带传动工业级

1、音乐欣赏 本章目录本章目录 基本内容基本内容 重点难点重点难点 教学要求教学要求 问题思考问题思考 总目录总目录 结结 束束 带传动是一种常用的、成本较带传动是一种常用的、成本较 低的动力传动装置，具有运动平稳、低的动力传动装置，具有运动平稳、 清洁（无需润滑）、噪声低的特点，清洁（无需润滑）、噪声低的特点， 同时具有缓冲、减振、过载保护的同时具有缓冲、减振、过载保护的 作用，且维修方便。与链传动和齿作用，且维修方便。与链传动和齿 轮传动相比强度较低、疲劳寿命较轮传动相比强度较低、疲劳寿命较 短。然而，由于传动带强力层材质短。然而，由于传动带强力层材质 的改善，带传动也可用于某些传动的改善，带

2、传动也可用于某些传动 较大的场合。较大的场合。 1. 带传动概述 2. 带传动工作情况分析 3. V带传动的设计计算 4. V带轮设计 5. V带传动的张紧装置 本章目录本章目录 原动机转动原动机转动 主动轮转动主动轮转动 驱动主动轮驱动主动轮 从动轮转动从动轮转动 带与轮的摩擦带与轮的摩擦 （或啮合）（或啮合） 带的传动过程：带的传动过程： 带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。 工作原理：利用中间挠性件工作原理：利用中间挠性件(传动带传动带)，靠摩擦力，靠摩擦力(或啮合或啮合)传递传递运动和动力。运动和动

3、力。 一、带传动的工作原理及特点一、带传动的工作原理及特点 传动特点： 1、结构简单、 造价低廉。 2、传动平稳， 清洁。 3、吸振缓冲、 过载保护。 4、传动比不准 确、寿命低。 鄂式破碎机 Next 单击单击 二、带传动的类型 普通普通V V带传动带传动 单击单击 窄窄V V带传动带传动宽宽V V带传动带传动 单击单击 平带传动平带传动 单击单击 多楔带传动多楔带传动 单击单击 同步带传动同步带传动 普通V带及V带轮 结构： 顶胶、抗拉体、 底胶、包布。 应用应用 型号： Y、Z、A、B、C、D、 E 参数参数 普通V带 节面当V带受弯曲时， 长度不变的中性层。 节宽节面的宽度bp。 相对

4、高度V带高度h与 节宽bp之比。约为0.7 带轮基准直径V带轮上与所配V带节宽bp 相对应的带轮直径dd。 带的基准长度V带在带轮上张紧后，位于 带轮基准直径上的周线长度Ld 。 返回原处返回原处 窄V带及窄V带轮 返回原处返回原处 相对高度相对高度V V带高度带高度h h与节宽与节宽b bp p之比，约为之比，约为0.90.9。 用合成纤维绳或钢丝绳作为抗拉体。用合成纤维绳或钢丝绳作为抗拉体。 当高度相同时，其宽度约缩小当高度相同时，其宽度约缩小1/31/3，承载能力提高，承载能力提高 1.51.52.52.5倍。倍。 窄窄V V带：带： 返回原处返回原处 应用 传动形式 平带 开口传动 交

5、叉传动 半交叉传动 返回原处返回原处 返回原处返回原处 多楔带 应用 同步带 返回原处返回原处 三、带传动的几何关系 主要几何参数：主要几何参数： a 中心距 L 带长 1 d 2 d带轮直径 1 包角 a dd ddaL 4 )( )( 2 2 2 12 21 3 .571802 12 1 a dd sin 22 2 1 1sin1cos 因为因为 可推得：可推得： 12 一、带传动中的力分析 不工作时工作时 F0 F0 F0 F0 带必须以一定的拉力张紧在带轮 上，此时，传动带两边的拉力相等， 都等于F0。 n2 n1 F1 F2 F1 F2 带绕上主动轮的一边被拉紧， 该边拉力紧边拉力F

