带传动教学设计

平罗职教中心教学设计课程：机械基础主讲教师：任学兵教学课题带传动的组成、类型、特点及应用带传动的受力分析带传动的弹性滑动及传动比教学目的与要求对带传动的类型、特点及应用作一般了解通过对带传动的受力与应力分析，理解带传动的失效形式，明确弹性滑动与打滑的概念教学重点带传动的受力分析带传动的弹性滑动及传动比难点受力分析、弹性滑动机理分析教具挂图讲稿（教学要点与板书）教学法带传动的组成、类型、特点及应用一、带传动的组成及其工作原理组成：主动带轮、从动带轮、挠性带和机架组成带传动工作原理：带传动工作时依靠张紧在带轮上的传动带与带轮间的摩擦力来传递运动与动力二、带传动的主要类型1．摩擦带传动平带传动：带为卷带，可任意截取，带内表面为工作面，承载能力不够高V带传动：带为圈带无接头，带两侧面为工作面，承载能力强，一般为平带的3倍多楔带传动：多根平带与V带的组合，具有V带的特点圆带传动：承载能力低，常用于小功率的运动传递2．啮合带传动简介：同步带传动→齿孔带传动三、带传动的特点及应用（P171）带传动的受力分析与应力分析一、带传动的受力分析初拉力F0：带静止时带轮两边带中承受的拉力紧边拉力F1：带传动工作时在摩擦力的作用下绕入主动轮一边的带被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边拉力松边拉力F2：绕出主动轮一端的带被放松，拉力有F0减至为F2，称为松边拉力有效圆周力：Fe=F1-F2（注意：带传动摩擦力的总和与有效圆周力永远保持相等。其有效拉力由工作机的阻力所确定，而摩擦力由带传动本身的因素决定，与带传动的弹性滑动有关）有效圆周力的欧拉公式：feFF21由上式可知，带所传递的圆周力F与下列因素有关：1）初拉力F0（初拉力F0愈大，有效拉力F就愈大，所以安装带时，要保持一定的初拉力。但F0过大，会加大带的磨损，致使带过快的松弛，缩短其工作寿命）2）摩擦因数f（摩擦因数f愈大，摩擦力也愈大，所能传递的圆周力F就愈大。V带的fv=f/sin20°≈3f，所以传递能力高于平带）3）包角（F随包角α的增大而增大。增大包角会使整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。水平装置的带传动通常将松边放置在上边以增大包角。由于大带轮的包角大于小带轮的包角打滑会首先在小带轮上发生，所以只需考虑小带轮的包角*由设计课题引出带传动，并说明带传动一般置于高速级*简单分析带传动的类型，重点讲解V带传动*带传动的特点以讲解为主，不写板书*带传动的受力分析部分，注意讲明初拉力、紧边、松边拉力的概念与判断，对各类力的定量分析只做简单介绍*由欧拉公式认真分析有效圆周力与哪些因素有关1。一般要求≥120°）二、带传动的应力分析1．拉应力F1产生的应力AF11F2产生的应力AF222．离心拉应力Aqvc2q为单位长度的质量（kg/m）。注意高速传动时宜采用轻质带，以利于减小离心拉应力。3．弯曲应力dbdEh4．最大的拉应力σmax=σ1+σc+σb1（最大拉应力发生在紧边入主动轮处）三、带传动的弹性滑动：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传动带是弹性体→带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力逐渐降低，其弹性变形量也逐渐缩短→带运动滞后于轮使v带v轮1→带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长→带运动超前于轮使v带v轮2注意：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，是可以避免的。而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的，是不可避免的。带传动弹性滑动程度用滑动率ε表示即22111211dddndnvvv带传动的实际传动比为)1(1221ddddnni注意：由于ε很小，在一般计算中，可忽略ε的影响*边讲各类应力边画应力分布图，引导学生找出最大应力点*提问：传动带所受的应力是静应力还是交变应力？在此应力作用下，带产生什么样的破坏形式？平罗职教中心教案与讲稿课程：机械基础主讲教师：任学兵教学课题V带的结构和标准V带轮的常用材料与结构普通V带传动的失效形式与设计准则教学目的与要求了解V带的结构和标准和普通V带轮的常用材料与结构明确普通V带传动的失效形式与设计准则教学重点V带与V带轮的结构和尺寸，普通V带传动的失效形式与设计准则难点单根V带额定功率的确定的方法教具讲稿（教学要点与板书）教学法V带的结构和标准V带的构造：抗拉体1（承受载荷的主体，帘布：抗拉强度高；线绳：抗弯强度高）、顶胶2（弹性材料）、底胶3及包布层4（耐磨）节线与节面：V带运行时不伸长、不缩短的圆周，称为节线，全部节线组成带的节面，带的节面宽度称为节宽，用bp表示带轮基准直径dd：和节宽相对应的带轮直径称为基准直径表（9-2）基准长度Ld：V带在规定的张紧力下，带与带轮基准直径上的周线长度。V带的基准长度已标准化（表9-3）截面尺寸：V带截面尺寸已标准化，按截面大小分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号（表9-1），截面尺寸大的传递的功率也愈大。普通V带轮的常用材料与结构一、V带轮的材料当v≤25m/s时：HT150、HT200当v25m/s时：铸钢或钢板焊接的带轮小功率带轮：铸铝或塑料二、V带轮的结构和尺寸1．带轮的结构带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成轮缘：带轮的外缘部分轮毂：带轮与轴相配合的部分。