第8章 带传动

1、第八章第八章 带传动带传动8.1 8.1 带传动类型及其工作原理带传动类型及其工作原理 8.2 8.2 带传动带传动的受力分析和应力分析的受力分析和应力分析8.3 8.3 带的弹性滑动与失效形式带的弹性滑动与失效形式8.5 V8.5 V带传动的选用计算带传动的选用计算本章总结本章总结项目项目:多功能搅拌机、带式输送机多功能搅拌机、带式输送机已知条件已知条件:采用三相异步电机,额定功率500W,转速n1=12000r/min,传动比i=4。项目项目:多功能搅拌机多功能搅拌机 牵引知识点牵引知识点: :带传动的工作原理、特点、应用及标准，分析带传动的失效形式与设计准则，设计的思路和方法;V V带传

2、动的设计计算带传动的设计计算/ /同步带传动设计方法同步带传动设计方法使用和维护方面应注意的问题。 重点、难点重点、难点设计计算方法设计计算方法;不同材料带传动的类型选择不同材料带传动的类型选择 学时：学时：4学时8.18.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用如图所示，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，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。1.1.带传动的组成和工作原理带传动的组成和工作原理 8.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用2.2.带传动的类型带传动的类型 按传动原理分：按传动原理分：（1

3、）摩擦带传动：摩擦带传动： 靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动：啮合带传动： 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。摩擦型带传动摩擦型带传动依靠挠性带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力依靠挠性带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力具备带传动的一般特点以外，还具有：具备带传动的一般特点以外，还具有： 1.1.过载时带沿着带轮工作面打滑，起到安全保护作用；过载时带沿着带轮工作面打滑，起到安全保护作用； 2.2.结构简单，制造成本低，拆装方便；结构简单，制造成本低，拆装方便； 3.3.带与带轮面之间存在弹性滑动，传动效率较低，传动比

4、不准带与带轮面之间存在弹性滑动，传动效率较低，传动比不准确，带的寿命较短。确，带的寿命较短。 啮合型带传动啮合型带传动 啮合型带传动啮合型带传动，也称，也称同步带传动同步带传动，它是，它是依靠同步带上的齿与带轮依靠同步带上的齿与带轮齿槽之间的啮合来传递运动和动力齿槽之间的啮合来传递运动和动力的的。 同步带传动兼有带传动和啮合传同步带传动兼有带传动和啮合传动的优点，既可保证传动比准确，动的优点，既可保证传动比准确，也可保证较高的传动效率（也可保证较高的传动效率（9898以以上）；适应的传动比较大，可达上）；适应的传动比较大，可达1010，且适应于较高的速度，带速可达且适应于较高的速度，带速可达

5、50 m50 ms s。其缺点在于同步带及带。其缺点在于同步带及带轮制造工艺复杂，安装要求较高。轮制造工艺复杂，安装要求较高。 同步带传动主要用于中小功率、同步带传动主要用于中小功率、传动比要求精确的场合，如打印机、传动比要求精确的场合，如打印机、绘图仪、录音机、电影放映机等精绘图仪、录音机、电影放映机等精密机械中。密机械中。 按传动带的截面形状分按传动带的截面形状分（1）平带：平带： 平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。8.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用2.2.带传动的类型带传动的类型 （2）V V 带带： 截面形状为梯形，两侧面为工作表面。（4）圆形带：圆形带： 横截面为圆形。只

6、用于小功率传动。 （5）齿形带（同步带）齿形带（同步带）：（3）多楔带：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。 按传动带的截面形状分按传动带的截面形状分8.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用2.2.带传动的类型带传动的类型 按用途分按用途分（1）传动带传动带 传递动力用（2）输送带输送带 输送物品用。8.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用2.2.带传动的类型带传动的类型 本章仅讨论传动带。3.3.带传动的特点带传动的特点能吸收振动，缓和冲击能吸收振动，缓和冲击, ,传动平稳，噪音小；传动平稳，噪音小；过载时，带会在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过过载时，

7、带会在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用；载保护作用；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；结构简单，制造、安装和维护方便，成本低；带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传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低；动比，传动精度和传动效率低；由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑；带的寿命较短，需要经常更换；带的寿命较短，需要经常更换；不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合

8、。 8.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用4.4.带传动的应用带传动的应用 摩擦带传动适摩擦带传动适用于要求传动用于要求传动平稳、传动比平稳、传动比要求不准确、要求不准确、中小功率的远中小功率的远距离传动。距离传动。8.1带的工作原理和应用带的工作原理和应用V V带的结构带的结构V V带有普通带有普通V V带、窄带、窄V V带、宽带、宽V V带、汽车带、汽车V V带、大楔角带、大楔角V V带等。带等。其中以普通其中以普通V V带和窄带和窄V V带应用较广。带应用较广。1.V1.V带的规格标准带的规格标准 普通普通V V带已标准化，按截面尺寸从小到大可分为带已标准化，按截面尺寸从小到大可分为

