帶式輸送機驅(qū)動裝置設計,輸送,驅(qū)動,裝置,設計 南 京 理 工 大 學 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學 號： 060104227 外文出處： TECHNOLOGY SERIES 附 件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導教師評語： 翻譯遵循了原文，翻譯單詞錯誤少，表達比較正確。 簽名： 年 月 日 注：請將該封面與附件裝訂成冊。 附件1：外文資料翻譯譯文 工藝系列 動力傳動設計與振動的設計思考 柔性傳動元件 Torance V.Dugyan 摘要：除同步帶傳動外，各種帶傳動都是依靠帶和帶輪間的摩擦力來成功的傳遞運動和動力。由于平面和Ｖ帶間的相對滑動，在兩個軸之間的角速度不是恒定的，也不與滑輪直徑的成正比。齒形帶是近期才發(fā)展的，像鏈條鏈輪傳動，它們以恒定的速度進行傳動。本文將討論Ｖ帶和平帶的相關的理論和實際應用。 關鍵字：平帶 v帶 速率 中心距 動力傳輸 緊張帶 帶滑 包角 帶疲勞 有效帶拉 1. 平 帶 帶傳動的基本理論可以理解為平帶與兩個滑輪間無休止的延伸運動，如圖5.1所示。當滑輪靜止時，整個帶的初始張力為T，如圖，5.1a所示。當主動輪轉(zhuǎn)動時帶一側拉力為T2 a. 不工作 b. 工作 如圖5.1b所示，當小滑輪作為主動輪，假設帶服從胡克定律（假設是同一種帶材料），在緊邊增加長度與在松邊減少的長度必須相等，帶的總長度依然不變，即 T=（T1+T2) （5.1） 上式在大多數(shù)情況下是十分準確的 如果傳送帶在緊邊和松邊的上拉力差拉大，足以克服傳送帶和帶輪接觸面間的摩擦阻力，與滑輪接觸的那部分傳送帶會因克服摩擦阻力開始滑動，即發(fā)生所謂的傳送帶打滑。分別限制T1、T2的極限值，以確保皮帶不發(fā)生打滑，由此得到方程2 （5.2） 其中 T1 =緊邊拉力， T2=松邊拉力 Tc=帶的離心力 f =帶和滑輪之間的摩擦系數(shù) θ=包角，即傳動帶和帶輪接觸弧的中心角 由于圓周速度使帶存在離心張力，除此之外可能還存在其它的靜態(tài)張力，Tc的值可從離心力方程得到，即 Tc= m V2 牛頓（或磅/英尺） (5.3) 其中 m =單位長度皮帶的質(zhì)量，千克/米 （磅/英尺） =γbt γ= 材料的質(zhì)量密度 千克/立方米 (磅/立方英寸) b = 帶寬，米 t = 帶厚，米 v= 帶速，米/秒（或英尺/秒） 如果離心力的影響可以忽略不計，即Tc對張力的影響很小，等式5.2可簡化為 (5.4) T1 /T2的允許最大值保證了平帶在圍繞滑輪運動時不發(fā)生打滑，通常用的是3比1的180oC接觸弧。 從動力傳輸?shù)慕嵌瓤磶У挠行Юκ荰1-T2，而且這有效拉力與傳輸?shù)牧α恐g的關系可以用一般方程表示，即 焦耳 或瓦秒 （5.5） 或 （5.6） 其中 D = 滑輪直徑 (方程 5.5是米,方程 5.6是英尺 ) N = 滑輪的自轉(zhuǎn)速度 （T1-T2）= 帶的有效拉力 (方程5.5是牛頓， 方程5.6是英尺) 帶工作時的拉應力對帶材料的要求可能影響其橫截面的大小，即 （5.7） 其中SW =帶的強度極限 A =帶的橫截面積 帶失效的主要形式是由于疲勞破壞，傳送帶的工作強度取決于速度，滑輪直徑，皮帶張力和帶的總長度?