带传动工作况分析

1、一、带传动的工作原理及类型一、带传动的工作原理及类型带传动的组成 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)； 固联于从动轴上的带轮3(从动轮)； 紧套在两轮上的传动带2。带传动的原理：带传动的原理： 由于传动带张紧在带轮上，当主动轮转动时，主由于传动带张紧在带轮上，当主动轮转动时，主动轮与传动带之间的摩擦力就驱使带运动，而传动带动轮与传动带之间的摩擦力就驱使带运动，而传动带与从动轮之间的摩擦力又带动从动轮转动。与从动轮之间的摩擦力又带动从动轮转动。 带传动是一种摩擦传动。带传动是一种摩擦传动。带传动的类型：带传动的类型：传动带可按其界面形状进行分类，常用的界面有扁平矩形，传动带可按其界面形状进行分类，

2、常用的界面有扁平矩形，等腰梯形及圆形三种。等腰梯形及圆形三种。 (按剖面形状分按剖面形状分)平型带传平型带传动动v带带传动传动圆形带圆形带传动传动同步齿形同步齿形带传动带传动三角带，截面形状为等腰梯形，三角带，截面形状为等腰梯形，与带轮轮槽相接触的两侧面为与带轮轮槽相接触的两侧面为工作面，在相同张紧力和摩擦工作面，在相同张紧力和摩擦系数情况下，系数情况下，v带传动产生的带传动产生的摩擦力比平带传动的摩擦要大，摩擦力比平带传动的摩擦要大，故具有较大的牵引能力，结构故具有较大的牵引能力，结构更加紧凑，广泛应用于机械传更加紧凑，广泛应用于机械传动中。动中。截面形状为圆形，截面形状为圆形，牵引能力小，

3、常牵引能力小，常用于仪器和家用用于仪器和家用电器中。电器中。最简单，截面形状为最简单，截面形状为矩形。其工作面是与矩形。其工作面是与轮面接触的内表面。轮面接触的内表面。适合于高速转动或中适合于高速转动或中心距较大的场合。心距较大的场合。相当于平带与多根相当于平带与多根v带的组合兼有两带的组合兼有两者的优点，适于传者的优点，适于传递功率较大要求结递功率较大要求结构紧凑场合。构紧凑场合。带传动的优缺点带传动的优缺点优点：优点：v远距离传动远距离传动v可缓冲、减振，运转平稳可缓冲、减振，运转平稳v过载保护过载保护v结构简单结构简单, 精度低精度低, 成本低成本低缺点：缺点：v外廓尺寸大外廓尺寸大v弹

4、性滑动，传动比不固弹性滑动，传动比不固定，效率低定，效率低v轴与轴承受力大轴与轴承受力大v寿命短寿命短v需要张紧装置需要张紧装置v不宜用于高温不宜用于高温, 易燃场合易燃场合一、带受力变化二、紧松边拉力关系三、最大有效拉力一、带受力变化一、带受力变化静止时，静止时，两边拉力相等两边拉力相等=f0张紧力张紧力工作时工作时:v拉力增加拉力增加紧边：紧边： f0f1 紧边拉力紧边拉力v拉力减少拉力减少松边：松边： f0f2 松边拉力松边拉力工作状态工作状态: 带两边拉力不相等带两边拉力不相等 紧松边判断：紧松边判断：v绕进主动轮的一边绕进主动轮的一边紧边紧边f1f2f0f0f0f0ff紧边紧边松边松

5、边二、紧松边拉力关系二、紧松边拉力关系紧边由紧边由f0f1拉力增加，带增长拉力增加，带增长松边由松边由f0f2 拉力减少，带缩短拉力减少，带缩短总长不变总长不变 带增长量带缩短量带增长量带缩短量f1f0f0f2 ; f1f22f0 有效拉力有效拉力: f1 - f2 即带所传递的圆周力即带所传递的圆周力f圆周力圆周力f：f = f1 - f2 = ff （等于带与带轮接触弧长上的摩擦力的总和）（等于带与带轮接触弧长上的摩擦力的总和）v打滑：打滑：外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动外载荷引起的圆周力大于全部摩擦力，带将沿轮面发生滑动f1f2f0f0f0f0ff紧边紧边松边松边v

