文档介绍：第10章带传动与链传动设计
§ V带传动设计
§ 链传动设计
按照带的截面形状,带可分为平带、V带、圆形带、多楔带等。本节以普通V带为例讨论V带传动的设计、计算。
带传动时,带产生的应力有由拉力产生的拉应力、由离心力产生的离心应力和带绕过带轮时产生的弯曲应力。
(1)两边拉力产生的拉应力
紧边拉应力
松边拉应力()
式中,σ1、σ2分别为紧边拉应力和松边拉应力(MPa) ;F1、F2分别
§ V带传动设计
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为紧边拉力和松边拉力(N);为带的横截面积(mm2)。
(2)离心力产生的拉应力
绕在带轮上的传动带随带轮轮缘作圆周运动时,将产生离心力,由于离心力作用于全部带长,它产生的离心应力σc为
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式中, σc为离心力产生的拉应力(MPa) ; A为每米带长的质量(kg/m),见表10-2,v为带速(m/s)。
(3)弯曲应力
带绕过带轮时,将产生弯曲应力,其大小为
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§ V带传动设计
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§ V带传动设计
式中,E为材料的弹性模量(MPa);h为V带截面高(mm),对于普通V带,可由表10-2确定;d为带轮的直径,对于V带轮,则为其基准直径,查表10-1确定。
由上式可知,带轮直径越小,带越厚,则带的弯曲应力也越大,因为小轮的直径小,故小轮的弯曲应力大于大轮的弯曲应力,为了防止弯曲应力过大而影响寿命,对每种型号的V带都规定了相应的最小带轮基准直径,见表10-1。
带在工作时,传动带中各截面的应力分布如图10-1所示。由图可知,带是在变应力状态下工作的,最大应力发生在紧边绕人主动轮处。其值为
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§ V带传动设计
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当带经历了一定的应力循环次数后,易产生疲劳破坏,发生裂纹、脱层、松散、直至断裂。
为保证带具有足够的疲劳寿命,应满足
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式中,σ为带的许用应力,它是在a1=a2=180°、规定带长和应力循环次数、载荷平稳等条件下通过试验确定的。
V带传动的主要失效形式有以下两种。
(1)打滑
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由于过载,带在带轮上打滑而不能正常传动。
(2)疲劳破坏
带工作时的应力是变应力,当应力循环次数达到一定时,带将发生疲劳破坏。
V带的设计准则是:
(1)保证带与带轮之间不打滑;
(2)带具有一定的疲劳强度和使用寿命。
V带的规格
V带由顶胶1、抗拉体2、底胶3及包布4组成,如图10-2所示。抗拉体2是承受载荷的主体,由帘布或线绳组成,顶胶1和底胶3分别
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§ V带传动设计
承受在运行时的拉伸和压缩力,采用弹性较好的胶料,包布4的材料采用橡胶帆布,起耐磨和保护作用。
普通V带已标准化,见图10-2 ,按截面尺寸的不同,分为Y, Z, A, B, C, D, E七种型号,楔形角a=40°,在相同条件下,截面尺
寸越大传递功率也越大。
普通V带运行时既不伸长、也不缩短的圆周,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b,表示。V带装在带轮上和节宽相对应的直径称为基准直径,用dd表示,dd的标准系列值见表10-1。V带在规定的张紧力下,带与带轮基准直径上的周长称为基准长度,用Ld表示,V带的基准长度已经标准化,见表10-3。
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§ V带传动设计
V带传动设计原始数据及设计内容
由于带是标准件,所以普通V带传动设计计算的主要内容是:选择V带的型号;确定带的长度Ld;确定带的根数Z,确定轴间距a;计算初拉力F0;计算带对轴的压力FQ;设计带轮结构等。
在V带传动设计中,通常已知条件为:传动的用途,载荷性质,需传递的功率,主、从动轮转速或传动比,对外廓尺寸要求等。
V带传动的设计步骤和参数选择
考虑载荷性质和每天运转时间等因素,设计计算的计算功率比需要
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§ V带传动设计
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§ V带传动设计
传递的额定功率要大些,即
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式中,P为计算功率(kW) ; KA为工作情况因数,查表10-4; P为传递的名义功率。
根据计算功率P和小带轮的转速n1,按图10-3选取。如所选的型号介于两种型号之间,则按两种型号分别计算,再根据有关条件择优选用。
(1)确定小带轮的基准直径dd1
带轮直径较小时,结构紧凑,但弯曲应力大,且基准直径较小时,圆周速度较小,单根V带所能传递的基本额定功率也较小