9、Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E七种型号七种型号 。标准。标准V V带都制成无接头的环形带，其横截面带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图所示。抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。结构如图所示。抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。带绕在带轮上时产生弯曲，外层受拉伸长，内层受压缩短，内外层之间必有一长度不变的中性层，其宽度b b p p称为节宽节宽。V带轮上与b b p p相应的带轮直径d d d d 称为基准直径基准直径。与带轮基准直径相应的带的周线长度称为基准长度基准长度，用L Ld d表示。两带轮轴线间的距离a称为中心距中心距，带与带轮接触弧所对应的中心角称为

10、包角 。 12工作中：工作中： 1.1.紧边拉力增至紧边拉力增至 ，拉力变化，拉力变化 2.2.松边拉力降至松边拉力降至 ，拉力变化，拉力变化 假定带长不变假定带长不变8.2、带传动的受力分析和应力分析、带传动的受力分析和应力分析1e21fFF v021FFF 工作之前工作之前：011FFF202FFF21FF)(21210FFF3.3.有效圆周力有效圆周力F F5.5.有效圆周力有效圆周力F F、功率、功率P P 和带速和带速 之间的关系之间的关系 2/2/0201FFFFFFvPF1000 1e1e2)e11 (11101maxfffFFF1F2F4.4.有效圆周力有效圆周力F F、F F

11、1 1、F F2 2和和F F0 0之间的关系之间的关系6.6. 欧拉公式欧拉公式7. 最大有效圆周力最大有效圆周力21FFFv带截面产生的应力包括三个部分：带截面产生的应力包括三个部分：1.1.由拉力产生的拉应力由拉力产生的拉应力 2.2.由离心力产生的拉应力由离心力产生的拉应力 Aqv2c二、带的应力分析二、带的应力分析 AFAF/2211 3.3.由弯曲产生的弯曲应力由弯曲产生的弯曲应力dbdEh 由上式可知，带愈厚，或者带轮直径愈小，带所受的弯曲应力就由上式可知，带愈厚，或者带轮直径愈小，带所受的弯曲应力就愈大。显然，带绕过小带轮时产生的弯曲应力愈大。显然，带绕过小带轮时产生的弯曲应力

12、b1 b1 大于带绕过大带轮大于带绕过大带轮时的弯曲应力时的弯曲应力b2b2 ，因此设计中应当限制小带轮的最小直径，因此设计中应当限制小带轮的最小直径d d1min1min。 三种应力沿带长的分布及变化情况图三种应力沿带长的分布及变化情况图8.3、带传动的弹性滑动、带传动的弹性滑动 1 1弹性滑动现象弹性滑动现象 由于带的弹性变形量的变化而引起带在带轮表面上产生局部、由于带的弹性变形量的变化而引起带在带轮表面上产生局部、微小相对滑动的现象，称为微小相对滑动的现象，称为弹性滑动弹性滑动。在带传动中，由于摩擦力在带传动中，由于摩擦力使带在紧边和松边产生不同程度的拉伸变形，因而弹性滑动是摩使带在紧边

13、和松边产生不同程度的拉伸变形，因而弹性滑动是摩擦型带传动特有的现象，在工作时是不可避免的。擦型带传动特有的现象，在工作时是不可避免的。2 2打滑、弹性滑动与打滑打滑、弹性滑动与打滑 1 1弹性滑动现象弹性滑动现象 紧边拉力大于松边拉力：紧边拉力大于松边拉力： 紧边变形大于松边变形：紧边变形大于松边变形： 带对小带轮：滞后现象带对小带轮：滞后现象 带对大带轮：超前现象带对大带轮：超前现象 21FF 21ll n1静 弧动 弧弹性滑动现象的弹性滑动现象的后果后果降低传动效率；从动轮的圆周速度低于主降低传动效率；从动轮的圆周速度低于主动轮，造成传动比误差；引起带的磨损等。动轮，造成传动比误差；引起带

14、的磨损等。从动轮的圆周速度从动轮的圆周速度v2 2低于主动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度v1 1的降低程度，可用的降低程度，可用滑动率滑动率 来表示来表示：%100121 vvv 带传动的滑动率一般为带传动的滑动率一般为12，一般中可以忽略不计。计入，一般中可以忽略不计。计入弹性滑动影响时，带传动弹性滑动影响时，带传动传动比传动比的计算公式为的计算公式为 111221ddnni2 2打滑，弹性滑动与打滑打滑，弹性滑动与打滑 打滑打滑 是指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆周力超是指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆周力超过带与带轮面间摩擦力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发过带与带

