帶傳動機(jī)械設(shè)計車輛xn

1、音樂欣賞,,本章目錄,,,,,基本內(nèi)容,重點(diǎn)難點(diǎn),教學(xué)要求,問題思考,,,總目錄,結(jié) 束,帶傳動,帶傳動是一種常用的、成本較低的動力傳動裝置，具有運(yùn)動平穩(wěn)、清潔（無需潤滑）、噪聲低的特點(diǎn)，同時具有緩沖、減振、過載保護(hù)的作用，且維修方便。與鏈傳動和齒輪傳動相比強(qiáng)度較低、疲勞壽命較短。然而，由于傳動帶強(qiáng)力層材質(zhì)的改善，帶傳動也可用于某些傳動較大的場合。,,,,,,§1. 帶傳動概述,§2. 帶傳動工作情況分析,§

2、;3. V帶傳動的設(shè)計計算,§4. V帶輪設(shè)計,§5. V帶傳動的張緊裝置,本章目錄,§1. 帶傳動概述,帶傳動一般是由主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳動帶及機(jī)架組成。,一、帶傳動的工作原理及特點(diǎn),§1. 帶傳動概述,一、帶傳動的工作原理及特點(diǎn),特點(diǎn)：,1、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉。,2、傳動平穩(wěn)，清潔。,3、吸振緩沖、過載保護(hù)。,4、傳動比不準(zhǔn)確、壽命低。,鄂式破碎機(jī),單擊…,二、帶傳動的類型,

3、§1. 帶傳動概述,,普通V帶及V帶輪,普通V帶的參數(shù),節(jié)寬bp——節(jié)面的寬度。,帶輪基準(zhǔn)直徑dd——V帶輪上與所配V帶節(jié)寬bp 相對應(yīng)的帶輪直徑。(dp= dd),帶的基準(zhǔn)長度Ld——V帶在帶輪上張緊后，位于 帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度 。,返回原處,相對高度——V帶高度h與 節(jié)寬bp之比，約為0.7。,窄V帶及窄V帶輪,返回原處,相

4、對高度——V帶高度h與節(jié)寬bp之比，約為0.9。,與普通V帶不同，窄V帶：,用合成纖維繩或鋼絲作為抗拉體。,當(dāng)高度相同時，其寬度約縮小1/3，承載能力提高1.5～2.5倍。,平帶及平帶輪,返回原處,返回原處,多楔帶及多楔帶輪,返回原處,同步帶及同步帶輪,返回原處,§1. 帶傳動概述,三、帶傳動的幾何關(guān)系,主要幾何參數(shù)：,§2. 帶傳動工作情況分析,一、帶傳動中的力分析,不工作時,工作時,F1-F0=F0-F2F1+

5、F2=2F0,之一,（8-1),一、帶傳動中的力分析,帶與帶輪間的總摩擦力Ff,得：Ff =F1-F2,帶傳動的有效拉力Fe Fe=Ff =F1-F2,,之二,§2. 帶傳動工作情況分析,（8-3),（8-2),之三,一、帶傳動中的力分析,§2. 帶傳動工作情況分析,由公式(8-1)和(8-3)，,因?yàn)閹鲃铀鶄鬟f的功率P為,使功率P增大（即Fe增大），即應(yīng)增大Ff，如何獲得較大的Ff ？,說明：1) 為

6、使帶正常工作，必然存在(F0)mim，若F0 <(F0)mim，則帶打滑； 2) 若F0過大，會使得F1 和F2 較大，則帶磨損。,結(jié)論：應(yīng)有的總摩擦力和與之對應(yīng)的最小初拉力決定了帶滿足功率要求的工作狀態(tài)。,一、帶傳動中的力分析,之四,帶的臨界摩擦力或臨界有效拉力:,§2. 帶傳動工作情況分析,歐拉公式,增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施①合理安排松邊、緊邊的位置,§2. 帶傳動工作情況分析

