机械设计基础-7.2带传动的工作情况分析.doc

在各类机械中应用广泛,但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合。带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。带传动是一种挠性传动,其工作情况具有一定的特点。一、带传动的受力分析工作拉力带传动尚未工作时,传动带中的预紧力为F0。带传动工作时,一边拉紧,一边放松,记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。设带的总长度不变,根据线弹性假设(环形带的总长度不变,则可推出紧边拉力的增量应该等于松边拉力的减量):F1-F0=F0-F2;或:F1+F2=2F0;记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff,其值由带传动的功率P和带速v决定。定义由负载所决定的传动带的有效拉力为Fe=P/v,则显然有Fe=Ff。取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象,有:Fe=Ff=F1-F2;因此有:  F1=F0+Fe/2;F2=F0-Fe/2;工作中有效拉力的大小取决于所传递功率的大小。即:显然承载能力的大小取决于带两端的拉力差,而不是某个力的大小。需要传递的功率越大,需要的有效拉力越大。二、带传动的最大有效拉力及其影响因素带传动的最大有效拉力Fec有多大?由欧拉公式确定刚刚打滑时,带两端的拉力关系式为:欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系,或者说是给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec。由欧拉公式可知:(预紧力F0↑→最大有效拉力Fec↑(包角α↑→最大有效拉力Fec↑摩擦系数f↑→最大有效拉力Fec↑可知影响带的承载能力的因素:f、、。但注意各个参数都不能过大或过小。如:初张力太大,带易断裂,拉应力增大,轴上的受力同时增大;相反,太小,易打滑。太大,带轮就要作得粗糙,带易磨损;一般都采用打蜡,在带轮表面加沥青等方法加大摩擦系数。包角与中心距有关,包角太大,中心距增大,但太大会使结构庞大。当已知带传递的载荷时,可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0。切记:欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析!几何尺寸带传动的主要几何参数有:中心距,带长,带轮直径,包角——(小轮)带缠绕在带轮上时,接触弧所对应的中心角,它们之间的关系:三、带的应力分析1、带的工作拉应力:紧边拉应力:松边拉应力:式中:A——带的剖面面积();v-带速从紧边到松边带所受的应力逐渐增加,因为均布的。越靠近紧边受到的拉应力越大,从松边到紧边,由逐渐增大到。2、离心拉应力(作用在带的全长上)-离心拉应力3、弯曲应力带绕经带轮时,因弯曲而产生弯曲应力。由材料力学的知识,带最外层弯曲应力最大,为:式中:——带的节面(中性层)到最外层的垂直距离——带材料的弹性模量()——带轮直径(带轮中性层所在的带轮直径,带轮的基准直径)显然,小轮的弯曲应力应比大轮处的应力大,应力分布图如图所示,为限制弯曲应力,对每种V带都规定了最小带轮的直径,在选型图上。可见,带在整个周长上的应力是不断变化的。在变应力的作用下,带易发生疲劳破坏。最大应力发生在小轮与带相遇点处。四、带的弹性滑动和打滑1、弹性滑动带是弹性体,受拉后要产生弹性变形。由于紧边和松边的拉力不同,产生的弹性变形也不同。小轮左端带产生的摩擦力从减小到,带的弹性变形也随之相应减小,带速V逐渐低于主动轮的圆周速度,所以带与带轮轮缘之间发生了相对滑动,称为弹性滑动。弹性滑动——因材料的弹性变形而引起带与带轮表面产生的相对滑动现象称为弹性滑动。带传动