机械设计基础6带传动
带传动的工作情况分析
PARTTWO
知识点:技能点:学习目标素养:严谨认真的学习工作态度带传动的应力分析;提高带传动能力的措施;弹性滑动和打滑;带传动的受力分析;
学习任务明确任务分析提高带传动传动能力的措施。分析带传动合理的转动方向。分析哪个方案传动能力最强?
不工作时工作时为使带传动正常工作,带必须以一定的初拉力Fo张紧在两带轮上。带两边的拉力相等,均为Fo,称为初拉力。由于带与轮面间的摩擦力作用,带两边的拉力不再相等。即将绕进主动轮的一边,拉力由Fo增加到F1,称为紧边;另一边的拉力由Fo减少到F2,称为松边。若取包在主动轮上的传动带为分离体,则由力矩平衡条得:Ff=F1-F2(1)项目导入一、带传动的受力分析
项目导入紧边与松边的拉力差值(F1-F2)是带传动中起传递功率作用的拉力,称为有效拉力F,也就是带所传递的圆周力,其大小由带与带轮接触面上各点摩擦力的总和Ff确定,即带传动所能传递的功率为:传动带在静止和传动两种状态下总长度可认为近似相等,则带的紧边拉力增加量应等于松边拉力减少量,即F1-Fo=Fo-F2,由此可得:F=Ff=F1-F2(2)P=Fv/1000(3)F1+F2=2Fo(4)由式(2)和(4)可得:F1=Fo+F/2F2=Fo-F/2一、带传动的受力分析
项目导入二、弹性滑动和打滑当带绕过主动轮:带中所受拉力由F1逐渐降低到F2,带的弹性变形随之逐渐减小,因而沿带轮的运动逐渐低于主动轮的圆周速度。1、弹性滑动带绕入从动轮时,带中所受拉力由F2逐渐增大到F1,带的弹性变形随之逐渐增大,因而沿带轮的运动逐渐高于从动轮的圆周速度。
项目导入二、弹性滑动和打滑弹性滑动是带传动中无法避免的固有特性,从而使带传动不能保证准确的传动比。由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动——弹性滑动。
项目导入二、弹性滑动和打滑弹性滑动导致从动轮圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1,产生了速度损失,速度损失的程度通常用相对滑动率ε表示,即式中:考虑弹性滑动时带的传动比计算公式为:通常V带传动ε=1%~2%,可以忽略,即:
项目导入二、弹性滑动和打滑2、打滑传递的外载荷增大时,要求有效拉力F也随之增加,当F达到一定数值时,带与带轮接触面间的摩擦力总和Ff达到极限值。若外载荷继续增加,带将沿整个接触弧面滑动,这种现象称为打滑。弹性滑动打滑现象局部带在局部带轮面上发生微小滑动整个带在整个带轮面上发生显著滑动产生原因带轮两边的拉力差,带两边的变形量不同有效拉力超过摩擦力总和性质不可避免可以避免而且必须避免后果V2小于V1;效率下降;带磨损传动失效;引起严重磨损弹性滑动和打滑的区别
项目导入三、极限有效拉力Fmax及其影响因素当带有打滑趋势时,带与带轮间的摩擦力达到极限值,即有效拉力达到最大值,称为极限有效拉力,用Fmax表示。通过对带传动即将打滑时的受力分析,可得到柔韧体摩擦的欧拉公式:F1=F2efα式中:e——自然对数f——摩擦系数α——小带轮的包角欧拉公式适用范围:即将打滑时的临界状态。Fmax=Ff=F1-F2此时有:
项目导入三、极限有效拉力Fmax及其影响因素经过分析和推导,得:影响最大有效拉力的因素初拉力F0:Fmax与预紧力F0成正比。包角?:Fmax随包角?的增大而增大。摩擦系数f:Fmax随摩擦系数f的增大而增大。理论分析实际分析摩擦系数过大,会加剧磨损。初拉力过大,带寿命会降低。包角α越大,传动能力越强。
操作训练1、右图所示三个带传动方案,其中:aa=ab,D1aD1b,D2a=D2b,abac,,D1b=D1c,D2b=D2c,试分析哪个方案传动能力最强?中心距不变的情况下,小带轮直径越大,小带轮上的包角α越大;带轮直径不变的情况下,中心距越大,小带轮上的包角α越大;结论:√
操作训练2、分析下图所示带传动合理的转动方向。水平传动时,松边在上,包角增大。结论:√
知识拓展-带的应力分析1、离心应力2、拉应力3、弯曲应力最大应力
谢谢