机械基础(高职高专)第二章带传动课件

1、第二章第1节 带传动 1.1 带传动概述 1.2 V带和带轮结构 1.3 带传动特点 1.4 V带传动的设计 1.5 带传动的张紧与维护 大理石切割机大理石切割机 轿车发动机轿车发动机拖拉机拖拉机 车身冲压机车身冲压机 机器人关节机器人关节 1.1.1 带传动的组成 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)； 固联于从动轴上的带轮2(从动轮)； 紧套在两轮上的传动带3。 1.1 带传动带传动概述概述 啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动 从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。 1.1.2 带传动工作原理 摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖 动从动轮一起转动，并

2、传递动力（平带和带传动）。 潘存云教授研制 归纳：带传动是利用带作为中间绕性件，依靠带与带轮之间的归纳：带传动是利用带作为中间绕性件，依靠带与带轮之间的 摩擦力或啮合来传递运动或动力的。摩擦力或啮合来传递运动或动力的。 1.1.3 带传动的类型 带传动 摩擦型带传动 啮合型带传动：同步带传动 圆带传动 平带传动 多楔带 V带传动 普通V带传动 窄V带传动 多楔带传动 1)摩擦式带传动 按传动带的截面形状分 （1）平带 平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。平 带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大传动中心距较大的 场合应用较多。 （2）V带： 截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用

3、 最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传 动较平带传动能产生更大的摩擦力，应用广泛应用广泛。 （3）圆形带： 横截面为圆形。只用于小功率传动小功率传动。 (4）多楔带： 它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递 很大的功率。多楔带传动兼有平带传动和带传动的优 点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构传递大功率而结构 要求紧凑要求紧凑的场合。 2)啮合式带传动 同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑 动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直 径可较小;传递功率大。用于要求传动平稳传动平稳, ,传动精度较传动精度较 高高的场合。 1.1.4 1.1.4 带传动的特

4、点及应用范围带传动的特点及应用范围 优点优点：带有良好弹性，具有缓冲、减振作用；带有良好弹性，具有缓冲、减振作用； 依靠摩擦力传递，但过载时，带与带轮打滑，可保护依靠摩擦力传递，但过载时，带与带轮打滑，可保护 其它零件；其它零件； 结构简单、制造、安装、维护方便；结构简单、制造、安装、维护方便； 适用于中心距较大的两轴间的传递。适用于中心距较大的两轴间的传递。 缺点缺点：弹性滑动（速度损失，传动比不恒定）；弹性滑动（速度损失，传动比不恒定）； 轴及轴承受力较大；轴及轴承受力较大； 摩擦大，带寿命短，传动效率低；摩擦大，带寿命短，传动效率低； 结构不紧凑。结构不紧凑。 应用范围应用范围：不宜于大

5、功率传动，平带传动传递功率小于：不宜于大功率传动，平带传动传递功率小于 500kW500kW，V V带传动传递功率小于带传动传递功率小于700kW700kW；带的工作速度；带的工作速度 一般为一般为5 525m/s25m/s。带速不宜过低或过高，否则均会降低。带速不宜过低或过高，否则均会降低 带传动的传动能力。带传动的传动能力。 V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。其 中以普通V带和窄V带应用较广，本章主要讨论普通V带传动。 1.2.1 1.2.1 V V带的结构和标准带的结构和标准 1 结构:标准V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图 所示。强力层的结构形式有帘布结构

6、(制造方便,抗拉强度高)和线 绳结构(柔韧性好,抗弯强度高,适用带轮直径小,转速较高场合)。 1.2 V V带和带轮带和带轮 2 标准: 按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7 种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸 大则传递的功率就大 3 参数和尺寸: 带的截面尺寸 节宽节面的宽度bp。 相对高度V带高度h与 节宽bp之比。约为0.7(窄0.9) 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。 基准长度带节面长度(V带在带轮上张 紧后，位于带轮基准直径上的周线长度Ld 。) 节面当V带受弯曲时， 长度不变的中性层。 b bd h 型型 号号 Y Z A

7、B C D E F 顶宽顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50 节宽节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 4 6 8 10.5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角 截面面积截面面积A（mm2） 18 47 81 138 230 476 692 1173 表表8-2 普通普通V带的截面尺寸（带的截面尺寸（GB11544-89） 40 普通普通V V带有：带有：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E等型号等型号, ,已标准化已标准化 Y Y Z Z A A B B C C D D E E F F 普通普通V V带的尺寸带的

8、尺寸 （ =40，h/bd =0.7） 按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号，其 截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递的 功率就大 4 带的标记: Z1400 GB11544-89 带型基准长度标准编号 1.2.2 1.2.2 带轮结构带轮结构 1 1 带轮的组成带轮的组成 典型的带轮由轮缘（用以安装传动带）、轮毂（用典型的带轮由轮缘（用以安装传动带）、轮毂（用 以安装在轴上）、轮幅或幅板（联接轮缘与轮毂）。以安装在轴上）、轮幅或幅板（联接轮缘与轮毂）。 2 V2 V带轮的设计要求带轮的设计要求 质量小；结构工艺性好；工作面和尺寸保持一定精质量小；结构工艺性好

