 二、同步帶的參數、類型和規格二、同步帶的參數、類型和規格 1、同步帶的參數 （1）節距Pb與基本長度Lp 節距：在規定張緊力下，同步帶相鄰兩齒對稱中心線的距離，稱 為節距。 基本長度：同步帶工作時保持原長度不變的周線稱為節線，節線長 度Lp為基本長度（公稱長度） 二者之間的關系：Lp =Pb z （2）模數m m=Pb/ 2、同步帶的類型和規格 梯形齒 圓弧齒 梯形齒同步帶 圓弧齒同步帶 單面齒同步帶 雙面 齒同步帶 對稱齒雙面 交錯齒雙

22、面 標記：標準同步帶-型號、節線長度代號、寬度代號和國標號 模數制梯形齒同步帶-模數齒數寬度 三、同步帶輪三、同步帶輪 1、同步帶輪的材料及輪輻、輪轂結構和V帶輪相同。 2、同步帶輪輪齒形狀有漸開線齒廓和直邊齒廓兩種。 3、周節制同步齒形帶輪的寬度如表2-6-11所示，直徑如表2-6-13所 示。 4、周節制同步帶輪標記由帶輪齒數、帶型號、輪寬代號和標準代 號組成。 周節制梯形齒同步齒形帶的齒形與帶寬 周節制梯形齒同步齒形帶帶輪的寬度 四、同步帶傳動設計四、同步帶傳動設計 已知條件：傳動功率；小帶輪和大帶輪轉速；傳動用途、載 荷性質、外廓尺寸、原動機種類以及工作制度等 1、確定計算功率Pc P

23、c=KAP 工 作 機 原 動 機 交流電動機(普通轉矩鼠籠式、 同步電動機)直流電動機（并 激），多缸內燃機 交流電動機（大轉矩、大滑差率、單相、滑環）， 直流電動機（復激、串激）單缸內燃機 每 天 運 轉 時 間, h 358101624358101624 電傳打字機、計算機、復印機、錄 音機、照相機、放映機、計測儀器、 醫療器械 1.01.21.41.21.41.6 清掃機械、辦公機械、縫紉機、 木工機械 1.21.41.61.41.61.8 輕載荷運輸機、包裝機、篩子 1.31.51.71.51.71.9 液體攪拌機、食品機械、印刷機 械、造紙機械、洗衣機、鉆床、車 床、鏜床 1.41

24、.61.81.61.82.0 攪拌機（水泥、粘性體）、帶式 輸送機、紡織機械、銑床、刨床、 磨床、振動篩、離心壓縮機、離心 泵、齒輪泵、往復式壓縮機 1.51.71.91.71.92.1 懸掛式輸送機、洗衣機、離心鼓風 機、發電機、勵磁機、卷揚機、起 重機、橡膠機械、紡織機械（織機、 精紡、捻紗機） 1.61.82.01.82.02.2 離心分離機、球磨機、錘式粉碎機、 螺旋輸送機、造紙機械 1.71.92.11.92.12.3 陶土機械（硅、粘土攪拌）、礦山 用混料機、強制送風機 1.82.02.22.02.22.4 工作情況系數KA 2、選擇帶型：根據計算功率Pc和n1由圖2-6-23選擇帶的型號， 由表2-6-10查出節距pb 圖2-6-23 3、確定小帶輪齒數z1，計算帶輪直徑d1、