机械课件——V带传动

1、V V 带带 传传 动动学习要求：学习要求：1、了解带传动的类型、工作原理、特点和应用；了解带传动的类型、工作原理、特点和应用；2 2、弹性滑动和打滑的基本概念；、弹性滑动和打滑的基本概念；3 3、掌握、掌握V V带传动的失效形式；带传动的失效形式；4 4、普通、普通V V带传动的设计计算方法和参数选取原则。带传动的设计计算方法和参数选取原则。普通带传动的类型：普通带传动的类型： 根据传动带的截面形状，摩擦型带传动可分为： 、平带传动 、V带传动 、圆带传动 V带传动又可分为： 、普通V带传动 、窄V带传动 、联组V带传动 、多楔带传动 等 根据带传动的布置形式可分为 、开口传动 、交叉传动

2、、半交叉传动普通普通V V带传动带传动窄窄 V V带带 传动传动联组联组V V带传动带传动多楔带多楔带 传动传动普通普通V V带传动：带传动： V带以其两侧面与轮槽接触,由于楔形槽可以增大法向压力，在初拉力相同的条件下， V带传动产生的摩擦力较平带传动大，可传递更大的载荷。(图1-1) 窄窄V V带传动：带传动： 窄V带传动是近年来国际上普遍应用的一种V带传动。带的承载层采用合成纤维绳或钢丝绳。普通V带高与节宽比为0.7，窄V带高与节宽比为0.9（图1-3）。窄V带有SPZ、SPA、SPB和SPC四种型号，其结构和有关尺寸已标准化。 窄V带承载能力高，滞后损失少。窄V带传动的最高允许速度可达4

3、050m/s，适用于大功率且结构要求紧凑的传动。1-3联组联组V V带传动：带传动： 其特点是几条相同的V带在顶面联成一体的V带（图1-4a）。它克服了普通V带二带间的受力不均匀，减少了各单根带传动的横向振动，因而使带的寿命提高。其缺点是要求较高的制造和安装精度。多楔带传动多楔带传动 其特点是在平带的基体下做出很多纵向楔（图1-4b），带轮也做出相应的环形轮槽。可传递较大的功率。由于多楔带轻而薄，工作时弯曲应力和离心应力都小，可使用较小的带轮，减小了传动的尺寸。由于多楔带有较大的横向刚度，可用于有冲击载荷的传动。其缺点是制造和安装精度要求较高。1-41-5带传动中的作用力：带传动中的作用力：

4、带传动带呈环形，并以一定的初拉力（ ）套在一对带轮上（带传动图1-6a），使带和带轮相互压紧。带在工作前 其两边拉力均为 （图1-6a）， 称为初拉力初拉力。 工作时 由于要克服工作阻力，带在绕上主动轮的一边被进一步拉紧，其拉力 大到 ， 称为紧边拉力紧边拉力；带的另一边被放松，其拉力由 减小到 ， 称为松边拉力松边拉力（图1-6b）。 带的两边拉力之差，称为带传动的有效拉力有效拉力F，即： F 0F1F1F0F0F0F0F2F2F2F1F0F带传动中的作用力带传动中的作用力 有效拉力F与带传动传递的功率P及带速v的关系为： P PFvFv 该式说明，带速一定时，有效拉力越大，则带传动传递的功

5、率也越大，即带传动的工作能力越强。 带的有效拉力等于带轮接触弧上摩擦力的总和。在一定条件下，摩擦力有一极限值，当需要传递的有效拉力超过该值时，带就会在轮面上打滑。打滑打滑是带传动的主要失效形式之一。 1）最大有效拉力与初拉力 成正比。控制初拉力对带传动的设计和使用是很重要的。 过小不能传递所需载荷，而且容易颤动； 过大使带的磨损加剧，寿命缩短。2）最大有效拉力随包角、摩擦因数（与带、带轮的材料及工况有关）的增大而增大。通常设计时要求120。3）离心力使最大有效拉力减小。0F0F0F弹性滑动和打滑弹性滑动和打滑1. . 弹性滑动弹性滑动 由于带是弹性体，受力不同时伸长量不等，使带传动在工作中发生

6、弹性滑动。如图1-9所示，带自b点绕上主动轮时，带的速度与主动轮的速度相等，当带由b点转到c点时，带的拉力由F1逐渐减小到F2，与此同时，带的单位长度的伸长量也随之逐渐减小，从而使带沿带轮表面相对退缩（由c向b方向），这种现象称为弹性滑动。同理，在从动轮上产生带相对带轮表面相对伸长的弹性滑动（由e 向f方向）。b、c点与小带轮包角1对应；e、f点与大带轮包角2对应。1-9 由于带传动工作时，紧边和松边的拉力不等，所以弹性滑动是不可避免的。 弹性滑动除造成功率损失和带的磨损外，还导致从动轮的圆周速度 低于主动轮的圆周速度 ，其降低程度用滑动率表示 考虑弹性滑动影响的传动比为 式中， 、 为主、从