7、,F0越大越好嗎？越小呢？,增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施②合理張緊,§2. 帶傳動工作情況分析,1、離心應(yīng)力,二、帶的應(yīng)力分析,2、拉應(yīng)力,3、彎曲應(yīng)力,最大應(yīng)力,§2. 帶傳動工作情況分析,§2. 帶傳動工作情況分析,三、帶傳動的彈性滑動和打滑,§2. 帶傳動工作情況分析,三、帶傳動的彈性滑動和打滑,三、帶傳動的彈性滑動和打滑,由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動——彈性滑動。這是帶傳動正常工

8、作時不可避免的現(xiàn)象。,彈性滑動,彈性滑動將使從動輪的圓周速度v2低于主動輪的圓周速度v1，其降低量——帶傳動的滑動率?。,§2. 帶傳動工作情況分析,傳動比：,§2. 帶傳動工作情況分析,三、帶傳動的彈性滑動和打滑,§2. 帶傳動工作情況分析,三、帶傳動的彈性滑動和打滑,說明：,1）彈性滑動分析：,不可避免，工程允許；,v2 < v1 ；,2）打滑分析：,可以避免；工程不允許(失效),課堂小結(jié),1、帶

9、傳動的工作原理及特點(diǎn)；,5、彈性滑動與打滑： 概念、原因、產(chǎn)生的影響。,4、帶傳動應(yīng)力分析： 影響帶中應(yīng)力的因素；產(chǎn)生的影響,3、帶傳動受力分析： 最大有效拉力及其影響因素；,2、V帶傳動： V 帶的型號、參數(shù)、V帶輪的參數(shù)；,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,一、設(shè)計準(zhǔn)則和單根V帶所能傳遞的功率,主要失效形式： 打滑、疲勞破壞,由式（8－6），,V帶的疲勞強(qiáng)度條件為,一、設(shè)計準(zhǔn)則和單根V帶

10、所能傳遞的功率,特定實(shí)驗(yàn)條件,包角?=180?；i=d2/d1=1;,,基本額定功率P0 ——在特定實(shí)驗(yàn)條件下單根V帶所能傳遞的功率。 （表8-4a）,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,特定帶長；,工作條件平穩(wěn)；,當(dāng)實(shí)際工作條件與上述特定情況不同時，應(yīng)對P0加以修正。,一、設(shè)計準(zhǔn)則和單根V帶所能傳遞的功率,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,P0修正后，得到單根V帶的額定功率：,P0——單根V帶的基本額定功率。,?P

11、0——單根V帶額定功率的增量。 考慮實(shí)際傳動比大于1時，由于帶在從動輪上彎曲應(yīng)力的減小使其傳動能力的提高。,K?——包角系數(shù)。（表8-5） 考慮包角不同對帶傳動能力的影響。,KL——長度系數(shù)。（表8-2） 考慮帶的長度不同對帶傳動能力的影響。,二、帶傳動的參數(shù)選擇（設(shè)計限定條件）,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,a 過大，帶容易顫動； a 過小，則帶容易疲勞。,限定中心距：,i增大

12、，小帶輪包角減小，易使帶發(fā)生打滑。,限定傳動比：,為減小彎曲應(yīng)力，規(guī)定了最小帶輪直徑 dmin。,合適的帶速為：,,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,三、帶傳動設(shè)計內(nèi)容和步驟,帶傳動的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計內(nèi)容：,傳動位置要求（水平傳動或傾斜傳動）工作條件功率P主動輪轉(zhuǎn)速n1從動輪轉(zhuǎn)速n2 （或傳動比i）,帶型號帶輪直徑 d1，d2中心距 a帶長 Ld帶根數(shù) z初拉力 F0壓軸力 FP帶輪結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,確定計

13、算功率Pca,選擇帶型 由n1和Pca 查圖選取,確定帶輪直徑d1和d2，驗(yàn)算v,確定中心距a和帶長Ld,驗(yàn)算小帶輪的包角，確定帶的根數(shù)z,確定帶的初拉力F0及壓軸力FP,設(shè)計帶輪（詳見補(bǔ)充資料）,設(shè)置張緊裝置,,繼續(xù)…,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,Pca=KAP,1.計算功率的確定,P——傳遞的額定功率。,KA——工作情況系數(shù)。,,返回原處,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,2.帶型的選擇,,根據(jù)計算功率Pca

