第二节带传动的工作情况分析.

第二节带传动的工作情况分析1、有效拉力带传动是靠摩擦力来工作的。带张紧在带轮上，带轮未传动时，带轮两边的带上有相同的初拉力F0。一、带传动的受力分析F0F0F0F0工作时，主动轮１转动，接触面间产生摩擦力Fi,ΣFi为带轮轮缘作用在带上的总摩擦力。ΣFiΣFi带轮作用在带上摩擦力带轮作用在带上摩擦力带作用在从动轮上摩擦力带作用在主动轮上摩擦力受力分析n1n2由于摩擦力的作用，带绕入主动轮的一边被拉的更紧，拉力由F0增加到F1。另一边被放松，拉力由F0降到F2。F0F0F0F0n1n2松边紧边F2F2F1F1受力分析两边的拉力差称为有效拉力F，也就是带所传递的圆周力。（有效拉力等于各点摩擦力的总和）由于工作前和工作时带长相等，所以紧边拉力增量F1－F0等于松边拉力减量F0－F2：2102FFF21FFFFi2001FFFF(1)(2)受力分析2、圆周力、速度、功率之间的关系1000FvPdTvPFFF2000100021dTF2(3)带速m/s小带轮直径mm扭矩N·m主动轮传递功率kW分析：在功率一定的情况下，v减少，圆周力F增大。所以，带传动一般放在高速级，以减少圆周力，从而减少结构尺寸。放在高速级还起到吸震，过载保护的作用。当传递的圆周力大于带轮的极限摩擦力，带与带轮就会打滑。(4)3、欧拉公式：e:自然对数的底fˊ:当量摩擦系数α：包角，rad联立式（1）、（2）、（3)、(4)，解得F1、F2与包角α之间的关系:'12fFFe当传动带和带轮间有全面滑动趋势时，摩擦力达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，忽略离心力的影响，紧边拉力和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示，即'12fFFe0'22(1)1fFFe121000PFFFv2102FFF12FFF带传动最大有效拉力F：初拉力F0增加，可提高承载能力。但F0过大,则带的张紧应力过大，使带寿命降低，并使轴和轴承受力大;但F0过小,摩擦力小,易发生打滑。202.5500caaPKFmvvzKN4、影响带传动承载能力的主要因素单根带最适宜的初拉力:1)初拉力F0202.5500caaPKFmvvzKN初拉力F0计算功率,kWPc=KAPKA:工作情况系数带根数带单位长度的质量kg/m带速，m/s计算功率Pc是根据额定功率P并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。工作情况系数KA工作情况系数KA一班制两班制三班制2)包角α0'22(1)1fFFe包角α愈大，传递的有效拉力F愈大。带轮摩擦力的最大值ΣFmax取决于小带轮包角α1,要求α1≥120°。一般应使松边在上,加大中心距,以增大包角。包角系数Kα包角系数Kα当量摩擦系数f´愈大，传递的有效拉力F愈大；f´与带轮、带的材料、表面粗糙度及带轮的楔角有关。平型带FFnV带Fn/2Fn/2F3)当量摩擦系数f´带传动的功率:传递功率随带速增大;当带速v过大，带与带轮间正压力减小，摩擦力减小，传递功率P也减小。当带速v过小时，传递功率P也减小，则不能充分发挥的工作能力，带速v＝5-25m/s。0'2(1)5001fFvPekW4)带速v二、带的应力分析紧边拉力F1紧边拉应力σ1=F1/A松边拉力F2紧边拉应力σ2=F2/A∵F1F2∴σ1σ2σ1σ2１、拉力产生的拉应力σ1、σ22、离心力产生的拉应力σc22vAmvcσc离心力产生的拉应力作用于全长，是定值。每米带长的质量m或密度ρ带速3、弯曲应力σbdyEb2∵d1d2∴σb1σb2σb1σb2只在包角所对圆弧部分产生。y带的弹性模量带轮的直径带的中性层到最外层的距离σb1σb2σ1σ2σcσmax紧边进入小带轮A处的应力最大11maxbc带的应力分析经过疲劳试验带的许用应力MPa思考题左图为减速带传动，右图为增速带传动，其中大小轮的直径、中心距分别相同，带轮1和3是主动轮，转速都是n，其他条件都相同。分析：哪个带传动传递的圆周力大？哪个带传动传递的功率大？哪个带传动中带的寿命长？1234思考题哪个带传动传递的圆周力大？12340'22(1)1fFFe•一样大思考题哪个带传动传递的功率大？1234•增速带传动的功率大1000FvPd3d1v3v1思考题哪个带传动中带的寿命长？v3v1，带的应力循环次数多，易疲劳破坏减速带传动中带的寿命长1234三、带传动的弹性滑动与过载打滑１、弹性滑动弹性滑动是由于带有弹性，且松边和紧边存在拉力差所产生的，使v１v２，它是不可避免的。2、过载打滑由于载荷过大，需要传递的圆周力超过最大摩擦力而引起。1.弹性滑动带在拉力作用下弹性伸长，拉力大，伸长量大。带绕过主动轮时，拉力由F1逐渐减少到F2，带的伸长量也相应减少。但是，主动轮的转动是等速的，这就使带与轮之间出现微量的滑动：弹性滑动，使带速vv1。带绕过从动轮时，拉力由F2逐渐增加到F1，带的伸长量也相应增加。