6、1；带绕上从 动力的一边被放松，该边拉力松 边拉力F2。 F1-F0 =F0-F2 F1+F2 =2F0 之一 (6-3) 一、带传动中的力分析 带与带轮间的总摩擦力Ff F2 F1 0 222 1 2 1 1 1 d F d F d Ff 得：Ff =F1-F2 带传动的有效拉力Fe Fe=Ff =F1-F2 2 2 02 01 e e F FF F FF 之二 (6-4) F F+dF dNfdN F1 F 2 之三 一、带传动中的力分析 FddN d dFF d FdN 2 sin)( 2 sin dFfdN d dFF d FfdN 2 cos)( 2 cos fd F dF f dF

7、 FddN f F F eFF f F F fd F dF 21 2 1 0 ln 1 2 带在轮上的包角。 欧拉公式欧拉公式 一、带传动中的力分析 之四 带所能传递的最大有效拉力: f f f f e e e F e e FF / 11 / 11 2 1 1 2 00max 联立公式：F1+F2=2F0Fe=F1-F2 f eFF 21 影响最大有效拉力因素 张紧力张紧力F F0 0：Femax与张紧力F0成正比。 包角包角 ：Femax随包角的增大而增大。 摩擦系数摩擦系数f f：Femax随摩擦系数f的增大而增大。 二、带的应力分析 1、离心应力 A qv c 2 2、拉应力 A F A

8、 F 2 2 1 1 3、弯曲应力 2 2 1 1 d h E d h E b b 11maxbc 最大应力最大应力 带在变应力下经一定循环次数后，产生疲劳破坏（失效）。带在变应力下经一定循环次数后，产生疲劳破坏（失效）。 三、带传动的弹性滑动和打滑 带绕入主 动轮时，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： 主动轮上的弹性滑动 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。 1.弹性滑动： 从动轮上的弹性滑动

9、由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑 动弹性滑动。这是带传动正常工作时不可避 免的现象。 弹性滑动将使从动轮的圆周速度v2低于主动轮 的圆周速度v1，其降低量带传动的滑动率。 1122 12 1 21 )1 ( )1 ( %100 ndnd vv v vv 1 2 2 1 1 2 2 1 %2%1 )1 ( d d n n i d d n n i 1.弹性滑动： 当弹性滑动 区段扩大到整个 接触弧时，带传 动的有效拉力即 达到最大值，此 时若工作载荷再 进一步增大，则 带与带轮间将发 生显著的相对滑 动打滑打滑。 2.打滑： 三、带传动的弹性滑动和打滑 说明：说明： 1）弹性滑动分析：）弹性

10、滑动分析： 不可避免，工程允许；不可避免，工程允许； v2 v1 ； ； 2）打滑分析：）打滑分析：可以避免；工程不允许可以避免；工程不允许( (失效失效) ) 1 1、带传动的工作原理及特点；、带传动的工作原理及特点； 5 5、弹性滑动与打滑：、弹性滑动与打滑： 概念、原因、影响。概念、原因、影响。 4 4、带传动应力分析：、带传动应力分析： 影响带应力的因素；影响影响带应力的因素；影响; 3 3、带传动受力分析：、带传动受力分析： 最大有效拉力及其影响因素；最大有效拉力及其影响因素； 2 2、V V带传动：带传动： V V 带的型号、参数、带的型号、参数、V V带轮的参数；带轮的参数； 一

11、、设计准则和单根V带所能传递的功率 主要失效形式：主要失效形式： 打滑、疲劳破坏 设计准则：设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，充分发挥带的 传动能力，使带具有一定的疲劳强度和寿命。 由由 21ec FFF V V带的疲劳强度条件为带的疲劳强度条件为 11max bc 单根单根V V带所能传递功率：带所能传递功率： vv ff e A e F 1 1 1 1 11 1000 0 vF P ec 1000 ) 1 1)( 1 Av e v fbc 一、单根V带所能传递的基本额定功率P0 特定实验条件 包角=180； i=d2/d1=1; 特定带长； 工作条件平稳； 基本额定功率基本额定功率P