14、及小帶輪轉(zhuǎn)速n1由下圖選定帶型,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,舉例：當(dāng)Pca＝4.8kW，n1＝1440r/min時，應(yīng)選擇哪種形式的V帶？,返回原處,3.帶輪基準(zhǔn)直徑的確定,,根據(jù)V帶的帶型，初選小帶輪基準(zhǔn)直徑d1；,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,若v過大，則應(yīng)減小d1；如v過小，則應(yīng)增大d1。一般以v≈10m/s為宜。,返回原處,3.帶輪基準(zhǔn)直徑的確定,,計算從動輪基準(zhǔn)直徑d2,* d1、d2均應(yīng)符合帶輪基準(zhǔn)

15、直徑系列，因此d2需圓整到基準(zhǔn)直徑。,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,根據(jù)選擇的V帶型號，你初選的d1是 ？由此得到的帶速v是？若 ，計算從動輪基準(zhǔn)直徑d2是？,返回原處,4.中心距及帶長的確定,,3）查標(biāo)準(zhǔn)選取與Ld0相近的基準(zhǔn)帶長Ld,2）初算帶長Ld0,4）重算實(shí)際中心距a,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力，中心距的變動范圍為,返回原處,6. 帶的根數(shù)的確定,,§

16、;3. V帶傳動的設(shè)計計算,5. 驗(yàn)算主動輪上的包角?1,當(dāng)z過大時，應(yīng)該重新選帶的帶型，并重新計算。增大中心距或者增大帶輪的直徑,也可減小z。,返回原處,7. 帶的初拉力的確定,,計算帶的初拉力F0,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,返回原處,8. 帶壓軸力的確定,,計算帶傳動作用在軸上的力FP,§3. V帶傳動的設(shè)計計算,返回原處,§4. V帶輪設(shè)計,一、帶輪結(jié)構(gòu)型式,注：輪槽的楔角 應(yīng)比普

17、通V帶的楔角（40°）小。為什么？,基準(zhǔn)直徑 ：,,,（見圖8－14）,輪槽寬度等于 V 帶節(jié)寬bp處的圓周直徑 。,,§4. V帶輪設(shè)計,一、帶輪結(jié)構(gòu)型式,一、帶輪結(jié)構(gòu)型式,§4. V帶輪設(shè)計,§4. V帶輪設(shè)計,二、帶輪輪槽尺寸,2. 帶在輪槽中位置正確。,1. 輪槽的楔角應(yīng)比普通V帶的楔角（40°）小。,三、V帶輪的技術(shù)要求,參見國標(biāo)。,§5. V帶傳動的張緊

18、及維護(hù),一、安裝,1、兩輪軸線應(yīng)平行，輪槽應(yīng)對正。,2、安裝時，帶不能硬撬。,3、新舊帶不得混用。,定期張緊,自動張緊,加張緊輪,二、張緊,§5. V帶傳動的張緊及維護(hù),§5. V帶傳動的張緊及維護(hù),分析下圖所示帶傳動張緊輪合理的布置方案。,§5. V帶傳動的張緊及維護(hù),討論題,1、右圖所示三個帶傳動方案，其中： aa=ab, d1a<d1b, d2a=d2b,

19、 ab<ac, , d1b=d1c, d2b=d2c,試分析哪個方案傳動能力最強(qiáng)？,討論題,3、分析下圖所示帶傳動合理的轉(zhuǎn)動方向。,2、分析圖示帶傳動合理的布置方式。,討論題,4、帶傳動中，在預(yù)緊力相同的條件下，V帶比平帶傳遞功率大的主要原因是 。強(qiáng)度高 b.沒有接頭 c.有楔形增壓作用 d.尺寸小5、帶傳動中，v1、v2分別為主動帶輪和從動帶輪的圓周速度，v為帶速，它們之間的關(guān)系為