带沿从动轮的运动是一面随轮前进，一面向前伸长，于是V带速vv２,带与带轮之间发生了相对滑动。弹性滑动由于弹性滑动的影响，使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，其相对降低程度称为滑动率121vvv111601000dnv222601000dnv)1(1221ddnni滑动率与弹性滑动的大小有关，也与带的材料和受力大小有关，不能得到准确的数值，一般为1%－2%，所以带传动不能获得准确的传动比。弹性滑动111601000dnv222601000dnv若不计弹性滑动的影响传动比:带速:1221ddnni弹性滑动2.过载打滑在一定的Ｆ0、α1、f´下，ΣFi有一极限值，如果克服外载荷所需圆周力Ｆ大于带轮接触弧AB上的极限摩擦力ΣFi，带将沿轮面发生全面滑动，叫过载打滑。0'22(1)1fFFe过载打滑使传动失效，使带严重发热和磨损。过载打滑是能够避免的，一般通过更换V带，增大小带轮的包角α1，从而增大带传递圆周力的能力来提高。过载打滑带的弹性滑动与打滑比较弹性滑动打滑发生的原因现象后果防止措施由于带具有弹性，在传动中又有拉力差，摩擦力使带在松紧两边发生不同性质的拉伸变形，引起与轮面的相对滑动局部带在局部轮面上（所谓动弧区）发生弹性滑动使从动轮圆周速度低于主动轮，效率下降，引起带磨损；温度上升带靠摩擦传动，弹性滑动是不可避免的。但可选用大弹性模量的材料，降低这种滑动由于过载，需要传递的圆周力超过最大摩擦力所引起整个带在整个轮面上发生弹性滑动使传动失去稳定性，严重时无法继续工作，引起严重磨损为保证传动正常，应避免也可以避免打滑，只要保证F1/F2ef即可计算题有一V带传动，测量主动轮直径d1＝180mm，从动轮直径d2＝710mm，主动轮转速n1＝940rpm，从动轮转速n2＝233rpm，V带型号为B型。求：该带传动的实际传动比；滑动率。129404.03233nin实际传动比：滑动率：%202.0940180233710111122ndndn2的理论值：11122710940238.3(rpm)180nndnid思考题一平带传动，小带轮直径d1＝150mm，大带轮直径d2＝225mm，在一定功率下打滑，后来改用d1＝100mm，d2＝150mm，其他条件不变，传动便可正常工作，为什么？5.11001501221ddnni5.11502251221'ddnni1.先看看传动比：传动比不变思考题2.再看看小带轮的包角1：211225150'18057.318057.3ddaa＝21115010018057.318057.3ddaa＝1’1增加1，就增大带传递的圆周力，提高了带的传递能力。例题单根A型V带，能传递的最大功率P＝4.7kW，主动轮的基准直径d1＝200mm，主动轮的转速n1＝1800rpm，小带轮包角α1＝135°，胶带与带轮间的当量摩擦系数f’＝0.25。求：1.有效拉力F；2.离心拉力mv23.紧边拉力F14.松边拉力F25.最合适的初拉力F0（设KA＝1.2)。6.带中最大应力中各应力所占的百分比。1.有效拉力F100010004.7249.5(N)18.84PFv＝1113.14200180018.84(m/s)601000601000dnv＝＝vPF10002.离心拉力mv220.1018.8418.8435.5(N)mv'12fFFe21FFF'1'1ffeFFe2'11fFFe紧边拉力F1'0.25341'0.2534249.5560.6(N)11ffeeFFee＝3.紧边拉力F14.松边拉力F22'0.253411249.5311.1(N)11fFFee＝5.最合适的初拉力F0（设KA＝1.2)；其中计算功率PC＝KAP＝1.2×4.7＝5.64（kW）包角系数：由表11-3Ka＝0.875A型V带单位长度质量：由表11-1，得0.10kg/m，其截面积是80.71mm2202.5500caaPKFmvvzK初拉力F02022.5F500()5.642.50.875500()0.1018.8418.8410.875313.5(N)CPKmvvzK＝＝6.带中各应力所占的百分比11560.66.96(MPa)80.51FA2c35.50.44(MPa)80.51mvA紧边拉应力：离心拉应力：带中各应力所占的百分比1b12ydE弯曲应力：最大应力：max1b16.960.444.6712.07(MPa)c131140°(13-112.752tan20yb112y22.751704.67(MPa)200Ed带中各应力在一般带传动中，影响带寿命的主要因素是弯曲应力，而离心应力的影响很小。但在高速时离心应力的影响迅速上升，例如当带速为60m/s时，c＝4.69MPa，而当带速为100m/s时，c＝13.04MPa。%5807.126.96max1%407.120.44maxc%3807.124.67maxb1紧边拉应力：离心拉应力：弯曲应力：作业一、填空题11－1～11－6二、选择题11-14～11-15三、问答题与综合题11－22～11－23