第8章带传动

1、第第八八章章 带传动带传动 一、一、带传动带传动特点特点 二、工作能力分析二、工作能力分析 三、应力分析三、应力分析 四、运动特性四、运动特性 五、失效五、失效 六、六、V带设计带设计 作用：在两个平行轴之间传递运动和动力。 一、带传动特点 a 带 1 3 2 1 2 n1 n2 D1 D2 图8-1带传动示意图 1、组成：带传动一般是由固联于主动轴上的带轮1（主动轮）、固 联于从动轮上的带轮2（从动轮）和紧套在两轮上的传动带3组成的 （图3-1）。 2、类型 V带（三角带）传动 平带 同步带 在带传动中，常用的有 帘布芯结构：由伸张层1（胶料）、强力层2（胶帘 布）、压缩层3（胶料）和包布层

2、4（胶帆布）组成。 绳芯结构：由伸张层1（胶料）、强力层2（胶线绳）、 压缩层3（胶料）和包布层4（胶帆布）组成。 结构 在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更 大的摩擦力。因而V带传动的应用比平带传动广泛得多。 3带的结构 标准普通V带，其结构主要有下列两类： 4剖面尺寸 普通V带的剖面尺寸分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号（表8- 1），其长度系列见表8-2。 Z A Y 5带传动的几何计算 在带传动的设计中，主要几何参数有包角、带长L、带轮直径 d1、d2和中心距a等。 包角1、2： 内周长度Li，也称公称长度； 基准长度Ld，沿V带的节面量得的节线周长。 a 1 2 n1 n

3、2 紧 边 松 边 F0F1 F0F2 V Ff1Ff2 二、工作能力分析二、工作能力分析 1工作原理 工作前：F0初拉力； 工作后：F1紧边；F2松边； 摩擦传动：摩擦力决定带传动的工作能力。 通过传动带将主动轴上的运动和动力传给从动轴。 2有效拉力 进入小带轮一边紧边； 退出小带轮一边松边； F1 F2 Ff1 如果近似地认为带工作时的总长度不变，则带的紧边拉力的增加 量应等于松边拉力的减少量，即： 在图中，当取主动轮一端的带为分离体时，根据 摩擦力 分布力 带的有效拉力 将上式代入前式，可得： 故整个接触面上的总摩擦力Ff即等于带所传递的有效拉力，即； 带的最大有效拉力用Fec表示。 N

4、 V W Ff=Nf 当W=Ff时，这个装置就达到了极限； 当WFf时，发生打滑现象，这个装置就失效了。 由上式可知，带的两边拉力F1和F2的大小，取决于初拉力F0和带 传动的有效拉力Fe。显然，当其他条件不变且初拉力F0一定时，这个 摩擦力有一极限值。这个极限值就限制着带传动的传动能力。 n1 n2 F0F1 F0F2 V Ff1Ff2max T1 T2 3最大有效拉力Fec 带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值。这时带传 动的有效拉力亦达到最大值。下面来分析最大有效拉力的计算方法 和影响因素。 F1 F2 dN n1 1 d x y fdN F F+dF 如果截取微量长度的带为分

5、离体，如图所示，则根据，得： 又根据，得： 对上两式两边积分（1），得： 又 又根据，代入上式可得出带所能传递的最大有效拉力为： 式中：e自然对数的底（e=2.718）； f摩擦系数（对于V带，用当量摩擦系数fv代替f）； 带在带轮上的包角，rad； 上式即所谓柔性体摩擦的欧拉公式。 讨论：讨论：由上式可知，最大有效拉力Fec与下列几个因素有关： （1）初拉力F0 ecf FFF 0 寿命 0 F 脱带能力 0 F （2）摩擦系数f（与材料、结构有关） ecf FFf ecf FF V带用当量摩擦系数fv。 （3）包角1120 小带轮包角 包角1与a、D1、D2有关（D1、D2相差越大，包角越