20、 。v1=v2=v b.v1＞v＞v2 c.v1＜v＜v26、帶傳動工作時產(chǎn)生彈性滑動是因?yàn)?。 a.帶的預(yù)緊力不夠 b.緊邊和松邊拉力不等 c.帶繞過帶輪時有離心力 d.帶和帶輪間摩擦力不夠7、若小帶輪為主動輪，則帶的最大應(yīng)力發(fā)生在 。a.進(jìn)入主動輪

21、 b.進(jìn)入從動輪 c.退出主動輪 d.退出從動輪,討論題,8、同一V帶傳動中，若主動輪轉(zhuǎn)速不變，用于減速（小輪主動）時比用于增速（大輪主動）時所傳遞功率 。大 b.相等 c.小9、在下列提高帶傳動功率的措施中， 不合適。適當(dāng)增大預(yù)緊力 b.增大軸間距 c.增加帶輪表面粗糙度d. 增大小帶輪直徑10、帶

22、的楔角?與帶輪輪槽角?之間的關(guān)系為 。 a. ?= ? b. ?＜ ? c. ?＞ ?,本章小結(jié),1、帶傳動的工作原理、特點(diǎn)；,2、V帶及V帶輪的標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)；,3、帶傳動受力情況及應(yīng)力情況分析； 傳動能力的影響因素及應(yīng)力的影響因素,4、帶傳動的兩種滑動現(xiàn)象； 產(chǎn)生原因、造成后果、能否避免,5、V帶傳動設(shè)計方法；,6、帶傳動正常使用。,大作業(yè)：

23、V帶傳動設(shè)計,（二）鉸車,方案1：1～3 方案2：4 ～6 方案3： 7 ～9 方案4：10～12 方案5：13 ～15,一、題目：,（一）帶式運(yùn)輸機(jī),,（三）螺旋輸送機(jī),方案1：16～18 方案2：19～21 方案3：22～24 方案4：25～27 方案5：28～30,,方案1：31～33 方案2：34～36 方案3：37～39 方案4：40～42方案5：43～

24、45,,1、完成帶傳動設(shè)計計算說明書一份；2、完成大帶輪工作圖一張（選作）。,大作業(yè)：V帶傳動設(shè)計,方案說明:,1、nm——電機(jī)滿載功率；2、nw——工作機(jī)功率；3、FC——電機(jī)啟動頻率（暫不考慮）；4、i1——第一級減速（帶傳動）傳動比；5、單班工作——1班為8小時；6、絞車——也稱卷揚(yáng)機(jī)，雙向回轉(zhuǎn)（KA系數(shù)乘以1.2）,補(bǔ)充條件：已知帶輪輪轂孔的直徑ds=40 mm,大作業(yè)：V帶傳動設(shè)計,二、要求：,1、每個方案中各位同

25、學(xué)所設(shè)計的帶傳動參數(shù)取不同數(shù)值，以便對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行比較。,2、設(shè)計說明書內(nèi)容應(yīng)包括：封面、設(shè)計題目及原始數(shù)據(jù)、傳動方案圖、設(shè)計設(shè)計主要步驟及設(shè)計結(jié)果、同一方案不同結(jié)果的分析對照。,3、帶輪工作圖即可應(yīng)用AutoCAD繪制，按標(biāo)準(zhǔn)圖紙格式按比例打印，也可手繪完成。,要求：1、選擇出較為合理的帶的型號、長度、根數(shù)； 2、設(shè)計出大帶輪的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、公差； 并畫出其零件工作圖（A4豎用）；

26、3、列公式、代數(shù)據(jù)、圖表選用需說明（參見例題）。,零件工作圖: 1）單獨(dú)一頁畫出邊框； 2）按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)線條畫出帶輪各部分的結(jié)構(gòu)、形狀； 3）標(biāo)注帶輪所有的結(jié)構(gòu)尺寸和輪槽尺寸及鍵槽尺寸和公差； 4）寫明技術(shù)要求，并填定標(biāo)題欄。,大作業(yè)：V帶傳動設(shè)計,,,25mm裝訂,,,,,10～15mm,說明書格式（A4）,,約20mm