6、圆周力圆周力f ft t（n n），带速），带速v(m/s)v(m/s)和传递功率和传递功率p(kw)p(kw)之间的关系为：之间的关系为：vp= fp= ft tv/1000v/1000v当当p p一定时，带速越高，有效力就越低，所以为了降低有效一定时，带速越高，有效力就越低，所以为了降低有效拉力，往往把带传动安置在高速级传动上，若带速一定，有拉力，往往把带传动安置在高速级传动上，若带速一定，有效力就随着功率的增大而增大，所以带与带轮之间的摩擦力效力就随着功率的增大而增大，所以带与带轮之间的摩擦力也增大，但是在一定条件下，这个摩擦力有一极限值，因此也增大，但是在一定条件下，这个摩擦力有一极限

7、值，因此带传递的功率也有一相应极限值。当带传递的功率超过此极带传递的功率也有一相应极限值。当带传递的功率超过此极限时，带与带轮就产生相对滑动，这种现象称为打滑，打滑限时，带与带轮就产生相对滑动，这种现象称为打滑，打滑使传动失效，但是可以保护其他机械零件免受损坏，起到过使传动失效，但是可以保护其他机械零件免受损坏，起到过载保护作用。载保护作用。v当带传动达到打滑的临界状态时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，这时带传动的有效拉力达到最大值fmax， v紧边与松边的拉力可用欧拉公式表示，即：vf1/f2=efave -自然对数的底vf-带与带轮间的摩擦系数v a-包角所以最大有效拉力为：所以最大有效拉

8、力为：)1111(2)11(2max00ffffeefeeff1、预压力越大，带与带轮间的压力越大，产生的摩擦力、预压力越大，带与带轮间的压力越大，产生的摩擦力 也就越大，最大有效拉力越大，带不易打滑。也就越大，最大有效拉力越大，带不易打滑。2、包角越大，带与带轮间的接触弧长越大，因而产生的、包角越大，带与带轮间的接触弧长越大，因而产生的 摩擦力就越大，传动能力就越高。摩擦力就越大，传动能力就越高。3、摩擦系数、摩擦系数f增大，有效拉力也随之增大。增大，有效拉力也随之增大。四、带传动的弹性滑动和传动比四、带传动的弹性滑动和传动比v传动带是弹性体，在拉力的作用下产生弹性伸长，传动带是弹性体，在拉

9、力的作用下产生弹性伸长，其伸长量因拉力的大小而改变。带在工作时，在紧其伸长量因拉力的大小而改变。带在工作时，在紧边的拉力大于松边拉力，也就是说带在紧边的伸长边的拉力大于松边拉力，也就是说带在紧边的伸长量比在松边时的伸长量大，所以带从紧边绕过主动量比在松边时的伸长量大，所以带从紧边绕过主动轮到达松边的过程中，带的弹性伸长量相应的逐渐轮到达松边的过程中，带的弹性伸长量相应的逐渐减小，即带在主动轮上逐渐缩短，致使带的速度落减小，即带在主动轮上逐渐缩短，致使带的速度落后于主动轮的圆周速度。同理，这种由弹性伸缩引后于主动轮的圆周速度。同理，这种由弹性伸缩引起的滑动在从动轮上也要发生，但情况恰恰相反，起的

10、滑动在从动轮上也要发生，但情况恰恰相反，带的速度比从动轮的圆周速度大。带的速度比从动轮的圆周速度大。这种由于带的弹性伸缩而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动。这种由于带的弹性伸缩而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为带的弹性滑动。v弹性滑动引起从动轮的圆周速度v2 v 比主动轮的圆周速度 v1低，其降低量往往用滑动表示：v= （v1 - v2 ）/ v1 x100%若取主、从动带轮的直径分别为若取主、从动带轮的直径分别为d1 ,d2 ,转速分别为转速分别为n1 n2 ,则两带轮的圆周速度分别为：则两带轮的圆周速度分别为：1000*60/1000*60/222111ndvndvv可以解