12、P0 0 (表 表6-4) 在特定实验条件下单根V带所能传递的功率。 二、带传动设计内容和步骤 传动位置要求传动位置要求 （水平或倾斜传动）（水平或倾斜传动） 工作条件工作条件 功率功率P 主动轮转速主动轮转速n1 从动轮转速从动轮转速n2 （或传动比（或传动比i） 带型号带型号 带轮直径带轮直径 d1，d2 中心距中心距 a 带长带长 Ld 带根数带根数 z 初拉力初拉力 F0 压轴力压轴力 FP 带轮结构带轮结构 二、带传动设计步骤 1、确定计算功率Pca 2、选择带型 由n1和Pca 查图选取 4、确定中心距a和带长Ld 6、确定带的张紧力F0及压轴力FQ 7、设计带轮 8、设置张紧装置

13、 继续继续 3、确定带轮的d1和d2，验算v 5、确定带的根数z Pca=KAP 1 计算功率的确定 P传递的额定功率。 KA工作情况系数。 返回原处返回原处 (表表6-7) 2 带型的选择 根据计算功率Pca及小带轮转速n1由下图选定带型 返回原处返回原处 以虚线为界以虚线为界 (图图6-11) 举例：当举例：当Pca5kW，n11600r/min时，应选择时，应选择 哪种形式的哪种形式的V带？带？ 3 带轮基准直径的确定 根据V带的带型，初选小带轮基准直径d1(P 70) 验算带速v 100060 11 nd v m/s 5 m/s v 25 m/s 200 C 75 A 20 Y 500

14、35512550dmin EDBZ带型 计算从动轮基准直径d2 * * d d1 1、d d2 2均应符合带轮基准直径系列（就近原均应符合带轮基准直径系列（就近原 则），因此需圆整到基准直径系列。则），因此需圆整到基准直径系列。( (P70) ) )1 ( 12 idd 返回原处返回原处 1）初定中心距a00.7(d1+d2)a0300 mm 二、带轮结构尺寸 P70 图图6-12 一、安装 1、两轮轴线应平行，轮槽应对正。 2、带在轮槽中位置正确。 3、安装时，带不能硬撬。 4、新旧带不得混用。 定期张紧 二、张紧 自动张紧 加张紧轮 分析下图所示带传动张紧轮合理的布置方案。平带、V带 讨论

15、题 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？ 讨论题 3、分析下图所示带传动合理的转动方向。 2、分析图示带传动 合理的布置方式。 讨论题 4、带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带传递功 率大的主要原因是 。 强度高 b.没有接头 c.有楔形增压作用 d.尺寸小 5、带传动中，v1、v2分别为主动带轮和从动带轮的圆周速 度，v为带速，它们之间的关系为 。 v1=v2=v b.v1vv2 c.v1vv2 6、带传动工作时产生弹性滑动是因为 。 a.带的预紧力不够 b.

16、紧边和松边拉力不等 c.带绕过带轮时有离心力 d.带和带轮间摩擦力不够 7、若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在 。 a.进入主动轮 b.进入从动轮 c.退出主动轮 d.退出从动轮 8、设计V带传动时，如小带轮包角1过小（1120）， 最有效的解决方法是 。 A、 增大中心距 B、 减小中心距 C、 减小带轮直径 9、带传动不能保证精确传动比的原因是 。 带的磨损 B. 带的打滑 C. 带的弹性滑动 10、带的楔角与带轮轮槽角之间的关系为 。 A. = B. C. 讨论题 作业：P85 6-2 本章小结 1、带传动的工作原理、特点； 2、V带及V带轮的标准、参数； 3、带传动受力情况及应力情

17、况分析； 传动能力的影响因素及应力的影响因素 4、带传动的两种滑动现象； 产生原因、造成后果、能否避免 5、V带传动设计方法； 6、带传动正常使用。 大作业：V带传动设计 （二）绞车 方案1：13 方案2：4 6 方案3： 7 9 方案4：1012 方案5：13 15 一、题目一、题目： （一）带式运输机 （三）螺旋输送机 方案1：1618 方案2：1921 方案3：2224 方案4：2527 方案5：2830 方案1：3133 方案2：34 36 方案3：37 39 设计工作量： 1、完成带传动设计计算 说明书一份； 2、完成大带轮工作图 一张。 补充条件：已知带轮轮毂孔的直径补充条件：已知

