机械制图第八章

1、第八章第八章 带传动机构及其设计带传动机构及其设计内内 容容8-1 带传动的基本知识带传动的基本知识8-2 普通普通V V带的设计计算带的设计计算 重重 点、难点、难 点点1.1.熟练掌握带传动的工作原理和传动比的计算熟练掌握带传动的工作原理和传动比的计算及带传动的特点及带传动的特点；2.2.带传动的失效形式和设计准则；带传动的失效形式和设计准则；3.3.带传动的张紧装置及其调整方法带传动的张紧装置及其调整方法。一、带传动的类型、特点、应用和几何计算一、带传动的类型、特点、应用和几何计算 传动原理：传动原理：在一定的初拉力下，以张紧在至少两轮上带作为中在一定的初拉力下，以张紧在至少两轮上带作为

2、中间挠性件，靠带与轮接触面间的间挠性件，靠带与轮接触面间的摩擦或啮合摩擦或啮合来传递运来传递运动与动力（两轮转向相同，平行轴传动）。动与动力（两轮转向相同，平行轴传动）。带传动的组成：带传动的组成：1、主动轮、主动轮 2、从动轮、从动轮3、传送带、传送带8-1 带传动的基本知识带传动的基本知识带传动可分为带传动可分为摩擦传动型摩擦传动型和和啮合传动啮合传动型两大类。型两大类。 （1 1）摩擦传动型）摩擦传动型摩擦传动型是利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。摩擦传动型是利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。带带截截面面形形状状圆带圆带1.带传动的类型：带传动的类型：（2 2）啮合传

3、动型）啮合传动型啮合传动型是指同步带传动，同步带传动是靠带上的齿与啮合传动型是指同步带传动，同步带传动是靠带上的齿与带轮上的齿槽的啮合作用来传递运动和动力的。带轮上的齿槽的啮合作用来传递运动和动力的。 同步带同步带传动工作时带与带轮之间不会产生相对滑动，能够获得准传动工作时带与带轮之间不会产生相对滑动，能够获得准确的传动比，确的传动比， 传动平稳传动平稳,噪声小噪声小,可缓冲吸振可缓冲吸振,有过载保护有过载保护,可远距离传动可远距离传动,结构结构简单简单,制造、安装和维护方便制造、安装和维护方便,但传动比不准确但传动比不准确,效率较低效率较低,寿命寿命较短较短,且对轴的压力大。且对轴的压力大。

4、2.特点：特点：3.应用：应用：常应用于传动比不要求准确、功率常应用于传动比不要求准确、功率P100kW、v=525m/s、传、传动比动比i5以及有过载保护的场合以及有过载保护的场合. 3.平带传动平带传动平带传动是由带和带轮组成的摩擦传动，带的工作面与带轮的平带传动是由带和带轮组成的摩擦传动，带的工作面与带轮的轮缘表面接触。轮缘表面接触。平平带带传传动动的的形形式式开口传动开口传动交叉传动交叉传动半交叉传动半交叉传动角度传动角度传动1.V带的类型带的类型二、二、V V带传动的设计带传动的设计 普通普通V带带窄窄V带带联组联组V带带宽宽V带带包布层包布层顶胶层顶胶层抗拉层抗拉层底胶层底胶层2.

5、V带的结构带的结构绳芯：抗拉体分别由一层胶线绳组成。绳芯结构柔韧性好，抗绳芯：抗拉体分别由一层胶线绳组成。绳芯结构柔韧性好，抗弯强度高，适用于带轮直径较小、载荷不大、转速较高的场合。弯强度高，适用于带轮直径较小、载荷不大、转速较高的场合。目前国产绳芯结构的目前国产绳芯结构的V V带仅有带仅有Z、A、B、C四种型号。四种型号。 帘布芯：帘布芯：抗拉体由几层胶帘布组成。帘布芯结构制造方便，抗拉抗拉体由几层胶帘布组成。帘布芯结构制造方便，抗拉强度高，型号齐全（强度高，型号齐全（、七种），应用七种），应用较多。较多。3.V V带的标准带的标准 a.普通普通V带（楔角带（楔角400、相对高度、相对高度h

6、/bp=0.7） （1）节面（中性层）：当代垂直底面弯曲）节面（中性层）：当代垂直底面弯曲 时，带中保持长度不变的平面时，带中保持长度不变的平面 （2）节宽）节宽bp：节面宽度：节面宽度.b.窄窄V带（楔角带（楔角400、相对高度、相对高度h/bp=0.9）型号按截面尺寸由小到大：）型号按截面尺寸由小到大：SPZ、 SPA、SPB、SPC （3）带轮的基准直径）带轮的基准直径D：带轮上与节宽相对应的带轮直径：带轮上与节宽相对应的带轮直径（4）带的基准长度）带的基准长度Ld：在规定张紧力下，位于带轮直径上的节：在规定张紧力下，位于带轮直径上的节线长度。是线长度。是V带传动设计中所用带长（标准值）

