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第八章带传动-2
§8－3 V带传动的设计计算 V带传动的设计计算一. 设计准则和单根V带的基本额定功率 设计准则和单根V1.主要失效形式： 1.主要失效形式： 1）打滑； 2）带的疲劳破坏 主要失效形式 打滑； 2.设计准则： 2.设计准则： 设计准则在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。 在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。 1）不打滑准则： Fe = F1 ? F2 & Fec 不打滑准则：Fe = 1000 P Vv ↑→ e ↓ ↑→F? F0 ↑ ? ? ? ? f ↑ ? ? Fec ↑ ?α ↑ ? ? ?v ≥ vmin=5m/s限制F 限制F0min 采用V 采用V带 120° α ≥ 120°e fα ? 1 Fec = 2 F0 fα e +12）疲劳强度准则： σ max = σ 1 + σ b1 + σ c ≤ [σ ] 疲劳强度准则 准则：F + Fe 2 σ1 = 0 A ? F0 ↓ ? ? ? ? ? ? σ1 ↓ ?A ↑ ? ? ? ?d d 1 ↑ ? ? ? ? ? ? σ b1 ↓ ?h ↓ ? ? ? v ↓? σ b 1 ↓限制 F0max 限制 dd1min 25~30m 25~30m/s；普通V带 普通V 35~40m 35~40m/s；窄V带 dd1和a越大越好吗？ 越好吗？σ b1 = E ?h dd 1σ c = q ? v2v ≤ vmax=影响带传动疲劳强度的因素有： 影响带传动疲劳强度的因素有： dd1↓→σb1↑ →疲劳强度↓ ―― dd1 ≥ ddmin 疲劳强度↓ v↑→σc↑ →疲劳强度↓ ―― v ≤ vmax 疲劳强度↓ v↑（P）→Fe ↓ → σ1 ↓ →疲劳强度↑ ――v ≥ vmin 疲劳强度↑ ――v a↓→Ld ↓ → 单位内时间应力循环次数 N↑ →疲劳强度↓ ↓→L 疲劳强度↓V 带轮的最小基准直径及 V 带每米长的质量 V 带型号dmin(mm) q(kg/m)Y20 0.02Z50 0.06A75 0.10B125 0.17C200 0.30D355 0.62E500 0.903）综合设计准则： 综合设计准则 准则：1 ? 1 ? ? ? 不打滑： 不打滑： Fec = F1 ? 1 ? f vα ? = σ 1 A? 1 ? f vα ? e ? e ? ? ?1 ? ? Fec = ([σ ] ? σ b1 ? σ c ) A? 1 ? f vα ? e ? ?带具有一定的疲劳强度 带具有一定的疲劳强度：σ 1 ≤ [σ ] ? σ b1 ? σ c 疲劳强度：∴ 单根带能传递的临界功率为： 单根带能传递的临界功率为：单根带的基本额定功率P 单根带的基本额定功率P0Fec v v ([σ ] ? σ b1 ? σ c )A? 1 ? 1vα ? Pec = = ? ? f
e ? ?([σ ] ? σ b1 ? σ c )(1 ? 1000 1 ef vαP0 =) Av特定条件下，计算求得不同型号单根普通V带传递的基本额定功率 特定条件下，计算求得不同型号单根普通V带传递的基本额定功率P0 P152表 4a） （见P152表8-4a） 特定条件： 载荷平稳； 包角为180 =1； 特定带长。 特定条件：1）载荷平稳；2）包角为1800，即 i=1；3）特定带长。 实际工作条件与特定条件不符时，对表中的P 要进行修正。 实际工作条件与特定条件不符时，对表中的P0要进行修正。 不符时 当传动比 i &1时，由于从动轮直径大于主动轮直径，传动带绕过 &1时 由于从动轮直径大于主动轮直径， 从动轮时所产生的弯曲应力低于绕过主动轮时所产生的弯曲应力。因 从动轮时所产生的弯曲应力低于绕过主动轮时所产生的弯曲应力。 这时单根V 此工作能力有所提高， 单根V带有一功率增量? 此工作能力有所提高，即单根V带有一功率增量?P0。这时单根V带所 能传递的功率即为（ 能传递的功率即为（P0＋ ?P0 ）。 如实际工况下包角不等于180° 引入包角修正系数 修正。 如实际工况下包角不等于180°，引入包角修正系数Kα修正。 包角修正系数K 胶带长度与特定带长不同时，引入长度修正系数 修正。 长度修正系数K 胶带长度与特定带长不同时，引入长度修正系数KL修正。 ∴ 实际工作条件下单根普通V带传递的许用功率[ P0 ] 实际工作条件下单根普通 带传递的许用功率[ 单根普通V[P0 ] = (P0 + ?P0 )Kα K L结论： 结论： 1. 