18、带轮轮毂孔的直径d ds s=40 mm=40 mm 大作业：V带传动设计 大作业：V带传动设计 二、具体要求二、具体要求： 1、每个方案中各位同学所设计的带传动参 数取不同数值，以便对设计结果进行比较。 2、设计说明书内容应包括：封面、设计题 目及原始数据、传动方案图、设计设计主要 步骤及设计结果、同一方案不同结果的分析 对照。 3、带轮工作图应用AutoCAD绘制，按标准 图纸格式打印。 要求：1、选择出较为合理的带的型号、长度、根数； 2、设计出大带轮大带轮的材料、结构、形状、尺寸、公差； 并画出其零件工作图（A4竖用）； 3、列公式、代数据、图表选用需说明（参见例题）。 零件工作图:

19、1）单独一页画出边框； 2）按机械制图标准线条画出带轮各部分的结构、形状； 3）标注带轮所有的结构尺寸和轮槽尺寸及键槽尺寸和公差； 4）写明技术要求，并填定标题栏。 大作业：V带传动设计 25mm 装订 15mm 15mm 15mm 说明书格式（A4） 班级、姓名、学号班级、姓名、学号 设计内容 主要 结果 20mm 设计内容设计内容主要结果主要结果 带轮工作图 带轮工作图及技术要求 1. 表达清楚带轮所有结构形状； 2. 标注带轮全部几何尺寸；（包括轮槽、键槽）（包括轮槽、键槽） 3. 对重要的几何尺寸提出公差要求； （包括带轮孔径（包括带轮孔径H7H7、外圆直径、外圆直径h12h12、槽间

20、距、槽角、键、槽间距、槽角、键 槽深、键槽宽等）槽深、键槽宽等） 4. 对重要的表面提出形位公差要求； （包括外圆径向跳动、键槽侧面对称度等）（包括外圆径向跳动、键槽侧面对称度等） 5. 对所有加工表面提出表面精度要求； （各面（各面R Ra a数值：轮槽工作面数值：轮槽工作面1.6;1.6;轴孔表面轴孔表面3.23.2、键槽工作面及、键槽工作面及 轴孔端面轴孔端面6.36.3；其余；其余12.512.5） 6. 带轮技术要求、标题栏、边框、标题栏、边框 （当（当v v5m/s5m/s时进行静平衡，当时进行静平衡，当v v25m/s25m/s时进行动平衡）时进行动平衡） V带轮圆跳动要求带轮圆

21、跳动要求（摘自GB/T13575.11992）（mm） 基准直径da 径向圆跳动或斜向圆跳动t 201000.2 1061600.3 1702500.4 2654000.5 4256300.6 67010000.8 106016001.0 180025001.2 带轮工作图及技术要求 严格检查 严禁抄袭！ 大作业：带式输送机传动装置的设计（P5） 原动机、传动装置、 工作机 Next 1 Next 2 大作业：带式输送机传动装置设计 工作条件工作条件： 双班制工作，单向运转，有轻微振动。双班制工作，单向运转，有轻微振动。 输送带速度允许误差输送带速度允许误差 0.050.05。 原始数据原始数

22、据： 数据编号数据编号 12345678 滚筒直径滚筒直径D （mm） 450400400450400450400400 带牵引力带牵引力F （KN） 2.52.82.72.42.62.42.62.5 传送带速度传送带速度 (m/s) 1.81.61.61.81.71.851.71.75 使用年限使用年限1010101010101010 要求要求： 1、每个方案中四位同学所设计的参数应取不同数值，以便对 设计结果进行比较。 2、设计说明书内容应包括：封面（设计题目、班级、姓名 等）、目录（标题、页次）、设计任务书、传动方案图（运 动简图、原始数据）、主要设计步骤及设计结果、设计小结 （体会、优

23、缺点、改进）、参考文献（P6768）。 大作业：带式输送机传动装置设计 1 1、减速器装配图、减速器装配图1 1张（张（A1A1号图纸，要求三个视图）号图纸，要求三个视图） 2 2、从动齿轮、从动轴工作图共、从动齿轮、从动轴工作图共2 2张（张（A2A2号图纸）号图纸） 3 3、设计说明书一份（、设计说明书一份（A4A4纸纸20202525页）页） 设计工作量：设计工作量： （一）（一）传动装置的总体设计（传动装置的总体设计（P8）： 一、传动方案的选择（一、传动方案的选择（P5）： 画出传动方案图（运动简图、原始数据）画出传动方案图（运动简图、原始数据） 二、电机的选择二、电机的选择： 1.