7、带传动设计中所用带长（标准值）4.普通普通V V带传动的正确使用带传动的正确使用 正确的安装、调整、使用和维护是保证正确的安装、调整、使用和维护是保证V带传动正常工作和延长寿命的有效措施。带传动正常工作和延长寿命的有效措施。选用普通选用普通V带时，要注意带的带时，要注意带的型号和基准长度不要搞错，以保型号和基准长度不要搞错，以保证证V带在轮槽中的正确位置。带在轮槽中的正确位置。V带顶面和带轮轮槽顶面取齐带顶面和带轮轮槽顶面取齐(新新安装时安装时V带顶面可略高出带顶面可略高出)，以保，以保证证V带和轮槽的工作面之间充分带和轮槽的工作面之间充分接触。接触。安装带轮时，各带轮轴线应相互安装带轮时，各

8、带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的平行，各带轮相对应的V形槽的对形槽的对称平面应重合，误差不得超过称平面应重合，误差不得超过20。带轮安装在轴上不得摇晃摆动，轴带轮安装在轴上不得摇晃摆动，轴和轴端不应有过大的变形，以免传和轴端不应有过大的变形，以免传动时动时V带的扭曲和工作侧面过早磨带的扭曲和工作侧面过早磨损。损。V带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。过松带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。过松时，不能保证足够的张紧力，传动时容易打滑，传时，不能保证足够的张紧力，传动时容易打滑，传动能力不能充分发挥；过紧时，带的张紧力过大，动能力不能充分发挥；过紧时，带的张紧力过大，传动中磨损加剧，使带的使用

9、寿命缩短。实践经验传动中磨损加剧，使带的使用寿命缩短。实践经验表明，在中等中心距情况下，表明，在中等中心距情况下，V带安装后用大拇指带安装后用大拇指能将带按下能将带按下15mm左右时张紧程度合适。左右时张紧程度合适。对对V带传动应定期检查及时调整。如发现有不能继续使用的带传动应定期检查及时调整。如发现有不能继续使用的V带，应及带，应及时更换，更换时必须使一组时更换，更换时必须使一组V带中各根带的实际长度尽量接近相等，以使带中各根带的实际长度尽量接近相等，以使各根各根V带在传动时受力均匀。不允许新旧带并用。带在传动时受力均匀。不允许新旧带并用。 V带传动必须装防护罩，这样既可防止伤人事故，又可防

10、止润滑油、切带传动必须装防护罩，这样既可防止伤人事故，又可防止润滑油、切削液、其它杂物等飞溅到削液、其它杂物等飞溅到V带上而影响传动。此外，使用防护罩可避免带上而影响传动。此外，使用防护罩可避免V带在露天作业下受烈日曝晒而过早老化变质。带在露天作业下受烈日曝晒而过早老化变质。 2 25.5.带传动的几何尺寸计算带传动的几何尺寸计算1 1 BAC CDD2.小带轮包角小带轮包角1 101213.57180add1. 带轮直径带轮直径d d1 1和和d d2 2（根据工作要求选择）（根据工作要求选择）3.带长带长L Ld daddddaLd4)()(22212214.中心距中心距a a（主从带轮的

11、中心距离）（主从带轮的中心距离）8)(8)(2)(222121212ddddddddddddLddLa1.带传动的受力分析带传动的受力分析工作前工作前 :两边初拉力两边初拉力Fo=Fo F1-Fo = Fo-F2 F1-F2 = 摩擦力总和摩擦力总和Ff = 有效圆周力有效圆周力Fe紧边紧边 FoF1；松边松边FoF2工作时工作时:两边拉力变化两边拉力变化所以所以: 紧边拉力紧边拉力 F1=Fo + F/2 松边拉力松边拉力 F2=FoF/2 紧边紧边松边松边三、带传动的工作情况分析三、带传动的工作情况分析影响带传动最大有效圆周力影响带传动最大有效圆周力Fmax的主要因素有：的主要因素有：初拉

12、力初拉力F0;小轮包角小轮包角;摩擦系数摩擦系数f带传动的最大有效拉力带传动的最大有效拉力（不发生打滑现象）1121111200maxffffeeFeeFF b b2 2 1 1 2 2 b b1 11 1 2 2 n n1 1n n2 2 C C C C B B = =C C+2 2+b b1 1 C C = =C C+2 2+b b2 2 D D=C C+1 1+b2b2 max max =A A = =C C+1 1+b1b1E E max max =A A = =C C+1 1+b1b12.传动带的应力分析传动带的应力分析2).紧、松边拉应力紧、松边拉应力1).离心拉应力离心拉应力3)