6、小）。 三、应力分析三、应力分析 带传动工作时，带中的应力有以下几种： 1拉应力 紧边F1 松边F2 2离心应力 Fc Fc Fc d Fc： 式中：q传动带单位长度的质量； Fc离心力作用在传动带产生的离心拉力； （01积分）得： 3弯曲应力 带绕在带轮上时要引起弯曲应力，带的弯曲应力为（小带轮受的 弯曲应力比较大）： 式中：h带的高度； D带轮的计算直径； E带的弹性模量； 1）循环变应力； 2） n1 n2 b1 b2 1 2 c 11maxbc 3）位置：进入小带轮的那一点； 四、运动特性四、运动特性 1弹性滑动是带传动固有的特性； 小带轮VV2 V1V2 n1 n2 V1 V2 T2

7、 F1 F2 V 动弧 静弧 Fec 滑动率 2打滑 外载 Fec 五、失效五、失效 变应力疲劳失效 过载打滑 弹性滑动磨损 六、六、V带的设计带的设计 1方法 受力分析：F0、F1、F2 应力分析： 失效分析： 疲劳失效 带 小轮 大轮 打滑 磨损 计算准则确定： 确定主要参数：z根数 D1、D2、a 结构设计：带轮尺寸（轮毂、轮缘） 2许用功率 试验方法： 条件：=180，i=1，特定长度，化学纤维带质，平稳工作条件 单根V带的许用功率P0； b2 寿命增加 当i1时，有一增量p0 其中： 代入上式得： cb 11max 上式可变换为： V P实际 F Pd、nd 3实际的传递功率P实际

8、a)根据电动机的额定功率 名义 b)工作机的负载 KA载荷系数； 式中：P0与带的型号、D1、n1有关； k； kLL； P0i； k材质； 4设计步骤 已知：n1、n2、(i)、P，设计带传动。 1）计算Pca O A B Pca n1 KAP156表8-8； 2）查带的型号 Pca、n1P157图8-11 3）计算D1、D2 根据带的型号、DminP155表8-7 4）验算V 一般V=1020m/s D1、D2取系列值，P157表8-9。 5）中心距a ，一般以0和5结尾，不要用小数点。 6）基准长度Ld LdP157 8-22公式 标准Ld，查P52表3-8，得Ld。 7）验算1 8)：

9、P0、k、kL、P0、k P0P49表3-4a； kP52表3-7； kLP52表3-8； P0P51表3-5a ； k0.75棉帘布和棉线绳结构的胶带； 1.00对于化学纤维线绳结构的胶带； 2.00 9)计算z 10)计算F0P56公式(3-23) 11）计算压轴力QP56公式(3-24) Q F0 F0 压轴力Q 12）带轮的结构设计 材料的选择：铸铁、钢 实心：(2.53)d 腹板：D 孔板 轮辐 结构形式 13）设计张紧装置 P56图3-13 作业3-2题。 习题： 第第八八章章 带传动带传动 一、选择题 1、V带传动主要依靠 传递运动和动力。 （1）带的紧边拉力；（2）带和带轮接触

10、面间的摩擦力；（3）带的预 紧力； 2、在一般传递动力的机械中，主要采用 传动。 （1）平带；（2）同步带；（3）V带；（4）多楔带； 3、带传动中，V1为主动轮圆周速度，V2为从动轮圆周速度，V为带速， 这些速度之间存在的关系是 。 （1） ；（2） ；（3） ；（4） ； 4、带传动打滑总是 。 （1）在小轮上先开始；（2）在大轮上先开始；（3）在两轮上同时开 始； VVV 2121 VVV 21 VVV 21 VVV 2 3 2 1 5、带传动中，带每转一周，拉应力是 。 （1）有规律变化的；（2）不变的；（3）无规律变化的； 6、带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为 。 （1）带的材料不符和胡克定律；（2）带容易变形和磨损；（3）带 在带轮上打滑；（4）带的弹性滑动； 7、带传动工作时产生弹性滑动是因为 。 （1）带的预紧力不够；（2）带的紧边和松边拉力不等；（3）带绕 过带轮时有离心力；（4）带和带轮间摩擦力不够； 8、带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带 处。 （1）进入主动轮；（2）进入从动轮；（3）退出主动轮；（4）退 出从动轮； 1 4 2 1 11、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了 。 （1）使结构紧凑；（2）限制弯曲应力；（3）保证带和带轮接触面 间有足够摩擦力；（4）限制小带轮上的包角