5.2.2　带传动的应力分析

5.2.2　带传动的应力分析

带传动时,带产生的应力如下:

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——紧边拉应力和松边拉应力,MPa;

F1,F2——紧边拉力和松边拉力,N;

A——带的横截面积,mm2。

2)离心力产生的拉应力

带在带轮上作圆周运动时,因离心力作用于全部带长,故它产生的离心应力为

式中　σc——离心力产生的拉应力,MPa;

q——每米带长的质量,kg/m;

v——带速,m/s。

3)弯曲应力

带绕在带轮上的部分产生弯曲应力。 V 带外层处的弯曲应力最大。 由材料力学公式,可得

(https://www.daowen.com)

大小带轮上带的弯曲应力分别为

式中　σbb1,σbb2——小带轮和大带轮上带的弯曲应力,MPa;

E——带的弹性模量,MPa;

Ha——带的最外层到节面的距离,mm;

dd1,dd2——小带轮和大带轮基准直径, mm。

由上式可知,当Ha 越大,dd 越小时,带的弯曲应力σbb就越大。 如果带传动的两个带轮直径不同,则带绕上小带轮时弯曲应力较大。 为了防止弯曲应力过大,对每种型号的V 带都规定了相应的最小带轮基准直径dd min,见表5.1。

表5.1　V 带轮的最小直径dd2/mm

带工作时,传动带中各截面的应力分布如图5.5 所示。 最大应力发生在紧边绕上主动轮处。 其值为

式中　σmax——带的最大应力,MPa;

σ1——带的紧边拉应力,MPa;

图5.5　带的应力分布图

σc——离心力产生的拉应力,MPa;

σbb1——小带轮上带的弯曲应力,MPa。

由于带是在变应力状态下工作的。 因此,当应力循环次数达到一定值时,带状会发生疲劳破坏。