；喼睆綉荒艿陀?00倍帶厚。傳送帶制造商會提供具體數(shù)據(jù)。 由等式5.5與5.6可知，要有高效率的傳輸，傳送帶必須盡可能的維持高速運轉(zhuǎn)，但是等式5.3顯示離心力與速度的平方成正比。由于離心力的作用，使帶遠離帶輪，這將增加打滑的可能性。此外，為了獲得更高的速度需要使用大滑輪，這就必須增加中心距。為了滿足這些要求，符合要求的方案是帶的工作速度維持在10米/ 秒到25米/秒之間（約3000英尺/分鐘到5000英尺/分鐘），但是依賴于帶材料，獲得超額帶速是可能的。在沒有特殊要求的情況下，合理的速度應在20米/秒(約4000英尺/分鐘)左右。 由于動力傳輸?shù)男再|(zhì)，在給定的方向上傳送帶緊邊比松邊受到的拉力不同。因此，主動輪得到的長度總比給定的長度大，而從動輪正好相反。這就造成了帶和滑輪之間的相對運動，叫傳送帶蠕變，不能與前面所提到的傳送帶打滑相混淆。 由于平帶的動力傳輸可能受到帶拉伸的限制，如由于帶蠕變，或者圍繞滑輪的傳送帶松脫，或者是帶滑移。帶滑動維持在可以接受的范圍內(nèi)，在帶允許的最低應力下使用，帶滑動是由于接觸角θ，以及傳送帶和滑輪表面之間的摩擦系數(shù)f，摩擦系數(shù)取決于滑輪材料和帶材料，以及傳送帶速度。一般皮帶與鑄鐵滑輪間的平均摩擦系數(shù)f = 0.45.接觸角的大小取決于傳動式的形式，是開口傳動還是交叉?zhèn)鲃?，如圖5.2所示。 圖5.2a所示的開口傳動形式，大小滑輪的接觸角分別為 1=-2sin-1() rad (5.8) 2=+2sin-1() rad (5.9) 帶的總長度 L=[4C2-(D-d)]1/2+(D2+d1) (5.10) 值得提及的一點是，對于水平方向上的開口傳動，主動輪將會在兩邊獲得更大包角或接觸角，以便傳送帶的松邊在上面。 對于小滑輪和大滑輪的組成的交叉?zhèn)鲃?，小滑輪和大滑輪的接觸角是相同的，由以下方程得到 rad (5.11) 然后得出帶的總長度計算公式 rad (5.12) 對傳送帶材料的主要要求是高強度和耐用性、高彈性和耐磨性、低成本以及能夠抵抗惡劣環(huán)境的能力。各種各樣的材料被用來做平帶，包括皮革、橡膠和紡織材料。皮帶是最常見的，詳細分為單層、雙層或三層帶，或者依據(jù)制造商的要求來建造的。 平帶輪通常由鑄鐵或裝配鋼制造，從木材或在木制邊緣附著鑄鐵，帶輪周邊是平坦的或者冠狀的，無論是與周邊的滑輪或單獨的附件，都是通過網(wǎng)狀或發(fā)散狀的方式來連接中心樞紐。為方便組裝，有時用到分體式滑輪。 著重的指出是對于高速運轉(zhuǎn)的滑輪，應以適當?shù)乃俣绕胶饣啿僮?。另外強調(diào)，由于自轉(zhuǎn)，通過限制外緣的周邊速度使其在保持可接受的范圍內(nèi)，表5.1表明格林伍德所提出的不同類型的滑輪構造都是以合適的邊緣速度的為基礎的。 表5.1正常的平帶輪速度 滑輪類型 速度 m/s Ft/min 鑄鐵 18-23 3500-4500 裝配鋼 20-28 4000-5500 全木 25-30 5000-600 木環(huán) 40-50 8000-10000 壓縮紙或纖維 40-50 8000-10000 如果情況允許，推薦使用標準滑輪，制造目錄提供關于其大小類型的完整資料，包括包括標準直徑、寬度和孔。 