教学目地1了解带传动的特点、类型及适用场合.

1、教学目地 ：1 了解带传动的特点、类型及适用场合2了解带传动的工作情况分析3掌握带传动的设计计算方法4熟悉带传动的使用、维护方法教学重点 ：1 带传动的特点、适用场合。2带传动的设计计算3带传动的使用、维护方法教学难点：1 带传动的工作情况分析2带传动的设计计算方法第七章 带传动7.1 带传动的特点和类型如右图所示， 带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。当原动机驱动主动带轮转动时，由于带与带轮之间摩擦力的作用，是从动带轮一起转动，从而实现运动的动力的传递。7.1.1 带传动的特点 带传动一般有以下特点：1. 带有良好的饶性， 能吸收震动， 缓 和冲击，传动平稳噪音小。

2、2. 当带传动过载时，带在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到保护作用。3. 结构简单，制造，安装和维护方便；4. 带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率较低。5. 由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力。6. 带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑。7. 带的寿命较短，需经常更换。由于带传动存在上述特点，一般情况下，带传动传动的功率P100KW，带速 v=5-25m/s ，平均传动比 i 5，传动效率为 94%-97%。同步齿形带的带速为 40-50m/s ，传动比 i 10，传递功率可达 200KW,效率高达 98%-99%。7.1.2 带传动的类型带

3、传动根据横截面形状不同可分为平带传动、5-1 所示V 带传动、多楔带、圆形带、齿形带如教材图平带有胶帆布带、编织带、锦纶复合平带。各种平带规格可查阅有关标准。平带传动 结构最简单，平带绕曲性好 ，易于加工，在传动中心距较大场合应用较多。高速带传动通 常也使用平带。目前在一般传动机械中，应用最广的是V 带传动。传动时， V带只和轮槽的两个侧面相接触，即以两个侧面为工作面，根据槽面摩擦原理，在同样的张紧力下， V 带传动较平 带传动能产生更大摩擦力， 这是 V 带传动最主要的优点，此外，V带传动传动较大，结构更紧凑。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。圆形带：横截

4、面为 圆形。只用于小功率传动。同步带传动是一种啮合传动，兼有带传动合齿轮传动的特点。同步带传动时无相对滑 动，能保证准确的传动比。传动功率较大（数百千瓦） 、传动效率高（达 0.98 ），传动比较 大（ i<12 20 ），允许带速高（至50m/s ），而且初拉力较小，作用在轴和轴承上的压力小，但制造、安装要求高、价格较贵。7.2 V 带和 V 带轮7.2.1 V 带的结构和标准V带有普通 V 带、窄 V 带、宽 V带、联组 V带等。普通 V 带为无接头的环形带。由伸张层、强力层、压 缩层和包布层组成，如左图所示。包布层由胶帆布制 成。强力层由几层胶帘布或一排胶线绳制成，前者为 帘布结构

5、 V带，后者称为绳芯结构 V带。帘布结构 V 带抗拉强度大， 承载能力较强；绳芯结构 V 带柔韧性好，抗弯强度高，但承载能力 较差。为了提高 V 带抗拉强度，近年来已开始使用合成纤维 （锦纶、 涤纶等）绳芯作为强力层。我国生产的普通 V 带的尺寸采用基准宽度制， 共有 Y、Z、A、B、 C、D、E七种型号。 Y型 V带截面尺寸最小， E型 V 带截面尺寸最大， 如左图所示。各种型号V带的基准宽度 bp对应 V带轮基准直径 dd，V带在规定的张紧 力下位于带轮基准直径上的圆周线的长度称基准长度 Ld, 它是 带的公称长度。用于带传动的几何尺寸计算和带的标记。v 带传动相比，窄 v 带传动具有传动

6、能v 带传动功率大 50 150），能用于高速传动 （ v=35 45m/s）。效率高（达v 带传动已广泛应用于高速、大功率的机械窄 v 带顶面呈弧形，可使带芯受力后保持直线平齐排列， 因而各线绳受力均匀；两侧呈凹形，带弯曲后侧面变直，与轮槽 能更好贴合，增大了摩擦力；主要承受拉力的强力层位置较高， 使带的传力位置向轮缘靠近；压缩层高度加大，使带与带轮的有 效接触面积增大，可增大摩擦力和提高传动能力；保布层采用特 制柔性保布，使带绕性更好，弯曲应力较小。因此，与普通 力更大、（比同尺寸普通 92 96）、结构紧凑、疲劳寿命长等优点。目前，窄 传动装置。普通 V 带的标记为：截面 基准长度 标记