24、 电机类型的选择：电机类型的选择： 一般选择：一般选择：Y系列（常用、三相异步电动机、节能）系列（常用、三相异步电动机、节能） 2. 电机容量的确定：（功率、转速）电机容量的确定：（功率、转速） 功率的计算：功率的计算： 先计算工作机功率先计算工作机功率Pw： 各效率查表各效率查表8-20（P 8283） 1000 ww w VF P 计算电动机所需功率计算电动机所需功率Pd： 传动装置总传动装置总 效率效率=？ w d P P 卷联滚齿带 3 各个运动副效率分别是多少？各个运动副效率分别是多少？ 见图见图 计算电动机额定功率计算电动机额定功率Ped： ded ) 3 . 11 (PP 电机功

25、率不要取太大，够用就行，越大越贵。（电机功率不要取太大，够用就行，越大越贵。（5.5KW） 计算转速：计算转速： ？电机转速 100060 100060 m w w w ww w n D v n nD v 根据传动比的合理范围，取根据传动比的合理范围，取i带带24，i齿齿35 总传动比的合理范围总传动比的合理范围i620。 电动机转速的可选范围范围为：电动机转速的可选范围范围为：nm(620)nw nm 范围较大，可选几种同步转速的电机，取范围较大，可选几种同步转速的电机，取n1000r/min 根据同步转速根据同步转速n和额定功率和额定功率Ped选择电机、查型号（选择电机、查型号（P170）

26、 三、计算总传动比及各级传动比的分配三、计算总传动比及各级传动比的分配： 取取i带 带2.5 3，为什么不取到，为什么不取到4（P15 图图2-1）？）？ 2. 计算各轴计算各轴输入输入的转速、功率、扭矩（的转速、功率、扭矩（P17例题）例题）： 1. 总传动比：总传动比： 此时查出电机满载转速此时查出电机满载转速nm和额定功率和额定功率Pm（如（如132M2-6），同时），同时 查出电机轴的直径查出电机轴的直径D？(P171 ，约，约38mm，套在小带轮上，套在小带轮上) w m n n i 如何分配？分配给谁？如何分配？分配给谁？ 计算计算i齿 齿，建议 ，建议i齿 齿 45（i一定不要圆

27、整，保留小数）一定不要圆整，保留小数） 注意注意： IIIII nn 带 i n n m I 计算的一定是计算的一定是输入输入到各轴上的转速和功率；到各轴上的转速和功率； 例如：例如： 齿 i n n I II 带 dI PP 滚齿 I PP II联滚 I PP III 见图见图 带的根数不要超过带的根数不要超过5根；若差一点，调节带轮的中心距和根；若差一点，调节带轮的中心距和 直径（一定要取基准直径）；若差很多，要换带型号；直径（一定要取基准直径）；若差很多，要换带型号； 按照书上例题的步骤计算，注意已知条件：电机功率按照书上例题的步骤计算，注意已知条件：电机功率Pd、 、电机 电机 转速转

28、速nm、带传动比、带传动比i带。 带。 （二）（二）传动零件的设计计算传动零件的设计计算： 一、带传动的设计计算一、带传动的设计计算： 注意：注意： （专机）（专机） 轴长度轴长度最后查出带轮轮毂长度最后查出带轮轮毂长度L（查（查P 174表表18-2） 带轮结构图不需画出。带轮结构图不需画出。 1. 选材，选参数，定许用应力选材，选参数，定许用应力关键关键 按照书上例题的步骤计算，注意已知条件：第一根轴的输入按照书上例题的步骤计算，注意已知条件：第一根轴的输入 功率功率PI、 、第一根轴的输入转速 第一根轴的输入转速nI、齿轮传动比、齿轮传动比i齿。 齿。 （二）（二）传动零件的设计计算传动