27、,10～15mm,10～15mm,四、帶輪工作圖,1.表達(dá)清楚帶輪所有結(jié)構(gòu)形狀；,2.標(biāo)注帶輪全部幾何尺寸；（包括輪槽、鍵槽）,4.對重要的表面提出形位公差要求；（包括外圓徑向跳動、鍵槽側(cè)面對稱度等）,5.對所有加工表面提出表面精度要求；（各面Ra數(shù)值：輪槽工作面1.6;軸孔表面3.2、鍵槽工作面及軸孔端面6.3；其余12.5）,6.帶輪技術(shù)要求（當(dāng)v＞5m/s時進(jìn)行靜平衡，當(dāng)v＞25m/s時進(jìn)行動平衡）、標(biāo)題欄、邊框,大作業(yè)：V帶

28、傳動設(shè)計,四、帶輪工作圖,V帶輪圓跳動要求（摘自GB/T13575.1—1992）（mm）,說明：《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》P77、P259 《機(jī)械設(shè)計習(xí)題與指導(dǎo)》P124-126,,,原動機(jī)、傳動裝置、工作機(jī),大作業(yè)：V帶傳動設(shè)計,工作條件：,雙班制工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動。輸送帶速度允許誤差 ?0.05。,原始數(shù)據(jù)：,大作業(yè)：V帶傳動設(shè)計,主要設(shè)計步驟,（一）傳動裝置的總體設(shè)計（P16）：,一、傳動方案的選擇（省）：

29、畫出傳動方案圖（運(yùn)動簡圖、原始數(shù)據(jù)）,二、電機(jī)的選擇：,1. 電機(jī)類型的選擇：,一般選擇：Y系列（常用、三相異步電動機(jī)、節(jié)能）,2. 電機(jī)容量的確定：（功率、轉(zhuǎn)速）,功率的計算：,先計算工作機(jī)功率Pw：,主要設(shè)計步驟,各效率查表11-9（P 98～99）,,計算電動機(jī)所需功率P0：,,計算電動機(jī)額定功率Pm：,主要設(shè)計步驟,計算轉(zhuǎn)速：,∵ 根據(jù)傳動比的合理范圍，取i帶＝2～4，i齒＝3～5,,總傳動比的合理范圍i＝6～20。,nm’

30、范圍較大，可選幾種同步轉(zhuǎn)速的電機(jī)，取n＝1000r/min,主要設(shè)計步驟,三、計算總傳動比及各級傳動比的分配：,取i帶≈2.5～3，為什么不取到4（P23 圖4-3）？,2. 計算各軸輸入的轉(zhuǎn)速、功率、扭矩（P27例題，二級）：,1. 總傳動比：,,計算i齒，建議i齒＝4～5（i一定不要圓整，保留小數(shù)）,,計算的一定是輸入到各軸上的轉(zhuǎn)速和功率；,例如：,,,,主要設(shè)計步驟,機(jī)床傳動系統(tǒng)圖:,--其它實(shí)例,主要設(shè)計步驟,傳動路線表達(dá)式:,

31、--其它實(shí)例,帶的根數(shù)不要超過5根；若差一點(diǎn)，調(diào)節(jié)帶輪的中心距和直徑（一定要取基準(zhǔn)直徑）；若差很多，要換帶型號；,按照書上例題的步驟計算，注意已知條件：電機(jī)功率P0、電機(jī)轉(zhuǎn)速nm、帶傳動比i帶。,主要設(shè)計步驟,（二）傳動零件的設(shè)計計算：,一、帶傳動的設(shè)計計算：,注意：,（專機(jī)）,,帶輪結(jié)構(gòu)圖不需畫出。,1. 選材，選參數(shù)，定許用應(yīng)力—關(guān)鍵,按照書上例題的步驟計算，注意已知條件：第一根軸的輸入功率PI、第一根軸的輸入轉(zhuǎn)速nI、齒輪傳動比i