7、编号标记实例： B 型带，基准长度为 1000mm,标记为： B1000 GB11544 89V 带截面与公称长度的关系： 带弯曲时不伸长又不缩短的层中性层又称节面。 带的 节面宽度 bp，bp/h称相对高度：普通 V 带 DP/h=0.7； 窄 V 带 D P/h=0.9 带轮基准直径 D 带轮上与节面相对应的直径。Ld基准长度 Ld位于带轮基准直径上的周线长度对称公称长度 7.2.2、 V 带轮的材料和结构 带轮材料：铸铁、铸钢钢板冲压件 铸铝或塑料 结构尺寸：1）实心式图 5-7aD( 2.53)d2)胶板式5-7bD 300mm3）孔板式5-7cD 300(D1-D1 100mm 时)

8、4）轮辐式5-7dD>3005）冲压式结构尺寸按带的型号参照教材表 5-3 和教材表 5-4 定7.3 带传动的受力分析和应力分析 7.3.1 带传动的受力分析和打滑 为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力套在带轮上。当传动带静止时，带两边承 受相等的拉力，称为初拉力 F0，如图所示。当传动带传动时，由于带与带轮接触面之间摩擦力的作 用，带两边的拉力不再相等，如图所示。一边被拉紧， 拉力由 F0 增大到 F1，称为紧边；一边被放松，拉力由 F0 减少到 F2，称为松边。设环形带的总长度不变，则紧边 拉 力 的 增 加 量 F1-F 0 应 等 于 松 边 拉 力 的 减 少 量

9、F0-F 2。F 1-F0=F0-F 2F 0=（F1+F2）/2带两边的拉力之差 F 称为带传动的有效拉力。实际 上 F 是带与带轮之间摩擦力的总和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效拉力 F 与总摩擦力相等， F 同时也是带传动所传递的圆周力，即 F=F1-F2 带传动所传递的功率为 P=Fv/1000 式中 P为传递功率，单位为 KW； F为有效圆周力，单位为 N；v 为带的速度，单位为 m/s。 在一定的初拉力 F0 作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力 超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为 打滑。带打滑时

10、从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，应避免打滑。当 V 带即将打滑时， 紧边拉力 F1与松边拉力 F2 之间的关系可用柔韧体摩擦的欧拉公式表示，即F1 efF1 F2e f式中：f 摩 F2擦系数（对 V 型带 ffV代）D2 D11 180 2 1 60 （57.3）包角（ rad）一般为主动轮（小轮包角）a2 180D2 D1大轮包角） a60 (57.3)e 自然对数的底（ e=2.718 ）工作中，紧边伸长，松边缩短，但总带长不变（代数之和为 在力关系上即拉力差相等0，伸长量 =缩短量）这个关系反应即：F1 F0 F0 F2 F1 F2 2F05-4)在不打滑的条件下

11、所能传递的最大圆周力为：effFec 2F0 (e1 ) 2F0 (1ef1efF0：Fec F0。F0大 ；N大， Ff大Fec但 F0 过大，磨损重，易松驰，寿命短。 F0 过小，工作潜力不能充分发挥，易于跳动与打滑。结 论：适当 F0（经验）与 ： 大接触弧长， Fec大，传递 Fec 大传递扭矩 T 越大 f：相同条件下， f 大， Ff， Fe 大，传动承载能力高。三角带 fv>f，带承载能力大。1Ffc Fec F1（1f ）最大拉力与 F1 的关系为：e7.3.2 带传动的应力分析带传动工作时，带上应力有以下三种：紧边 1 F1 / A1、拉应力2 F2 / A （ Mpa

12、） 1 2 A 带的横截面积2、离心应力 C由于带有厚度，绕轮作圆周运动，必有离心惯性力C（分布力学）在带中引起离心拉力FC，从而产生离心应力 C 。 离心拉应力：C FC / A qV式中： q单位带比质量（ N ），V 带的线速度（ m/s）g重力加速度gA ( Mpa)2 g=9.8m/s2Mh bE3、弯曲应力 b ，作用在带轮段，其大小为： W D （ Mpa ） 式中： E 为带的弹性模量 Mpa； h 为带的高度 mm; D 为带轮的基准直径 mm。4、带中应力分布情况如图左所示 1 2 ，从紧边 1 松边 2b1 b2 只在弯曲部分有C 带全长存在在 A1 点最大应力： max

