带轮传动

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带轮传动

2023-08-29 13:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

带传动

带轮的参数和尺寸: 在这里插入图片描述

节面——当V带受弯曲时,长度不变的中性层 节宽——节面的宽度bp 相对高度——V带高度h与节宽bp之比,约0.7 基准长度——带节面长度(V带在带轮上张紧后,位于带轮基准直径上的周线长度Ld 带轮基准直径——V带轮上与所配V带节宽bp相对应的带轮直径

带传动工作情况分析

中心距a:规定张紧力时,两轮轴线之间的距离 带长L:带的基准长度Ld 包角:带与小,大带轮接触弧所对的圆心角 在这里插入图片描述 带传动的受力分析 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 带传动尚未工作时,传送带中的初拉力为F0 带传动工作时,紧边拉力为F1和松边拉力F2 设带的总长度不变,根据线弹性假设:F1-F0 = F0 –F2

摩擦力 实质上,带传动的有效拉力是带与带轮之间(大带轮或小带轮间)摩擦力的总和。在最大静摩擦力范围内,二者是相等的,同时F也是带传动所传动的圆周力。 带传动的功率为:P=Fv/1000 式中:P为传递功率,单位为KW F为有效圆周力,单位为N V为带的速度,单位为m/s 以主,从动轮上的带为研究对象,有F =F1-F2

欧拉公式: 当传动带和带轮表面间即将打滑,摩擦力达到最大值,即有效圆周力达到最大,此时,松边和紧边拉力之间的关系,可用欧拉公式表示: F_1=F_2 *e^fa 式中,a为包角,带与小带轮的接触弧所对的圆心角(rad) f 带与带轮接触面间的摩擦系数

将F1-F0=F0-F2 和F=F1-F2 代入上式,整理后可得带传动的最大有效圆周力(临界值): 在这里插入图片描述 初拉力F0:F与F0成正比,增大F0,带与带轮之间正压力增大(F0=fQ),传动时摩擦力越大,F越大。但F0过大会加剧磨损,致使带过快松弛,缩短寿命。 摩擦系数f:f越大,摩擦力越大,F越大 包角a:F随包角的增大而增大,所以包角增大,带的传动能力提高

例:平带传动,P=15kw,a=170°,f=0.3,v=15m/s,求(1)Fe (2)F1和F2 (3)所需的F0 有效圆周力:Fe = 1000P/v =1000N F1-F2 = Fe =1000 a = 170/1803.1415 =2.97 rad F1 = F2e**(a*f) F1 =1694N F2 =694N F0 =(1694+694)/2 =1194 N

带传动的应力分析

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

紧边拉应力:δ1=F1/A 松边拉应力:δ2=F2/A

弯曲应力: 带轮基准直径越小,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,每种型号v带规定最小带轮基准直径ddmin 带的弯曲应力:δb=2Ey/dd

离心拉应力:由于带本身的质量, 带绕过带轮时随着带轮作圆周运动将产生离心力。离心力将使带受拉, 在截面产生离心拉应力 离心拉应力: 在这里插入图片描述

式中, σc为离心拉应力, 单位为MPa; v为带速, 单位为m/s;q为带单位长度上的质量, 单位为kg/m。 三种应力共同作用,使带处在交变应力条件下工作,故带易发生疲劳破坏 在这里插入图片描述

带工作时的应力分布情况 : 带中最大应力发生在紧边刚绕上主动轮处(A点),其值为 在这里插入图片描述

为保证带具有足够的疲劳强度, 应满足: σmax≤ σ

带传动的运动分析

传动带是弹性体,受到拉力后会产生弹性伸长,伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉力由F1减小为F2,其弹性伸长量也减小。 这说明带在绕过带轮的过程中,相对于轮面向后收缩,带与带轮轮面间出现局部相对滑动,导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度

当带由松边绕过从动轮进入紧边时,拉力增加,带逐渐被拉长,沿轮面产生向前的弹性滑动,使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。

带的弹性滑动:由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动系数。 在这里插入图片描述 上式带传动的传动比: 在这里插入图片描述

注意: 一般带传动的滑动系数ε=0.01—0.02,因值很小,非精确计算时可以忽略不计。

弹性滑动和打滑的区别: 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动,是带传动的失效形式,是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的,只要传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,所以弹性滑动是不可以避免的。

V带传动的设计

带传动的失效形式和设计准则 打滑:当传递的圆周力F超过了带与带轮间摩擦力总和极限时,发生过载打滑,使传动失效 疲劳破坏:传送带在变应力的反复作用下,发生裂纹,脱层,松散,直至断裂