11、得：可以解得：)1 (/1221112211ddnnindndnd于是带的传动比为：于是带的传动比为：当滑动率当滑动率=1%2%时，在一般计算中可不予考虑，而取传动比为：1221/ddnnib2b12maxcb 11max1cf1f2mpaaf11 紧紧边边拉拉应应力力mpaaf22 松松边边拉拉应应力力：1、拉应力、拉应力mpaaqvc2 2、离心应力、离心应力mpadhedab23、弯曲应力、弯曲应力 带传动的应力分析带传动的应力分析式中式中：e-带的弹性模量带的弹性模量,mpa。ha（y）-带的中性层到最外层之间的垂直距带的中性层到最外层之间的垂直距 离，离，mm。dd-带的基准直径，带

12、的基准直径，mm。q-带的质量，带的质量，kg/m。最大应力：最大应力： max =1+c+bmpa aqvaf2cc分析：分析：v， fc ，c，寿命，寿命v, fc ,带对轮的压力带对轮的压力，摩擦力，摩擦力，传动能力，传动能力。q， fc q和和v均与均与fc 成正比，但成正比，但v的影响较大。的影响较大。v不可太小，否则传递载荷的能力会下降。不可太小，否则传递载荷的能力会下降。p=fev/1000 kw1、v=525m/s2、 b 与与dd 成反比，与成反比，与ha（带的型（带的型号）成正比。弯曲应力号）成正比。弯曲应力 b只发生在带只发生在带有弯曲变形的部分。有弯曲变形的部分。mpa

13、dhedab2max=1+c+b1应力： 大-小-大 .。变应力7、计算带的根数、计算带的根数 z2、根据、根据n1、 pc 选择带的型号选择带的型号3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈带轮愈小，弯曲应力愈大，所以大，所以dd1 dmin dd2 = i dd1(1)，圆，圆整成标准值整成标准值 700kkpppppzlcc具体步骤具体步骤1、确定计算功率、确定计算功率 pc kap工况系数，工况系数，查表查表3-24、验算带速、验算带速v (v525m/s)n5、确定、确定中心距中心距 a 及带长及带长 ld6、验算主动轮的包角、验算主动轮的包角1n z

14、7 ？ny8、确定初拉力、确定初拉力 f09、计算压轴力、计算压轴力 fq10、带轮结构设计、带轮结构设计问题：带传动适合于问题：带传动适合于高速级还是低速级？高速级还是低速级？根据图根据图3-5 0012011203.57180adddd 205 . 2500qvzvkpkfc2sin210zffq套基准长度，表套基准长度，表3-1a 过小，带短，易疲劳过小，带短，易疲劳a 过大，易引起带的扇动过大，易引起带的扇动确定中心距确定中心距初定中心距初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)机械设计基础带传动工作情况分析初算带长初算带长ld0 计算实际中心距计算实际中心

15、距 a（圆整）（圆整）取基准带长取基准带长 ld(表表9-1)v为什么要张紧？为什么要张紧？vfecv/100 调整调整f0 增大增大fecv但安装制造误差、塑性变形但安装制造误差、塑性变形 f0不保证不保证 设张紧装置设张紧装置常见的张紧装置常见的张紧装置:v调整中心距调整中心距定期张紧定期张紧自动张紧自动张紧v调整张紧轮调整张紧轮v自动张紧自动张紧调整中心距调整中心距v定期张紧定期张紧v平带传动：张紧轮设置在平带传动：张紧轮设置在 处处调整张紧轮调整张紧轮v带传动：张紧轮设置在带传动：张紧轮设置在 处处松边内侧靠大轮松边内侧靠大轮(带只能单向弯曲，避免过多减小包角）带只能单向弯曲，避免过多