通常带轮与轴用键连接，轮毂上开有键槽，孔的尺寸ds按轴的强度和刚度要求确定。轮辐：轮缘与轮毂相连的部分。轮辐的结构形式随带轮的基准直径而异，直径小的做成实心式，中等的做成腹板式，大的做成辐条式2．带轮的尺寸（表9-4）§10-4普通V带传动的失效形式与设计准则一、带传动的失效形式1．打滑：过载（有效拉力超过极限摩擦力）引起带在带轮上打滑不能正常工作2．带的疲劳破坏：带上的交变应力→带脱层、撕裂、拉断*课前提问：1）带传动有哪些特点？与平带比较，V带传动有哪些特点？2）普通V带有几种型号？哪个型号的截面尺寸最大？3）何谓带传动的弹性滑动与打滑，两者各由什么原因引起？它们的性质有何根本区别？*结合表图讲解V带与V带轮的结构及几何尺*由上讲的受力分析与应力分析讲述带传动的失效形式与设计准则寸二、带传动的计算准则1．保证带传动不打滑2．保证带具有足够的疲劳强度和使用寿命疲劳强度条件：σmax=σ1+σc+σb1≤[σ]3．单根V带额定功率的确定带传动所能传递的功率：1000FvP单根V带额定功率的确定：[P1]=（P1+ΔP1）KKL注意：P1为额定功率（kW），按带的型号、小轮的转速n1和基准直径dd1查表9-5；ΔP1为单根V带当i＞1时所能传递功率的增量（kW）。当实际传动比i＞1时，由于带绕经大轮时的弯曲应力小于带绕经小轮时的弯曲应力，可使带轮的疲劳强度有所提高，即传递的功率将增大。ΔP1按带的型号，小轮的转速n1与传动比i，查表9-6确定。K为包角系数。按实际包角查表9-7。KL为带的长度系数。按实际基准长度查表9-3。*引导与启发学生完成单根V带额定功率的确定（注重讲解查图查表方法）课后作业9-2—9-6平罗职教中心教案与讲稿课程：机械基础主讲教师：任学兵教学课题普通V带传动的参数选择和设计计算方法带传动的张紧、安装与维护教学目的与要求掌握普通V带传动的参数选择和设计计算方法了解带传动的张紧、安装与维护教学重点普通V带传动的参数选择和设计计算方法难点设计中图、表的正确运用教具挂图讲稿（教学要点与板书）教学法普通V带传动的参数选择和设计计算方法一、V带传动的参数选择1．设计的已知条件：传动用途、载荷性质、需传递的功率、小带轮的转速、传动比以及对外廓尺寸的要求等。2．参数选择：V带的型号、长度和根数，以及V带轮的基准直径、V带传动的中心距；计算V带的初拉力和作用在轴上的压力二、V带传动设计的计算方法及步骤1．确定计算功率Pc：Pc=KAP（kW）式中KA——工作情况因数，查表102．确定带的型号：按计算功率Pc和小轮转速n1由图10-12选带的型号3．确定两轮的基准直径dd1、dd21）确定小轮的基准直径dd1：带轮的直径小可使传动的结构紧凑，但另一方面又使带中的弯曲应力增大，而使带的寿命降低。设计时应使基准直径大于表9-2规定的最小值2）计算大轮的基准直径dd2：dd2=idd1，大带轮的直径应圆整成相近的带轮基准直径的标准值4．验算带速：100060ndvd注意：当传递的功率一定时，提高带速，有效拉力将减小，可减少带的根数。但带速过高，离心应力过大，使摩擦力减小，传动能力反而降低。因此，带的速度一般应在5～25m/s。5．确定中心距a和带的基准长度Ld1）初定中心距a0：0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）2）确定基准长度Ld：22102100)(41)(22dddddddaddaLLd0为带的基准长度的计算值，查表10-6选定带的基准长度的Ld标准值3）确定实际中心距a：)(2100ddLLaa为了张紧和调整需给中心距一定的调整公差，一般取-0.015Ld～+0.03Ld6．验算小轮包角：)(3.57180211dddda≥120°若不满足此条件，可适当增大中心距或减小两轮的直径差，也可以加张紧轮*课前提问：1）带传动的失效形式有哪些？右提问引出带传动的设计*结合例题完成V带传动设计的计算方法及步骤的讲解7．计算带的根数z：LCCKKPPPPPz)(][111带的根数应取整数，为使各带的受力均匀，根数不能太多，一般z＜10。8．计算带的初拉力F0：20)5.2(500qvzvKPKFC安装带时，必须予以保证9．计算带对轴的压力：2sin210zFFQFQ是设计轴和选择轴承的依据。带传动的张紧、安装与维护一、带传动的张紧带安装时应张紧以保证一定的初拉力。另外，带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，这时又需要重新张紧1．调整中心距方式：定期张紧（定期调整中心距以恢复张紧力。滑道式→摆架式→自动张紧）2．紧轮方式：若带传动的轴间距不可调整时，可采用张紧轮装置（调位式内张紧轮装置→摆锤式张紧轮装置）注意：张紧轮一般设置在松边的内侧靠近大轮处。若设置在外侧时，则应使其靠近小轮，这样可以增加小带轮的包角，提高带的疲劳强度。二、带传动的安装和维护（P181）1．平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度。各轮宽的中心线，V带轮、多楔带轮对应轮槽的中心线否则会加速带的磨损，降低带的寿命2．同组使用的V带应型号相同、长度相等，不同厂家生产的V带、新旧V带不能同时使用，应定期检查胶带，如有一根松弛或损坏则应全部更换新带3．安装时，应按规定的初拉力张紧，也可凭经验张紧，带的张紧程度以100m带长大拇指能将带按下15mm为宜。4．带传动装置外面应加以保护罩，以保护安全，防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带，带传动不需润滑，应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。结合教科书的图例和挂图讲解带传动的张紧、安装与维护和注意的问题