带型↑→ P0 ↑ 带型↑ 2. dd1↑→ P0 ↑ 3. n1↑→ P0 ↑ 4. i↑→? P0 ↑包角修正系数K 包角修正系数Kα结论： α↑→ Kα ↑ → [P0 ]↑ 结论：普通V带长度修正系数K 普通V带长度修正系数KL结论： Ld↑→ KL ↑ →[P0 ]↑ 结论：实际工作条件下所需普通 实际工作条件下所需普通V带的根数 ： 普通VPca K AP z= = [ P0 ] ( P0 + ? P0 ) K α K L减少带的根数的措施: 减少带的根数的措施:1）适当地增大带轮直径dd1 → P0 ↑ → z ↓ ； 适当地增大带轮直径d 2）适当地增加中心距a →带长↑ → KL ↑ → z ↓ ； 适当地增加中心距a 带长↑ →包角↑ → Kα ↑ → z ↓ 。 包角↑二. V带传动的设计步骤和方法 V带传动的设计步骤和方法已知的原始数据： 已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工作条件 设计的内容： 设计的内容： 1）带：型号、长度L、根数z； 型号、长度L 根数z 2）传动中心距a； 传动中心距a 3）带轮：直径dd1、dd2 ，带轮结构设计； 带轮结构设计； 带轮：直径d 4）张紧装置设计。 张紧装置设计。 设计步骤： 设计步骤： 1.确定计算功率： 1.确定计算功率： 确定计算功率 Pca= KAP工况 工况系数 KA KA空、轻载启动 ＜10 液体搅拌机、 液体搅拌机、 通风机和鼓风机 ≤ （ ）、离心式水泵和压缩机 载荷变动最小 7.5kW）、离心式水泵和压缩机、 1.0 ）、离心式水泵和压缩机、 轻负荷输送机 带式输送机（不均匀负荷）、 ）、通 带式输送机（ 不均匀负荷）、通 风机（＞ （＞7.5kW）、旋转式水泵 ）、旋转式水泵 风机 （＞ ）、 和压缩机（非离心式）、发电机、 ）、发电机 和压缩机（非离心式）、发电机、 1.1 金属切削机床、印刷机、旋转筛、 金属切削机床、印刷机、旋转筛、 锯木机和木工机械 10~16 1.1 ＞16 1.2 ＜10 1.1 重载启动 10~16 1.2 ＞16 1.3 每天工作小时数（ ） 每天工作小时数（ h）载荷变动小1.21.31.21.31.4制砖机、斗式提升机、 制砖机 、斗式提升机、 往复式水 泵和压缩机、起重机、 磨粉机、 泵和压缩机、 起重机、磨粉机、 载荷变动较大 冲剪机床、橡胶机械、振动筛、 冲剪机床、橡胶机械、 振动筛、 纺织机械、 纺织机械、重载输送机 载荷变动很大 破碎机（旋转式、 颚式等）、 ）、磨 破碎机 （旋转式、颚式等）、磨 碎机（球磨、棒磨、管磨） 碎机（ 球磨、 棒磨、 管磨）1.21.31.41.41.51.61.31.41.51.51.61.8轻载启动―电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上的内燃机、 ）、四缸以上的内燃机 注： 1．空、轻载启动―电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上的内燃机、装有离 心式离合器、液力联轴器的动力机； 心式离合器、液力联轴器的动力机；2．重载启动―电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四 重载启动―电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四 ）、 缸以下的内燃机。 缸以下的内燃机。2.选择带的型号： 2.选择带的型号： 选择带的型号 根 据 计 算 功 率 Pca 和 小 带轮转速n 带轮转速 n1 由 P157 图 8157图 11选取 11选取。 选取。3.确定带轮的基准直径： 3.确定带轮的基准直径： 确定带轮的基准直径 1）小带轮直径db1： 小带轮直径db1： 按V带的型号查p155表8-6得dbmin → db1& dbmin → 取标准系列值 带的型号查p155 p155表 p157表 p157表8-8V 带轮的最小基准直径及 V 带每米长的质量 V 带型号dmin(mm) q(kg/m)Y20 0.02Z50 0.06A75 0.10B125 0.17C200 0.30D355 0.62E500 0.902）验算带速： 验算带速：v=π d d 1n160 × 1000m/s普通V 普通V带：v =5~25m/s 窄V带： v =5~35m/s如果：1）v& vmax，则：σc↑――应使dd1↓ ――应使 应使d 如果： 2）v & vmin，则：Fe↑（P一定）――应使dd1 ↑ 一定）――应使 应使d3）大带轮直径dd2 ： d d 2 = id d 1 大带轮直径d 4.确定中心距 和带的基准长度L 4.