16、减小包角）松边外侧靠小轮松边外侧靠小轮(平带可以双向弯曲，应尽量增大包角平带可以双向弯曲，应尽量增大包角) )范例范例一、构成一、构成v主动链轮、从动链轮、链主动链轮、从动链轮、链二、工作原理二、工作原理v靠链轮轮齿与链节的啮合传递靠链轮轮齿与链节的啮合传递运动和动力运动和动力v有中间挠性件的啮合传动有中间挠性件的啮合传动三、特点三、特点v优点：优点：v远距离传动远距离传动v工作可靠工作可靠, 效率效率较高较高v平均传动比恒定平均传动比恒定 i = z2/z1 v压轴力压轴力fp小于带传动的小于带传动的v结构紧凑结构紧凑(与带传动比较与带传动比较)v缺点：缺点：v运动不均匀运动不均匀 (z小、

17、小、 p大大 不均不均匀匀)v瞬时传动比不恒定瞬时传动比不恒定v传动平稳性差传动平稳性差(冲击、振动大，冲击、振动大，噪音高噪音高动载荷动载荷 不宜高速不宜高速传动传动)外廓尺寸大外廓尺寸大一、链一、链v传动链可分为：滚子链、齿形链传动链可分为：滚子链、齿形链1 滚子链（套筒滚子链）滚子链（套筒滚子链）组成组成:v内、外链板，套筒，销轴，滚子内、外链板，套筒，销轴，滚子配合状况配合状况:v内链板、套筒之间内链板、套筒之间过盈配合过盈配合v外链板、销轴之间外链板、销轴之间过盈配合过盈配合v套筒、销轴之间套筒、销轴之间间隙配合间隙配合，使内外链板能相对转动使内外链板能相对转动v链板形状的特点链板形

18、状的特点等强度等强度内链板内链板 外链板外链板 套筒套筒 销轴销轴 滚子滚子参数参数v节距节距p相邻两销轴中心之距离相邻两销轴中心之距离 v链长链长 链节数链节数v链节数为偶数时，刚好内、外链节数为偶数时，刚好内、外链板相连，再用开口销或弹簧链板相连，再用开口销或弹簧锁住活动销轴；为奇时，采用锁住活动销轴；为奇时，采用过渡链节过渡链节 （用过渡链节联接）（用过渡链节联接）奇数奇数（直接联接）（直接联接）偶数偶数 pl2 齿形链齿形链v无声链无声链结构：结构：v链板链板(带两个齿，交错并列铰带两个齿，交错并列铰接接) 、导板、导板(防侧向窜动防侧向窜动)v由许多以铰链连接的齿形链板锁构成由许多以

19、铰链连接的齿形链板锁构成传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮传动平稳，无声链；链板的齿形与链轮轮齿互相啮合齿互相啮合特点：特点：v优点：优点：传动平稳、无噪声，承受冲击性能传动平稳、无噪声，承受冲击性能好，工作可靠好，工作可靠v适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，适宜场合：高速传动或运动精度要求较高，传动比大和中心距较小传动比大和中心距较小v缺点：缺点：结构复杂，价格较高，且制造较难结构复杂，价格较高，且制造较难二、链轮二、链轮1 基本参数基本参数v基本参数：基本参数：节距节距p、套筒外径、套筒外径d1、齿数、齿数z、排、排距距p1v分度圆直径：分度圆直径：被链轮节距等分的圆，被链轮节距等分

20、的圆，d=p/(sin180/z)v齿顶圆直径齿顶圆直径: da2 齿形齿形v端面齿形：三圆弧一直线端面齿形：三圆弧一直线 （零件工作图上不画）（零件工作图上不画）v轴面齿形：轴面齿形：(工作图上要画工作图上要画)v工作图应标明：链节距工作图应标明：链节距p、齿数、齿数z、分度圆直径、分度圆直径d以及顶圆直径以及顶圆直径da3 材料材料v材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度材料要求：保证轮齿具有足够的耐磨性、强度v小链轮材料好些小链轮材料好些v低碳钢低碳钢(渗碳淬火渗碳淬火)、中碳钢、中碳钢(表面淬火表面淬火)、铸钢、夹布胶木、铸钢、夹布胶木(平稳、噪音小平稳、噪音小)一、链条速度二、传动比三、链轮齿数四、链节距五、中心距和链条长度一、链条速度一、链条速度假定：假定：主动边总处于水平