带传送设计准则:在不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命

带轮设计实例

设计一鼓风机用普通V带传动。已知电动机额定功率P=10kW、转速n1=1450r/min,从动轴转速n2=400r/min,中心距约为1500mm,每天工作24h 1.确定计算功率 Pca =PKA 在这里插入图片描述 KA查表 KA=1.3 Pc =KAP = 1.3*10 =13kw 2.选带型(根据设计功率和小带轮的转速)初步 在这里插入图片描述

普通V带的型号 选用B型普通带 dd1=125-140mm

3.带轮直径dd1,dd2 dd1=125-140mm 国家规定带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系列。 V带轮的最小基准直径(mm) 在这里插入图片描述

dd1 =140mm>125mm dd2 = n1/n2dd1 = 1450/400140 =507.5mm dd2 = 500mm

实际传动比 i =dd2/dd1 = 500/140 =3.57 n2=n1/i = 1450/3.57 = 406 r/min 从带轮的转速误差率为(406-400)/400 =1.5%

4.校核带速v V = 3.1415 dd11450/60x1000=10.63m/s 带速在5-25 m/s 范围内 5.确定中心距a及带长Lp 根据机器结构要求,初定中心距a = 1500mm 0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 基准长度计算:由带传动的几何关系可得带的计算公式: 在这里插入图片描述

带长L0为4026.9mm L0——带的基准长度计算值,查表8.4选定Ld = 4000mm

因为轴间距可调整,则实际中心距a为: a = a0 +(Ld-L0)/2 = 1487mm 中心距a的变动范围: a min = a -0.0015Ld =1427mm a max = a+0.03Ld = 1607mm、 6.校核小带轮包角 a 1 = 180 – (dd2-dd1)/a *57.3 =166.13° 一般要求小带轮的包角不小于:90-120°

7.确定V带的根数z 普通V带,根据带型,dd1及n1由表选取 在这里插入图片描述 单根V带的额定功率P0, 根据dd1 =140mm,n1=1450r/min,查表得: P0 = 2.82 kw i = 3.57,n =1450r/min,查的∆P0=0.46kw 在这里插入图片描述 长度修正系数KL, 包角系数 Ka,均需要查表: 在这里插入图片描述

查得长度修正系数KL=1.13mm ,包角系数 Ka=0.97mm Z = 3.62 取整得z=4根

8.确定初拉力F0及带轮轴上的压力FQ 在这里插入图片描述 q——V带单位长度质量,kg/m,查表 在这里插入图片描述 带的根数应取整数。为使各根带受力均匀,带的根数不能太多,一般2-5根为宜,最多不多于8-10根。否则应加大带轮基准直径或选择较大型号的带,重新设计。

作用在轴上的压力 在这里插入图片描述

9.带轮的结构设计 10.设计结果 选用4根B-4000GB1171-89V带,中心矩a=1487mm,带轮直径dd1=140mm ,dd2=500mm,轴上压力FQ=2.6704N

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V带传动的张紧,安装和维护

** 带传动的张紧 带传动工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛,使初拉力减小,传动能力下降,这时必须重新张紧。常用的张紧方式可分为调整中心距方式和张紧轮方式。 调整中心距的方式 定期张紧 采用定期改变中心距的方法来调节带的张紧力,使带重新张紧。常见的有滑道式和摆架式两种结构。 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

滑道式 自动张紧 将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上,利用电动机的自重,使带轮绕固定轴摆动,以自动保持张紧力 在这里插入图片描述

张紧轮的方式 当中心距不能调节时,可采用张紧轮张紧。张紧轮一般放在松边的内侧,使带只受单向弯曲,同时张紧轮还应尽量靠近大轮,以免过分影响带在小轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同,且直径小于小带轮的直径。 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

带传动的安装和维护:

带传动的安装 安装带轮时,两带轮轴线应相互平行,其V型槽对称平面应重合 V带的安装 通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧。切忌硬将传动带从带轮上拨下或扳上,严禁用撬棍等工具将带强行撬入或撬出,以免对带造成不必要的损坏 同组使用的V带型号应相同,长度相等,以免带受力不均;不同厂家生产的V带、新旧V带不能同时使用。 安装V带时,按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动,可凭经验安装,带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜。新带使用前,应预先拉紧一段时间后再使用。 带传动的维护 带传动装置外面要采用安全防护罩,防止油,酸,碱 禁止给带轮上加润滑剂,应及时清除带轮槽及带上的油污 定期对带检查有无松弛,一根断裂,松弛因全部更换新带 温度不超过60℃ 带传动久置后使用,应将传送带放松

V带的结构和标准 结构:标准V带,横截面 在这里插入图片描述 强力层的结构形式有帘布结构(制造方便,抗拉强度高)和浅绳结构(柔润性好,抗弯强度高,适用带轮直径小,转速较高场合)

带轮的材料 带轮的材料主要是采用铸铁,钢,铝合金或工程塑料等,灰铸铁应用最广.常用的材料牌号为HT150(v



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