确定中心距a和带的基准长度Ld： 确定中心距a取标准系列值1）初定a0 ： 0.7(d d 1 + d d 2 ) & a0 & 2(d d 1 + d d 2 ) 初定a(d d 2 ? d d 1 )2 2）确定 Ld ： Ld ≈ 2a0 + (d d 2 + d d 1 ) + ′ 2 4a0标准化 P146表 P146表8-2得：Ldπ′ Ld ? Ld 3）确定实际中心距a ： a ≈ a0 + 确定实际中心距a 2mm考虑到安装调整及补偿F 的需要，应使： 考虑到安装调整及补偿F0的需要，应使： ?amin = a ? 0.015 Ld? ?amax = a + 0.030 Ld5.验算包角 5.验算包角α1： α = 180 0 ? 2θ ≈ 1800 ? d d 2 ? d d 1 × 57.30 ≥ 120o 1a6.带的根数： 6.带的根数： 带的根数K AP z= ≤ 10 ( P0 + ?P0 ) K α K Lz ≤ 10 主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。 主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。7.预紧力 7.预紧力F0： 预紧力F F0太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴的压力 太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短， 也大。合适的张紧力由下式确定： 也大。合适的张紧力由下式确定：Pc 2.5 F 0= 500 （ ? 1） qv 2 + zv K α8.对轴的压力 8.对轴的压力Fp: 对轴的压力F为后面轴、轴承的计算打基础 为后面轴、F p ≈ 2 F0 sinα12Fp Fp精确： 精确：F p = F1 + F29.带轮的结构设计： 9.带轮的结构设计： 带轮的结构设计 10.合理的张紧： 10.合理的张紧： 合理的张紧§8-4 带轮的结构设计及带传动的张紧一.带轮的结构设计1.设计要求： 1.设计要求： 设计要求1）质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验； 质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验； 2）工艺性好； 工艺性好； 3）无大的铸造应力； 无大的铸造应力； 4）轮槽的粗糙度不高于3.2，以减少磨损； 轮槽的粗糙度不高于3.2，以减少磨损； 5）多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。 多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。2.带轮的材料 2.带轮的材料一般：HT200、HT250；高速：铸钢；小功率：非金属、铸铝 一般：HT200、HT250；高速：铸钢；小功率：非金属、3.带轮的结构 3.带轮的结构实心、腹板、孔板和轮辐式的 各部分的结构和尺寸见教材或手册。 实心、腹板、孔板和轮辐式的，各部分的结构和尺寸见教材或手册。带轮的结构实心式 带轮轮槽尺寸腹板式孔板式轮辐式二.带传动的张紧装置由于传动带不是完全的弹性体，带工作一段时间后会因伸长变形而产生 由于传动带不是完全的弹性体， 松驰现象，使初拉力降低，带的工作能力也随之下降。因此，为保证必需的 松驰现象，使初拉力降低，带的工作能力也随之下降。因此， 初拉力，应经常检查并及时重新张紧。 初拉力，应经常检查并及时重新张紧。定 期 张 紧自 动 张 紧加 张 紧 轮机械设计作业集（2）：P12 8-21、22、23
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一些机械设计问题求高手回答2 简述带传动的弹性滑动与打滑的原因,并说明打滑与弹性滑动能否避免3影响轴的疲劳强度的主要因素有哪些?欲提高轴的疲劳强度可采取那些措施?4简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象?5机械零件长剑的失效形式有哪些?各举一例.6简述非液体摩擦滑动轴承验算P,Pv值的意义.7齿轮传动的设计准则有哪些?通常是按那些失效形式决定的?8简述如何选择普通平键的截面尺寸?为什么采用两个平键时,一般布置在沿周向相隔180的位置10 简述非液体摩擦润滑滑动轴承的摩擦状态及主要失效形式?并说明其设计准则.11简述齿轮的失效形式及设计准则.12根据轴所承受的载荷不同,可分为哪三类?并说明自行车前轮轴的类型.13 试分析说明液体动压油膜形成的必要条件.14试指出普通螺栓连接,双头螺柱连接和螺钉连接的结构特点,各用在什么场合?15对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”16在链传动中,节距p,小齿轮齿数z1和链速对传动有何影响?