15、轮面间摩擦力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发生显著的相对滑动。生显著的相对滑动。 打滑将使带传动失效并加剧带的磨损，因而在正常工作中应打滑将使带传动失效并加剧带的磨损，因而在正常工作中应当避免出现打滑现象。当避免出现打滑现象。 弹性滑动与打滑的区别弹性滑动与打滑的区别带传动的失效形式带传动的失效形式 打滑 带的疲劳破坏1.V1.V带带轮的结构设计带带轮的结构设计设计准则：设计准则：在保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳强度和寿命。8.4 8.4 普通普通V V带和带和V V带轮带轮 设计要求：设计要求： 质量小且质量分布均匀； 足够的承载能力； 良好的结构工艺性； 轮槽工作面要精细加工，以

16、减少带的磨损； 各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。 结构设计结构设计: 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮毂是带轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成一整体。 V带轮按腹板结构的不同分为以下几种型式：实心带轮、腹板带轮 、孔板带轮、轮辐带轮。 直径较小时可采用实心式；中等直径带轮采用腹板式；直径大于350mm时可采用轮辐式。轮毂与轮辐尺寸按经验公式计算，轮缘尺寸见表14-2-3。 8.4普通普通V带和带和V带轮带轮普通普通V带和带和V带轮带轮2.V2.V带带轮材料选择带带轮材料选择带轮的材料：带轮的材料：带轮的材

17、料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200,允许的最大圆周速度为25m/s；转速较高时宜采用铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）；小功率时可用铸铝或塑料。(a)(b)定期张紧装置定期张紧装置 ；（；（c）自动张紧装置）自动张紧装置 ； (d)利用张紧轮方式利用张紧轮方式 带轮的张紧带轮的张紧8.58.5普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算一、一、V V带规格和基本尺寸带规格和基本尺寸二、二、V V带传动设计准则带传动设计准则 三、单根三、单根V V带许用功率带许用功率四、四、V V带传动主参数设计要点及步骤带传动主参数设计要点及步骤五、设计实例五、设计实例 一、一、V带规格和基

18、本尺寸带规格和基本尺寸1.V1.V带特点带特点 梯形截面，靠侧面传递动力，当量摩擦系数高，因而可以比平带传梯形截面，靠侧面传递动力，当量摩擦系数高，因而可以比平带传递更大的动力。递更大的动力。2.2.结构组成结构组成 顶胶、抗拉体、底胶和包布顶胶、抗拉体、底胶和包布 3.3.截面代号截面代号：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E4.4.基本参数基本参数：节宽节宽b bp p、基准宽度、基准宽度b bd d、基准直径、基准直径d dd d、基准长度、基准长度L Ld d（指按带轮基准直径（指按带轮基准直径d dd d 计算的数值）等。计算的数值）等。5.5.型号组成型号组成：由

19、截面代号和基准长度组成，由截面代号和基准长度组成，如如A1600表示表示A型型V带，带，基准长度为基准长度为1600mm。二、二、V带传动设计准则带传动设计准则1.1.失效形式失效形式 疲劳断裂疲劳断裂 打滑打滑2.2.设计准则设计准则 在保证带传动不打滑的条件下，保证在保证带传动不打滑的条件下，保证V V带具带具有一定的疲劳寿命。有一定的疲劳寿命。三、单根三、单根V V带许用功率带许用功率1000e111000)e11 (10001111max0vAvFvFPff1000e11)(1cb10AvPfP0（P0 P0）K KL 保证不打滑单根保证不打滑单根V V带所能传递的功率带所能传递的功率

20、P P0 0为使为使V V带具有一定的疲劳寿命带具有一定的疲劳寿命既不打滑又既不打滑又 不疲劳断裂，单根不疲劳断裂，单根V V带传递的功率为带传递的功率为 当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对单根当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对单根V V带的基本额定功率加带的基本额定功率加以修正，获得实际工作条件下单根以修正，获得实际工作条件下单根V V带所能传递的功率，称为许用功率带所能传递的功率，称为许用功率 P P0 0 。K-包角系数，计入包角1180时对传动能力的影响；KL-长度系数，计入带长不等于特定长度时对传动能力的影响;P0-功率增量，计入传动比 时，带在大带轮上的弯曲程度减小对传

21、动能力的影响。 cb11max cb111i四、四、V带传动主参数设计要点及步骤带传动主参数设计要点及步骤1 1确定计算功率确定计算功率P Pc cPcKAP 3 3确定带轮基准直径确定带轮基准直径dd1、dd2)m/s(1000601d1ndv5 5确定中心距确定中心距a和带的基准长度和带的基准长度Ld d 初选初选a a0 0 初算带长度初算带长度Ld0d0 选择基准长度选择基准长度Ld 后，计算实际中心距后，计算实际中心距a0.7（dd1dd2） a0 2（dd1dd2） )mm(4)()(2202d1d2d2d10d0addddaL)mm(2d0d0LLaa2 2选择选择V V带型号带型号