13、.弯曲应力弯曲应力如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处带相对带相对2 2轮轮的滑动方向的滑动方向带相对带相对1 1轮轮的滑动方向的滑动方向2 2C CD D1).1).弹性滑动弹性滑动: : 是带的弹性变形量的变化而引起带与带轮之间微量相对滑动的现是带的弹性变形量的变化而引起带与带轮之间微量相对滑动的现 象，称为弹性滑动。象，称为弹性滑动。 1 1 2 2vvn n1 1n n2 21 1A AB B3.带传动的弹性滑动与传动比带传动的弹性滑动与传动比弹性滑动会引起下列后果：弹性滑动会引起下列后果：从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度从动轮的圆周速度总

14、是落后于主动轮的圆周速度损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高；并引起传动带磨损损失一部分能量，降低了传动效率，会使带的温度升高；并引起传动带磨损滑动率：滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低由于弹性滑动引起从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，其相对降低 率通常称为带传动滑动系数或滑动率。率通常称为带传动滑动系数或滑动率。121121121121ninnndndndddd通常通常)%21 (传动比传动比1221ddnni2). 打滑打滑 : :若传递的基本载荷超过最大有效圆周力若传递的基本载荷超过最大有效圆周力,带在带轮上发生显著的相带在带轮上发生显著的相

15、对滑动即打滑。对滑动即打滑。打滑是由于过载所引起的带在带轮上的全面滑动打滑是由于过载所引起的带在带轮上的全面滑动带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始的 打滑将造成带的严重磨损，带的运动处于不稳定状态，致使传动失效。打滑将造成带的严重磨损，带的运动处于不稳定状态，致使传动失效。 8-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算一、带传动的失效形式和设计准则一、带传动的失效形式和设计准则 失效形式失效形式 1)带在带轮上的打滑；带在带轮上的打滑； 2)带的疲劳破坏带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等另外：磨损静态

16、拉断等设计准则设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的：保证带在不打滑的前提下，具有足够的 疲劳强度和寿命疲劳强度和寿命 最大有效拉力：最大有效拉力： )11 ()11 (11ffeceAeFF二、单根二、单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率 由疲劳强度条件：由疲劳强度条件： cb11maxcb11可得可得 单根三角带在不打滑的前提下所能传递的功率为单根三角带在不打滑的前提下所能传递的功率为： 1000)11 ()(10veAPfcb（ 特定带长，平稳工作条件下特定带长，平稳工作条件下）180单根单根V带基本额定功率带基本额定功率P0表表 普通普通V带带 窄窄V带带单根单根V带额定功

17、率增量带额定功率增量P0表表 三、三、V V带传动的设计计算及参数选择带传动的设计计算及参数选择已知：已知： P，n1，n2 或或 i ,传动布置要求（中心距传动布置要求（中心距a）, 传动用途及工作情况传动用途及工作情况 设计：设计： 带：型号，根数，长度带：型号，根数，长度 轮：材料，轮：材料，Dmin，中心距，中心距a，结构尺寸，轴压力结构尺寸，轴压力Q设计步骤：设计步骤：1.确定计算功率确定计算功率Pc(KW) ：P传递的额定功率（传递的额定功率（KW）KA工况系数，工况系数，PKPAc2.选择带型号：选择带型号：根据根据 Pc，n1查表查表3.确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径d1

18、、d2 （1）初选小带轮的基准直径）初选小带轮的基准直径d1 （根据带型）（根据带型） 参考参考表表8-6（最小带轮直径）（最小带轮直径） 表表8-4（V带轮的基准直径）带轮的基准直径） 选取选取d1 dmin,宜选较大直径。宜选较大直径。v太小太小: 由由P=Fv可知，传递同样功率可知，传递同样功率120 24 1020 小小 适当适当 小小11.设计要求设计要求 2. 带轮材料带轮材料 重量轻，结构工艺性好，无过大的铸造内应力、重量轻，结构工艺性好，无过大的铸造内应力、质量分布均匀，高速时要经动平衡，轮槽表面要经过质量分布均匀，高速时要经动平衡，轮槽表面要经过精细加工（表面粗糙度一般为精细加工（表面粗糙度一般为3.23.2），以减轻带的磨损。），以减轻带的磨损。各轮槽尺寸与角度要有一定的精度，以使载荷分布较各轮槽尺寸与角度要有一定的精度，以使载荷分布较均匀均匀。 铸铁铸铁HT200（v v3030m/sm/s ）、铸钢（）、铸钢（v v25254545m/sm/s）铸铝或塑料铸铝或塑料 （小功率小功率）3. V V带轮的结构带轮的结构四、普通四、普通V V带轮的设计带轮的设计4、带传动的标记方法、带传动的标记方法如：三根如：三根B型帘布芯结构型帘布芯结构V带，基准长度