平泽忧丶234
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2,改成同步带不会打滑,打滑原因：过载3,接触应力大小,循环次数,措施：表面淬火,渗碳,渗氮4,在开式齿轮传动中,磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快,在点蚀形成之前,齿面的材料已经被磨掉,故而一般不会出现点蚀现象5,长剑?6,轴承的平均压力p是为了保证润滑油不被过大得压力挤出.因为对于非液体摩擦滑动轴承,为了使承载区得到充分润滑,有时宁可牺牲一部分承载面积,将油槽延伸到或直接开在承载区内.轴承的pv是为了控制接触面不至于过热而导致胶合.7,齿轮设计在载荷小时候根据结构齿轮确定模数,齿数,载荷大时根据抗弯强度和抗疲劳强度决定,抗弯强度由模数和齿宽决定,疲劳强度由齿数,齿宽和表面处理决定.齿轮传动失效形式：点蚀,疲劳强度不够；齿根折断,抗弯强度不够8,根据抗剪切强度决定平键截面尺寸,180度布置是为了对称,热处理变形小10,无油润滑轴承,轴承材料表面耐磨强度不够,或是不清洁有异物,造成摩擦表边破坏,有磨损出现磨斑,造成旋转工件在旋转中有跳动现象11,同712,轴的载荷：扭矩,弯矩,剪切13,油膜侧边空气压力一定,油膜压力超出时候因为压力差会飞溅出去,压力低时候会有油补充进来,所以会形成动压油膜,汽车里面高速润滑是这样子的14,大的叫螺栓,小的叫螺钉,法兰连接之类的便于双侧拆卸的一般用双头螺柱,单侧装拆用螺栓,螺钉15,轴承固定：一端固定,一端铰支最多,两端固定也有,很少两端铰支,两端固定就是指的两个轴承在轴向都不移动；一端固定一端铰支就是一个轴承轴向没法移动,另一个轴承在轴向可以移动,为了防止热膨胀变形16,节距跟齿轮的模数类似,小齿轮齿数越多减速比越小,链速高对链轮,链条强度要求高
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V带传动中带是刚度很小的挠性件，弹性大，当受拉力作用时产生弹性变形。带在工作时，由于带的紧边和松边所受的力不同导致带在紧边和松边的弹性伸长量不一样，这样就出现带沿主动带轮的运动是一面绕进、一面向后收缩，沿从动带轮的运动是一面绕进、一面向前伸长，这种因弹性变形而导致的带在带轮上沿圆周方向上的滑动称为带的周向弹性滑动川。其实带在工作时，沿带轮的径向方向上也有弹性滑动，称为径向弹性滑动。远离轮心滑移到图ZC的位置也是可以肯定的。1径向弹性滑动现象由弹性力学可知，弹性体轴向方向受拉力后轴向尺寸伸长而横向尺寸收缩，所以，当V带被拉长后，其截面会缩小。如图1所示，带在工作之前，紧、松边均受预紧拉力F。的作用，人为带的伸长量，人，=人:，即紧边和松边的弹性伸长量相等，设此时V带的截面面积为S。，带与带轮槽的位置如图2a所示。V带传动工作时，对于紧边，AIB，拉力从F0变为F;，伸长量为(Al+△入)，此时V带的截面面积增加到52，52S。，同...&
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1.概述 V带传动是一种常见的机械传动形式,它由主动轮、从动轮和传动带组成,靠传动带与带轮之间产生的摩擦力工作。V带传动的优点是,缓冲、吸振、工作平稳、噪声小;能适用于两轴中心距较大的场合;能通过带的过载打滑实现对其他零件的安全保护。在不要求准确传动比的情况下,v带传动的应用非常广。 V带传动的主要失效形式是传动的打滑和带的疲劳破坏。其设计准则是,在保证带传动不打滑的条件下,带具有足够高的疲劳强度和寿命。通常对V带传动进行设计计算的一般过程如下。 (1)根据原动机的种类和功率及工作情况确定计算功率。 (2)根据计算功率及小带轮转速确定带的型号。 (3)查表选取小带轮基准直径d,,根据传动比要求计算并查表选取大带轮基准直径dZ。 (4)计算带速并按传动带工作速度(一般为5一25毗)验算带速。 (5)确定两带轮中心距a和带长Ld。 (6)验算包角a,使a1200。 (7)计算带的根数。 (8)计算施加在轴上的作用力凡。 V带传动中客...&
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