带传动设计中几个问题的分析.pdf

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1、带传动设计中几个问题的分析李晏，黄平(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510641)AnalysisofSeveralProblemsinBeltDriveDesignLIMin，HUANGPing(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，China)摘要：针对机械设计教材及手册中，对带传动设的一门主干技术基础课，主要研究通用零件的设计计计算的一些公式未加证明而不利于理解的现状，计

2、算方法，要求学生掌握机械设计的基本原则、机械对带长和带轮中心距的关系、柔韧体摩擦的欧拉公零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应式、弯曲应力及离心拉应力的计算公式等进行了分力分析和提高零件强度的措施等内容L1]。带传动是析推导，对V带与平带传动能力的比较、带的根数一种常见的机械传动形式，带传动设计是机械设计计算等教材中未阐述透彻的问题进行了补充说明。课程的重要内容。因此，有必要从较深层次掌握好关键词：机械设计；带传动；欧拉公式；弯曲应带传动设计知识。力；离心应力中图分类号：TH122带长和带轮中心距的关系文献标识码：A带传动

3、几何关系如图1所示。文章编号：1001—2257(2010)11—0036—03Abstract：Someimportantformulasinbeltdrivedesignarenotprovedinthetextbooksandmanualsofmachinedesign，andthiswillnothelpthestudentstounderstandthecontentsconcerned．Tosolvethisproblem，severalformulasareana—lyzedandderived，includingt

4、heformulaindicatingtherelationshipbetweenbeltlengthandwheelcen—lL!terdistance，theEuler’Sformulaofflexiblebody图1带传动几何关系示意图friction，theformulastocalculatebendingstress在带传动设计中，初定中心距a之后，要根据带andcentrifugaltensilestress．Theissuessuchas传动的几何关系，计算带的基准长度L，再选定带长driveabilitycomp

5、arisonbetweenVbeltandflatbelt，thecalculationofbeltnumber，whicharenot标准值。大部分设计资料或教材中直接给出了带长thoroughlyexplainedintextbooksandmanuals，和带轮中心距的关系为：arediscussedhere．L十号(如++(1)Keywords：machinedesign；beltdrive；Euler’S但未加以证明，以下为证明过程。formula；bendingstress；centrifugalstress设小带轮和

6、大带轮的基准直径分别为d和d。，包角分别为a和a。从图1中的几何关系可以0引言看出d1一一2口，a2—7【十20，带长为：，—、，、Jj机械设计是机械类各专业中研究机械共性问题L一2AB+AD+Bc=2ncos+口1+等口2收基稿金项日期目：2O10一O8—1O—：广东省精品课程项目(2007)；教育部华南理工大学国家级2acosO+2(d2+d1)+(2一d1)(2)教学团队建设项目资助(2010)36《机械与电子32010(ii)因0角较小，所以Nda很小，故sin警≈警)COS孝≈1，并忽略二sin一(2-d】)／2a(3)

7、阶微量dFsindac。s一、／，一√1—4sIn2导c。s导，可得dFN=Fsinda，fdFN=dF，从而萼一fd。-=~／1-4sinz导(1_Sin导)两端积分得3『F萼一f。厂如，从而得：≈√1—4(导)。[1一(导)]一√1一+譬，P30InF1一(9)一1一／2(4)将式(3)和式(4)代人式(2)，得：由式(9)即可得式(6)。L≈2“(1一霎)+(+)+(一d)3弯曲应力的计算公式--2z、d)+(5)带绕过带轮时要引起弯曲应力，设Y为带的中性层到最外层的垂直距离；E为带的弹性模量；d为2柔韧体摩擦的欧拉公式带轮

8、基准直径(如图3所示)。以下为带的弯曲应力的推导讨程。带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值，亦即带传动的有效拉力达到最大值，根据柔韧体摩擦的欧拉公式，带的紧边拉力F。和松边拉力F两者的临界值间的关系为：F1一F2P(6)很多设计资料和教材