7、动轮转速； 、 为主、从动轮直径。121vvv)1(1221ddnni1v2v1n2n1d2d 滑动率一般可取1%2%，粗略计算时可忽略不计。2. 打滑打滑 弹性滑动并不是发生在全部接触弧上，而是只发生在带离开带轮一侧的部分弧段上（图1-9中 和 ），称该弧段为动弧，无弹性滑动的弧为静弧（图17-9中 和 ），两段弧所对应的中心角分别称为动角和静角。 带传动不传递载荷时，动角为零。随着载荷的增加，动角逐渐增大，而静角则之间减小。当动角增大到1时达到极限状态（静角为零），由于过载使带传动的有效拉力F达到最大值，带将开始打滑。cb fe bbee 由于带在小轮上的包角较小，所以打滑总是在小轮上发生

8、。 打滑是由于载荷过大引起的，它会造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定状态，故正常使用中带传动不应出现打滑现象。普通普通V带传动设计带传动设计普通普通V带和带轮带和带轮带传动的设计准则带传动的设计准则设计计算和参数选择设计计算和参数选择普通普通V V带和带轮带和带轮1.普通V带结构 普通V带由顶胶、承载层、底胶和包布组成（图1-10）。承载层是胶帘布或绳芯。绳芯结构的柔韧性好，适用于转速较高和带轮直径较小的场合。 按截面尺寸普通V带分为：Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。各型号的截面尺寸和线质量见表17-12带轮 表1-2给出了普通V带带轮的轮缘尺寸。V带弯曲时两侧面夹角小于40，槽楔角

9、也应减小1-10带传动的设计准则带传动的设计准则带传动的主要失效形式： 打滑 带的疲劳破坏带传动的设计准则为： 在保证不打滑的条件下，带具有一定的疲劳强度和寿命。 设计计算步骤和参数选择设计计算步骤和参数选择1. 计算功率 式中， 为工况系数，见表17-4；P为传递功率。2. 带的型号 带的型号可根据计算功率 和小带轮转速 由图1-11选取。在两种型号相邻的区域，可两种型号同时计算，然后根据使用条件择优选取。3. 带轮基准直径 带轮直径愈小，传动所占空间愈小，但弯曲应力愈大，带越易疲劳。表1-5列出了最小带轮基准直径。设计时，应使小带轮基准直径 dmin， PKPAcddAKcP1ddcP1n

10、大带轮基准直径 、 通常按表1-6推荐的直径系列圆整。4. 带速v 普通V带质量较大。带速太高时，会因离心惯性力过大而降低传动能力；带速过低，则在传递相同功率的条件下所需有效拉力F较大，要求带的根数较多。一般v530m/s。带速的计算公式为 5. 中心距a 和带的基准长度 带传动的中心距不宜过大，否则工作中将因载荷变化引起带的颤动。中心距也不宜过小，因为中心距愈 211d2dnnddd1dd2dd11d 22vdndndL小，带的长度愈短，在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳。一般初定中心距 为初选 后，根据带传动的几何关系，按下式初算带的基准长度 根据 ，按表17-9

11、选取接近的基准长度，然后再按下式计算实际中心距a 0a)(2)(7 . 02d1d02d1dddadd0adL021d2d2d1d04)()(22addddaLddL8)( 8)(2)(221d2d22d1d2d1ddddddLddLad 在使用中，V带传动的中心距一般需要调整，所以a可采用下式近似计算 6. 小带轮上的包角 包角是影响带传动工作能力的重要参数之一。包角大，带的承载能力高；反之，则易打滑。在V带传动中，一般小带轮上的包角 不宜小于120，个别情况下可小到90。 的计算式为 （）2dd0LLaa1113.571801d2d1add7. 带的根数z V带根数z可由下式计算 z 式中

12、， 为单根普通V带的基本额定功率，见表17-3； 为考虑i 1时额定功率的增量，见表17-7；K为包角修正系数，见表17-8； 为带长修正系数，见表17-9。8. 初拉力 既保证传动功率，又不出现打滑的单根V带所需初拉力 可由下式计算LcKKPPP)(111p1pLK0F0F 无自动张紧的带传动，使用新带时的初拉力应为上式 的1.5倍。初拉力一般可以通过在两带轮切点间跨距的中点M，加一个垂直于两轮上部外公切线的载荷G（图1-12），使带产生挠度y为1.6/100（即挠角为1.8）来控制。G 值见表17-10。9. 作用在轴上的载荷 带作用在轴上的载荷 可近似按下式计算 2015.2500qvKvzPFcQFQF2sin210zFFQ0F 1-12普通带传动的张紧装置普通带传动的张紧装置 由于带工作一段时间后会发生松弛现象，造成初拉力 减小，传动能力降低，此时带需重新张紧。 带的张紧装置分为定期张紧装置和自动张紧装置两类。1定期张紧装置 当中心距可调时，可利用滑轨和调节螺钉（图 1-14a）、摆动架和调节螺杆（图1-14b）进行定 期张紧； 当中心距不可调时，可利用张紧轮装置（图1- 14c）。 为避免反向弯曲应力降低带的寿命并防止包角0F11-14过小，应将张紧轮置于松边内侧靠近大带