9、；工作面和尺寸保持一定精 度度 3 3 带轮的材料带轮的材料 灰铸铁灰铸铁HT150HT150、HT200HT200（低速）、钢（高速，带速小（低速）、钢（高速，带速小 于于45m/s45m/s）、）、 铝或塑料（小功率）。铝或塑料（小功率）。 4 4 带轮的结构带轮的结构 轮槽尺寸轮槽尺寸 结构尺寸结构尺寸 实心式带轮实心式带轮 腹板式带轮腹板式带轮 孔板式带轮孔板式带轮 轮辐式带轮轮辐式带轮 1.3 1.3 带传动工作特性带传动工作特性 1.3.1 1.3.1 带传动中的力分析带传动中的力分析 初拉力初拉力F F0 0： 紧边紧边和和松边松边： 如果近似认为带工作时的总长度不变，则带紧边拉

10、力的如果近似认为带工作时的总长度不变，则带紧边拉力的 增加量，应等于松边拉力的减少量，即增加量，应等于松边拉力的减少量，即F F1 1-F-F0 0=F=F0 0-F-F2 2 或或F F1 1+F+F2 2 =2F =2F0 0 有效拉力有效拉力F F（又称有效圆周力）（又称有效圆周力） 在带传动中，有效在带传动中，有效拉力拉力F F并不是作用于某固定点的集并不是作用于某固定点的集 中力，而是带和带轮接触面上各点摩擦力的总和，故中力，而是带和带轮接触面上各点摩擦力的总和，故 整个接触面上的总摩擦力整个接触面上的总摩擦力F Fe e即等于带所传递的有效即等于带所传递的有效拉拉 力力，则，则 带

11、传动所能传递的功率带传动所能传递的功率P P为为 则则 21 FFFF e 1000 Fv P 2 01 Fe FF 2 02 Fe FF 1.3.2 1.3.2 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及其影响因素 1 1 最大有效圆周力最大有效圆周力F FC C 当带有打滑趋势时，带和带轮间的摩擦力达到极限值，当带有打滑趋势时，带和带轮间的摩擦力达到极限值， 亦即带传动的有效圆周力达到最大值，这时，亦即带传动的有效圆周力达到最大值，这时， 式中式中 e e为自然对数的底；为自然对数的底；为摩擦系数（对为摩擦系数（对V V带，为当量带，为当量 摩擦系数摩擦系数V V）；）；带在带

12、轮上的包角；带在带轮上的包角；q q每米带长的每米带长的 质量。质量。 e qvF qvF 2 2 2 1 1 1 2 2 0 e e qvFFC F Fc c与哪些因素有关？与哪些因素有关？ 2 2 影响最大有效圆周力的因素影响最大有效圆周力的因素 预紧力预紧力 ： 包角包角 ： 摩擦系数摩擦系数 ： 带的单位质量带的单位质量q q和带速和带速v v 0 F 0 F c F c F c F 摩擦摩擦 系数系数 取值取值 橡胶橡胶 钢钢 橡胶橡胶 铸铁铸铁 4 . 0 8 . 0 vq c F 增大小轮包角的结构措施增大小轮包角的结构措施 合理安排松边、紧边的位置合理安排松边、紧边的位置 合理

13、张紧合理张紧 1.3.3 1.3.3 带的弹性滑动和打滑带的弹性滑动和打滑 1 1 带的弹性滑动带的弹性滑动 产生的原因 带的弹性、松边与紧边拉力差带的弹性、松边与紧边拉力差 定义由于带的弹性而产生的带与带轮之间的相对滑动由于带的弹性而产生的带与带轮之间的相对滑动 称为称为弹性滑动弹性滑动。 %100 1 21 v vv 弹性滑动的特点 传动比不准确、效率降低、带的磨损传动比不准确、效率降低、带的磨损 )1 ( 1 2 2 1 D D n n i 弹性滑动的后果 带传动的弹性滑动 带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化 的，因此带的弹性变形也是变化的。 带传动中因带的弹性变形变化

14、而引起的带与带轮间的局部相 对滑动，称为弹性滑动。 2 2 带的打滑带的打滑 产生的原因 外载荷增加，使得外载荷增加，使得 maxfc FFF 造成的后果 带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下 降，直至传动失效。降，直至传动失效。 打滑的特点 可以避免的可以避免的 带打滑时的现象？带打滑时的现象？ 如何避免带发生如何避免带发生 打滑？打滑？ 1.4 1.4 V带传动的设计计算带传动的设计计算 1.4.1 1.4.1 带传动的疲劳强度带传动的疲劳强度 1 1 带传动的主要失效形式：带传动的主要失效形式： 打滑，打滑，带的疲劳破坏。带的疲劳破坏。 2 2 带传动

