挠性传动.ppt

挠性传动.ppt第五章挠性传动
§5-1 概述
带有中间挠性件的传动方式。包括:带传动、链传动和绳传动
挠性传动—
工作原理—
摩擦传动:
平带、V带、多楔带、圆带等
啮合传动:
同步带、链传动等
本章主要讨论普通V带传动的设计,简单介绍链传动
一、挠性传动的类型
二、普通V带与平带摩擦力之比较
平带的摩擦力为:
V带的摩擦力为:
f v —当量摩擦系数,显然 f v > f
相同条件下,V带的摩擦力大于平带,传动能力更大
三、带传动的几何尺寸
V带的基准长度 Ld :
在节线上量得的带周长
V带轮的基准直径 dd :
与节线相对应的带轮直径
带传动几何尺寸:
α1- 小带轮包角
α2- 大带轮包角
α1< α2
a - 带传动中心距
§5-2 带传动的受力分析及运动分析
一、受力分析
安装时,带必须以一定的初拉力张紧在带轮上
Ff
n2
Ff
F1
带工作前:
带工作时:
F0
F0
此时,带只受初拉力F0作用
n1
F2
F2
松边-退出主动轮的一边
紧边- 进入主动轮的一边
由于摩擦力的作用:
紧边拉力-- 由 F0 增加到 F1;
松边拉力-- 由 F0 减小到 F2 。
Ff -带轮作用于带的摩擦力
F = Ff = F1 – F2
F - 有效拉力,即圆周力
带是弹性体,工作后可认为其总长度不变,则:
紧边拉伸增量= 松边拉伸减量
紧边拉力增量= 松边拉力减量= △F
因此:
F1 = F0 +△F
F2 = F0 -△F
F0 =(F1 +F 2) / 2
F1 = F0 +F/2
F2 = F0 -F/2
由F = F1 – F2,得:
带所传递的功率为:
P = F v /1000 kW
v 为带速
P 增大时, 所需的F (即Ff )加大。但Ff 不可能无限增大。
f 为摩擦系数;α为带轮包角
当Ff 达到极限值Fflim 时,带传动处于即将打滑的临界状态。此时, F1 达到最大,而F2 达到最小。
带传动即将打滑时,可推出古典的柔韧体摩擦欧拉公式:
二、欧拉公式
欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之前,紧、松边拉力的最大比值
那么:
F = F1 – F2 = F1(1-1/e fα)
F - 此时为不打滑时的最大有效拉力,
将F1 = F0 +F/2代入上式:
正常工作时,有效拉力不能超过此值
整理后得:
影响最大有效拉力的几个因素:
初拉力F0 :
F 与F0 成正比,增大F0有利于提高带的传动能力,避免打滑。
但F0 过大,将使带发热和磨损加剧,从而缩短带的寿命。
包角α:
带所能传递的圆周力增加,传动
α↑
↑,
→F
能力增强,故应保证小带轮的包角α1。
这一要求限制了最大传动比 i 和最小中心距 a 。
i↑
→α1
↓;
a↓
→α1
↓
因为:
摩擦系数 f :
f↑
↑,
→F
传动能力增加
对于V带,应采用当量摩擦系数 fv
当包角α=180°时:
V 带- F1 /F2=e fvπ≈5
平带- F1 /F2=e fπ≈3
由此可见:相同条件下, V 带的传动能力强于平带
三、带传动的应力分析
工作时,带横截面上的应力由三部分组成:
由紧边和松边拉力产生的拉应力;
由离心力产生的拉应力;
由弯曲产生的弯曲应力。
1、拉力F1、F2 产生的拉应力σ1 、σ2
紧边拉应力:
σ1 = F 1/A MPa
松边拉应力:
σ2 = F2 /A MPa
A - 带的横截面积
2、离心力产生的拉应力σc
设:
带绕过带轮作圆周运动时会产生离心力。
作用在微单元弧段dl 的离
心力为dC,则
截取微单元弧段dl 研究,其两端拉力Fc 为离心力引起的拉力。
由水平方向力的平衡条件可知:
微单元弧的质量
带速(m/s)
带单位长度质量(kg/m)
带轮半径
微单元弧对应的圆心角
虽然离心力只作用在做圆周运动的部分弧段,
∴
即:
则离心拉力 Fc 产生的拉应力为:
注意:
但其产生的离心拉力(或拉应力)却作用于带的全部,且各剖面处处相等。
3、带弯曲而产生的弯曲应力σb
带绕过带轮时发生弯曲,由材力公式:
节线至带最外层的距离
带的弹性模量
显然:
dd↓
→σb ↑
故:
σb 1 > σb 2
带绕过小带轮时的弯曲应力
带绕过大带轮时的弯曲应力
与离心拉应力不同,弯曲应力只作用在绕过带轮的那一部分带上。