13、 1 b1 cmax 位置产生在紧边与小带轮相切处 工作时带中的应力是周期性变化的，随着位置的不同，应力大小在不断地变化，带容易产生 疲劳破坏。由疲劳强度条件： max 1 b1 c 带的许用拉应力7.4 传动带的弹性滑动和传动比 传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕 过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小为 F2,其弹性伸长量也由 1 减小为 2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了（1- 2），带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。同样，当带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐 被拉长，沿轮面

14、产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。这种由于带的弹性 变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹 性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避 免的。弹性滑动的影响，使从动轮的圆周速度v2 低于主动轮的圆周速度 v1，其圆周速度的相对降低d2d1(1 )带传动的实际传动比：程度可用滑差率 来表示。即 滑动率 v1 v2 v1带传动的理论传动比：i = n1/n2=d2/d1in1n2在一般传动中 =0.010.02 其值不大 ,可不予考虑 .7.5普通

15、 V 带传动的设计7.5.1 带传动的实效形式和设计1、失效形式（主要） 1） 打滑； 2） 带的疲劳破坏 另外还有磨损静态拉断等2、设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命7.5.2 单根 V 带的基本额定功率单根普通 v 带在试验条件所能传递的功率，称为基本额定功率，用P1 表示单根普通 v 带在设计所给定的实际条件下，允许传递的功率，称为额定功率，用P表示：P=（P1+P1）KKL 式中: P1 为单根 V 带的基本额定功率 ,kW； 查表 55单根普通 v 带基本额定功率 P1 是在特定试验条件（特定的带基准长度Ld，特定使用寿命，传动比 i=1 ，包角 180 ，载

16、荷平稳）下测得的带所能传递的功率。一般设计给定的实际条件与上述 试验条件不同，须引入相应的系数进行修正。 P1为功率增量 ,Kw; 当传动比 i 1 时,带在大轮上的弯曲应力较小 ,传递的功率可以增大些。 查表 56。 K 包角修正系数，见教材表 5 7；KL带长修正系数 , 见教材表 58。 7.5.3带截面型号和根数的确定带截面型号可由计算功率 和小带轮转速 n1查教材图 10 得到。PC=KAP式中： P 为传动的额定功率 kW； KA为工作情况系数，查教材表 59。V型带的根数 Z 可按下式确定：Z=PC/ P = PC/(P 1+P1)K KL一般 Z=， max 10. 以保证受力

17、均匀。7.5.4 主要参数的确定1. 带轮的基准直径和带速带轮直径小，则传动结构紧凑，但弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时，应取小轮基准直径dd1 ddmin。 ddmin 值见表。带速 Vdd1n1/60 ×1000式中： V 的单位 m/s; d d1的单位为 mm; n1 的单位为 r/min.若 V 太小，由 P=FV可知，传递同样功率 <P 时，圆周力 F 太大，带的根数太多，且 P1 太小，弯 曲增加，寿命降低，措施：应 dd1增加。 V太大，则离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力降低， 传递载荷能力下降，传递同样载荷时所需张紧力增加，带的疲劳寿命下降，这时措施d

18、d1 应减小，否则寿命太短。一般 V 25 之间。2. 中心距和带长如结构布置有要求已定则中心距 a 按结构确定。若求中心距 a时：初选 a0 的取值范围为： 0.7(D1 D2) a0 2(D1 D2) 带的长度可由几何条件求得：2L 2a+1.57(d d1+ d d2)+( d d2+ d d1) /4a根据中心距 a0计算出带长 L0, 由表 52 中取接近基准长度 Ld,再按下式计算实际中心距 a: aa0+(Ld-L 0)/23. 小轮包角0 da 2 da101 1800a 2a1 57.30a一般要求 120 , 若不能满足此条件 ,可增大中心距或减小两轮直径差。4. 初拉力 适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要因素，初拉力太小容易打滑，初拉力太大降低带的 寿命，且对轴和轴承的压力增大。单根 V带的初拉力 F0 可按下式计算：F0 500 Pca (2.5 K ) q V 20 VZ K式中： q 为 V 带每米的质量 kg/m,该式为单根带不打滑所适合的 F0值。新安装常易松驰(如非自动张紧)取F0 1.5F0 ，F0初拉力的控制：通过在两带和带轮两切点跨距中点加一载荷G，测量带的挠度(教材图5-11 )，要求L=100mm，挠度 y=1.6mm合适