32、齒。,（二）傳動零件的設(shè)計計算：,二、齒輪傳動設(shè)計計算（6大步）：,步驟：,45＃鋼，熱處理方法不一樣，影響齒輪尺寸大?。很淉X面尺寸大，硬齒面尺寸相對小一些；,軟齒面：保證等強(qiáng)度（小齒輪硬一些，大齒輪軟一些）；硬齒面不需硬度差；,傳動零件的設(shè)計計算,傳動零件的設(shè)計計算,2. 按接觸（彎曲）疲勞強(qiáng)度設(shè)計—與選材有關(guān),3. 按彎曲（接觸）疲勞強(qiáng)度校核,4. 幾何尺寸計算（畫圖用）：a、d、da、df、b,5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計（空著）,6. 作用力

33、：Fr、Ft、,軟齒面：z1=20～30，m ≤ 4；d1≤100mm,注意：,硬齒面： z1=17～20， m=2.5～3。,一般選擇：45＃鋼（正火或調(diào)質(zhì)），查P182 表11-1，定抗拉強(qiáng)度,已知條件：各軸的輸入功率P、轉(zhuǎn)速n、扭矩T。,主要設(shè)計步驟,（二）傳動零件的設(shè)計計算：,(三) 軸的設(shè)計計算：,步驟：,一、 選材料、定許用彎曲應(yīng)力：,=54MPa,二、 按扭矩估算軸的最小直徑：,,A查表P187 表11-2,主要設(shè)計步驟,

34、∵ 聯(lián)軸器處軸直徑最小,主要設(shè)計步驟,1. 畫結(jié)構(gòu)草圖：,三、結(jié)構(gòu)設(shè)計（參考P184 圖11-7）：,,安裝軸承蓋、密封圈,,安裝軸承,,,譬如選深溝球軸承,,結(jié)構(gòu)設(shè)計,,,,,,尺寸確定,2. 尺寸確定：,直徑確定：,d1=38mm,d2=d1+2h=38+2×3.5=45mm,∵ 密封圈是標(biāo)準(zhǔn)件,∵ 軸承也是標(biāo)準(zhǔn)件,d3=d2+2h=50mm,,裝配臺階，不需計算,d4=52mm（齒輪非標(biāo)準(zhǔn)件，軸不可太粗）,d5=d4+2

35、h=52+2×5=62mm,d6=d3=50mm,尺寸確定,2. 尺寸確定：,長度確定：,長度1：由聯(lián)軸器長度確定，注意用短的和軸配合的那段長度P298；,長度2：不設(shè)計箱體，無法確定，與軸承蓋尺寸有關(guān)；,查表（P34-37）可查出,長度3：（B+20＋2）mm；,長度4：（齒輪b2-2）mm；,長度5+6：（B+20）mm；,3. 軸承（深溝球軸承）和鍵的選擇：,主要設(shè)計步驟,軸承選擇：,6 2 10,,,

36、內(nèi)徑除以5,鍵的選擇：,如：（A）12×80 GB/T 1096-1979,主要設(shè)計步驟,配合代號的確定：,Ø52H7/r6,,四、強(qiáng)度校核：,強(qiáng)度計算,,,跨距L=齒輪寬b2+2×20+B,∵ 齒輪圓周力和徑向力需轉(zhuǎn)化到軸承上去,畫軸的空間受力簡圖：,強(qiáng)度計算,求支反力、畫彎距圖：,彎距：左順右逆為正,MH (MV),求合成彎距，畫合成彎距圖：,強(qiáng)度計算,求當(dāng)量彎距：,強(qiáng)度校核：,,修正系數(shù)，對稱循環(huán)和

37、脈動循環(huán)的折合系數(shù)，取0.6,式中 W---彎矩大、軸細(xì)危險界面的抗彎截面系數(shù)。,五、繪制軸的零件圖,主要設(shè)計步驟,先畫豎線,軸的工作圖示例,(四) 鍵連接的選擇、計算：,主要設(shè)計步驟,2. 根據(jù)軸徑大小、輪轂寬度選擇鍵的型號：,3. 強(qiáng)度校核（P194、第II根軸）：,1. 選擇鍵的材料：鋼,如：（A）12×80 GB/T 1096-1979,(五) 軸承的選擇、校核：,主要設(shè)計步驟,1. 選擇軸承型號：,6 2