平帶應用于涉及大的中心距，但在近段時間，由于市面上現(xiàn)代化的機器都有內(nèi)置的傳動器，它們的使用已經(jīng)大幅下降，。 5.2 V-帶 雖然平帶傳動的初始成本一般低于V帶傳動，但后者提供了更有效、更緊湊的布局。 表5.4a表明V-帶固定在滑輪凹槽中，并示范了V帶的基本操作。在這種情況下，楔形力使帶本身進入滑輪槽并固定。頂端部分被拉緊，底部受壓。從而導致傳送帶的兩側凸起，但是滑輪槽的設計避免了這種情況，并使皮帶抓緊凹槽的側壁。凹槽本身切割成足夠高便于V形帶安置，確保帶的基部和底部的槽件始終有足夠的空間，以便于楔形夾不丟失，這導致了能量輸送的明顯減弱。 這表明V帶和平帶靠各個方向的徑向力F運動，它將考慮各種情況下皮帶與滑輪之間的摩擦力。對于V型帶，徑向力F是由側壁引起的 5.13 其中=半輪槽角 皮帶的摩擦力等于壓力乘以摩擦系數(shù)，即 摩擦力 =2f==F/f 5.14 其中 f’=f/sin= 實際摩擦系數(shù) 對于平帶摩擦力等于系數(shù)乘的徑向力乘以摩擦系數(shù)，即 摩擦力= Ff 5.15 比較方程5.14與5.15，可以看出，利用楔形物來楔入V型槽，只需要在先前提出的公式中將f換成摩擦系數(shù)f’。 槽角因影響傳送帶抓緊程度而顯得很重要，一個小槽角將在傳送帶和滑輪壁間產(chǎn)生一個很高的加持力，但是那股使帶脫離槽的力量也要很大，這可能會導致力量流失和傳送帶磨損。因此，使用大約的槽角，以此角度能獲得最佳的全面性能，實際槽角略有不同，滑輪直徑要小。方程5.4表明了V-帶尺寸。 圖5.5 在相關的英國標準中規(guī)定槽口角度為40度，但是根據(jù)滑輪直徑以及槽口橫截面的尺寸，也有、、和的角。 標準V型帶傳動，能獲得比平帶更的加高張力比，通常為其3倍。這直接影響有效帶拉（T1-T2），同時影響傳輸扭矩。此外，因為軸上總的力量（T1+T2），更高繃緊狀態(tài)使指定的扭矩有所減小。因此，V型帶相對于平帶的優(yōu)越性還是非常顯著的。較高的負載在允許帶發(fā)生滑動時，在不增加軸上負載的情況下使中心距瞬間變短，速率加快。 為實現(xiàn)標準化，標準的尺寸帶已經(jīng)被采用，根據(jù)維度和橫斷面尺寸的不同劃分為5大類別，分別為A、B、C、D和E。表5.2表明英國和美國已經(jīng)采用了標準Ｖ帶準則。通常也可用標稱度量尺寸表示。 表5.2標準v型帶截面尺寸 截面符號 頂部寬 厚度 (m) (mm) (m) (mm) A 0-500 13 0-315 8 B 0-655 17 0-405 11 C 0-875 22 0-530 14 D 1-250 32 0-750 19 E 1-500 38 0-905 23 應該指出的是個別制造商生產(chǎn)的帶可能與這些尺寸有所差別。 設計V型帶傳動時所需的基本信息 （一） 傳輸速度 （二） 推動速度 （三） 傳輸?shù)牧? （四） 機器類型 另外，下面的信息也是需要的 （一） 每天工作的時間 （二） 軸的直徑和長度 （三） 工作條件 （四） 滑輪直徑及寬度要求 影響設計的主要因素是可用性、成本、帶速、滑輪的直徑，皮帶界面尺寸，用于是否適合滑輪的安裝、調(diào)整。 關于帶部分的詳細計算和傳動的設計，普通V型帶傳動應遵循的程序，參考制造商目錄說明。