15、的设计准则带传动的设计准则 在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强 度和寿命。度和寿命。 3 3 单根普通单根普通V V带的许用功率带的许用功率P P0 0 V V带的疲劳强度条件为带的疲劳强度条件为 由上两式得：由上两式得： 则单根普通则单根普通V V带所允许传递的功率为带所允许传递的功率为 在包角在包角=180=1800 0、特定长度、平稳工作条件下，单根普通、特定长度、平稳工作条件下，单根普通V V 带的基本额定功率带的基本额定功率P P0 0见表见表4.64.6。 当实际工作条件与上述特定情况不同时，应对当实际工作条件与上述特定

16、情况不同时，应对P P0 0加以修正。加以修正。 e qvA e qvFFc 1 1)( 1 1)( 2 1 2 1 11maxb e AF bcc 1 1 1 1000 1 1 10 Av e P bc 1.4.2 1.4.2 传动参数的选择传动参数的选择 带传动的带传动的原始数据原始数据及及设计内容设计内容： 功率功率P P 主动轮转速主动轮转速n n1 1 从动轮转速从动轮转速n n2 2 （或传 （或传 动比动比i i） 传动位置要求（水平传动位置要求（水平 传动或倾斜传动）传动或倾斜传动） 工作条件工作条件 带型号带型号 带轮直径带轮直径D D1 1，D D2 2 带根数带根数z z

17、 中心距中心距 a a 带长带长 L Ld d 初拉力初拉力F F0 0 压轴力压轴力F Fr r 带轮结构带轮结构 1.4.3 1.4.3 设计步骤设计步骤和和方法方法 1 1 确定计算功率确定计算功率P Pc c P Pc c=K =KA AP P 式中式中 P P传动的功率；传动的功率；K KA A工作情况系数。工作情况系数。 2 2 选择带型选择带型 根据计算功率根据计算功率P Pc c和小带轮转速和小带轮转速n n1 1，选定带型。，选定带型。 3 3 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径D D1 1和和D D2 2 初选小带轮的基准直径初选小带轮的基准直径D D1 1； 验算带的速

18、度验算带的速度v v； 普通普通V V带，带，v vmax max=25 =2530m/s30m/s。若。若vvvvmax max，则离心力过大，则应减 ，则离心力过大，则应减 小小D D1 1；如；如v v过小，则表示所选过小，则表示所选D D1 1过小，这将使所需的有效拉过小，这将使所需的有效拉 力过大，即所需带的根数力过大，即所需带的根数z z过多，于是带轮的宽度、轴径及过多，于是带轮的宽度、轴径及 轴承的尺寸都要随之增大。一般以轴承的尺寸都要随之增大。一般以v10m/sv10m/s为宜。为宜。 计算从动带轮的基准直径计算从动带轮的基准直径D D2 2 max 11 100060 v n

19、D v 4. 确定中心距确定中心距a a和带的基准长度和带的基准长度L Ld d 初定中心距初定中心距a a0 0 分析分析：若：若aa，则带长，则带长，带在工作时会抖动，外廓尺寸，带在工作时会抖动，外廓尺寸；但；但 a a不宜过小，否则包角不宜过小，否则包角，传动能力下降，带长，传动能力下降，带长，当，当v v一一 定时，单位时间内绕转次数定时，单位时间内绕转次数。 带的计算长度带的计算长度L Ld0 d0 由由L Ld0 d0确定 确定V V带的基准长度带的基准长度L Ld d。 21021 255. 0DDahDD 0 2 12 2100 42 2 a DD DDaLd 5 5 验算小带

20、轮上的包角验算小带轮上的包角1 1 （至少（至少90900 0） 6 6 确定带的根数确定带的根数z z 式中式中 K K 包角系数，考虑包角不同时的影响系数； 包角系数，考虑包角不同时的影响系数；K KL L长度系数，长度系数， 考虑带的长度不同时的影响系数；考虑带的长度不同时的影响系数；P P0 0单根普通单根普通V V带的许用功带的许用功 率；率；P P0 0计入传动比的影响时，单根计入传动比的影响时，单根V V带额定功率的增量。带额定功率的增量。 在确定在确定V V带的根数时，为了使各根带的根数时，为了使各根V V带受力均匀，根数不宜太多带受力均匀，根数不宜太多 （通常（通常z10z101212），否则应该选带的截型，重新），否则应该选带的截型，重新计算计算。 00120 1 12060180 a DD L c KKPP P z 00 7 7 确定单根确定单根V V带的初拉力带的初拉力F F0 0 预紧力的大小是保证带传动正常工作的重要因素。预紧力过小，预紧力的大小是保证带传动正常工作的重要因素。预紧力过小， 摩擦力小，容易发生打滑；预紧力过大，则带寿命低，轴和摩擦力小，容易发生打滑；预紧力过大，则带寿命低，轴和