29、零件的设计计算： 二、齿轮传动设计计算（二、齿轮传动设计计算（6大步）大步）： 步骤：步骤： 45 钢，热处理方法不一样，影响齿轮尺寸大小： 钢，热处理方法不一样，影响齿轮尺寸大小：软齿面软齿面 尺寸大，尺寸大，硬齿面硬齿面尺寸相对小一些；尺寸相对小一些； 软齿面软齿面：保证等强度（小齿轮硬一些，大齿轮软一：保证等强度（小齿轮硬一些，大齿轮软一 些）；些）；硬齿面硬齿面不需硬度差；不需硬度差； 2. 按接触（弯曲）疲劳强度设计按接触（弯曲）疲劳强度设计与选材有关与选材有关 3. 按弯曲（接触）疲劳强度校核按弯曲（接触）疲劳强度校核 4. 几何尺寸计算（画图用）：几何尺寸计算（画图用）：a、d、

30、da、 、df、b 5. 结构设计结构设计 6. 作用力：作用力：Fr、 、Ft、 软齿面软齿面：z1=2030，m 4；d1100mm 注意：注意： 硬齿面硬齿面： z1=1720， m=2.53。 一般选择：一般选择：4545 钢（正火或调质），查 钢（正火或调质），查P182 P182 表表11-111-1，定抗拉强度，定抗拉强度 已知条件：各轴的输入功率已知条件：各轴的输入功率P、 、转速 转速n、扭矩扭矩T。 。 （二）（二）传动零件的设计计算传动零件的设计计算： ( (三三) ) 轴的设计计算轴的设计计算： 步骤：步骤： 一、一、 选材料、定许用弯曲应力：选材料、定许用弯曲应力：

31、Mpa590 b b1 （查（查P189 P189 表表11-311-3）=54MPa=54MPa 二、二、 按扭矩估算轴的最小直径：按扭矩估算轴的最小直径： mm 3 n P Ad A查表查表P187 表表11-2110115 查表查表P275，选，选 择联轴器（凸缘、滑块、弹性柱销）标准件，选出牌号择联轴器（凸缘、滑块、弹性柱销）标准件，选出牌号 mm 3 n P Ad 假设计算假设计算d=38.5mm，取多少呢？，取多少呢？ 轴径根据联轴器孔径尺寸（轴径根据联轴器孔径尺寸（P298）确定）确定 TCA=KAT（P243 表表14-1） n d 确定确定d尺寸（可大可小）尺寸（可大可小）

32、联轴器处轴直径最小联轴器处轴直径最小 1. 画结构草图：画结构草图： 三、结构设计（参考三、结构设计（参考P184 图图11-7）：）： 定位轴肩定位轴肩h=(0.070.1)d。 安装轴承盖、密封圈安装轴承盖、密封圈 安装轴承安装轴承 装配轴肩，装配轴肩， 高度不用高度不用 算，能圆算，能圆 整就行整就行 譬如选深沟球轴承譬如选深沟球轴承 13mm d1 d2 d3 d4 d5 d6 2. 尺寸确定：尺寸确定： 直径确定：直径确定： d1=38mm d2=d1+2h=38+23.5=45mm 密封圈是标准件密封圈是标准件 轴承也是标准件轴承也是标准件 d3=d2+2h=50mm 装配台阶，不需计算装配台阶，不需计算 d4=52mm（齿轮非标准件，轴不可太粗）（齿轮非标准件，轴不可太粗） d5=d4+2h=52+25=62mmd6=d3=50mm 2. 尺寸确定：尺寸确定： 长度确定：长度确定： 长度长度1：由联轴器：由联轴器 长度确定，注意长度确定，注意 用短的和轴配合用短的和轴配合 的那段长度的那段长度P298； B20 长度长度2：不设计箱体，无法确定，与轴承盖尺寸有关；：不设计箱体，无法确定，与