第11章 带传动

1、第第1111章带传动章带传动第第1111章章 带传动带传动11-1 11-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用一、带传动的组成和工作原理、带传动的组成和工作原理1.带传动的组成带传动的组成主动轮、从动轮、封闭环形带主动轮、从动轮、封闭环形带2.传递原理传递原理主动轮转动时，利用带与带轮之间的摩擦，将动力传递给从动轮。主动轮转动时，利用带与带轮之间的摩擦，将动力传递给从动轮。这类传动属于摩擦传动。这类传动属于摩擦传动。第第1111章带传动章带传动二、带传动的类型二、带传动的类型1.1.传动形式（按传动布置形式）：传动形式（按传动布置形式）：开口传动：开口传动：用途广泛，用于用途广泛，用于两轴

2、平行两轴平行 且同方向且同方向回转的场合。回转的场合。交叉传动：交叉传动：用于用于两轴平行且反方向两轴平行且反方向回回 转的场合。转的场合。 amin20b,Vmax15m/s。半交叉传动：半交叉传动：用于用于空间两交叉轴空间两交叉轴的的 回转传动。回转传动。第第1111章带传动章带传动2.2.带的类型带的类型8-1 8-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用按工作原理分按工作原理分摩擦式带传动摩擦式带传动 啮合式带传动啮合式带传动 按带的截面形状分按带的截面形状分 平带平带 V V带带 圆带圆带 多楔带多楔带 同步齿形带同步齿形带第第1111章带传动章带传动三、带传动的特点及应用三、带传动

3、的特点及应用1 1带传动的特点带传动的特点适于两轴中心距较大的传动适于两轴中心距较大的传动可以缓冲、吸振可以缓冲、吸振当过载时可自动打滑当过载时可自动打滑结构简单，成本低结构简单，成本低优点优点尺寸大，不紧凑尺寸大，不紧凑带与带轮接触面间有滑动，不能保证准确的传动比带与带轮接触面间有滑动，不能保证准确的传动比传动效率低，带的寿命短，传动效率低，带的寿命短，不宜用于易燃、易爆的场合。不宜用于易燃、易爆的场合。需要张紧装置需要张紧装置缺点缺点2.2.应用应用带速：一般带速：一般5m/s5m/s25m/s25m/s，最高，最高80m/s80m/s功率：最高功率：最高700KW700KW机床、抽水泵、

4、缝纫机机床、抽水泵、缝纫机 第第1111章带传动章带传动 11-2 11-2 带和带轮带和带轮一、普通一、普通V V带的结构和规格带的结构和规格 1.1.结构结构 由包布，顶胶，抗拉体和底胶组成由包布，顶胶，抗拉体和底胶组成2.2.规格规格V V带带 普通普通V V带：带：Y、Z、A、B、C、D、E 窄窄 V V 带：带：SPZ、SPA、SPB、SPC 宽宽 V V 带带 已标准化已标准化第第1111章带传动章带传动u普通普通V V带标记带标记 带标准号基准长度截型名称第第1111章带传动章带传动 u普通普通V V带的结构参数带的结构参数pb节线：节线：V V带弯曲时，带中保持原有长度不变的周

5、线带弯曲时，带中保持原有长度不变的周线节面：带的全部节线组成的面。节面：带的全部节线组成的面。 节宽：节面宽度称为节宽节宽：节面宽度称为节宽 V V带轮槽两侧的夹角：带轮槽两侧的夹角：3232 34 34 36 36 38 38，V V带带4040顶宽顶宽b第第1111章带传动章带传动基准长度基准长度基准长度：基准长度：沿中性层（节面）量得的长度，设计沿中性层（节面）量得的长度，设计 时的计算长度。时的计算长度。公称长度：公称长度：带的内周长度。带的内周长度。u普通普通V V带的结构参数带的结构参数公称长度公称长度第第1111章带传动章带传动二、二、V V带轮的材料和结构带轮的材料和结构1.1

6、.材料材料主要采用铸铁；主要采用铸铁；HT200HT200转速高时采用铸钢；转速高时采用铸钢；ZG45ZG45小功率时可用铸铝或塑料；小功率时可用铸铝或塑料；第第1111章带传动章带传动二、二、V V带轮的材料和结构带轮的材料和结构2.2.结构结构通常由轮缘、轮毂、轮辐或腹板组成通常由轮缘、轮毂、轮辐或腹板组成第第1111章带传动章带传动uV带轮结构带轮结构第第1111章带传动章带传动实心式（实心式（dd3d）uV带轮结构带轮结构第第1111章带传动章带传动腹板式（腹板式（ d dd d300300350mm350mm ）uV带轮结构带轮结构第第1111章带传动章带传动轮辐式轮辐式（d dd

7、d 300300350mm 350mm ）uV带轮结构带轮结构第第1111章带传动章带传动uV带轮结构带轮结构第第1111章带传动章带传动三、带传动的几何计算三、带传动的几何计算带长带长L L（基准长度）（基准长度）基本参数：基本参数：中心距中心距a带轮直径带轮直径D1 D1 、D2D2包角包角角角1第第1111章带传动章带传动）（4 .113 .571801802)2sin(21800120101201aDDaDD010210021118018022218057 3DDsin()aDD.a三、带传动的几何计算三、带传动的几何计算002ddLLaa第第1111章带传动章带传动212122122

8、12122221122 222211 22411 3DDLacos()()(DD )DDcos()()aDD(DD )L()a(. )aa(. ) 三、带传动的几何计算三、带传动的几何计算22112()2()4DDLaDDa22212112442mmmLDaLDDDDDD第第1111章带传动章带传动 11-311-3带传动的受力分析带传动的受力分析一、受力分析、受力分析带之间的拉力带之间的拉力（带轮工作时（带轮工作时 的摩擦力）的摩擦力） 绕带轮的离心力绕带轮的离心力静止与运动有区别静止与运动有区别绕带轮的弯曲力绕带轮的弯曲力第第1111章带传动章带传动1.1.带的拉力带的拉力静止时：静止时：

9、带两边拉力等于初拉力带两边拉力等于初拉力0F运动时：运动时：主动轮：摩擦力主动轮：摩擦力 使紧边拉力使紧边拉力 增大增大1FfF从动轮：摩擦力从动轮：摩擦力 fF使松边拉力使松边拉力 减小减小2F设环形带的总长度保持不变：设环形带的总长度保持不变： 不变不变01021202FFFFFFFfF第第1111章带传动章带传动有效拉力有效拉力 1.1.带的拉力带的拉力120121()2FFFFFF有效拉力与带速有效拉力与带速V V及传递功率及传递功率P P之间的关系为：之间的关系为：1000Fvp 式中：式中：V带速带速 m/s P带功率带功率Kw F有效拉力有效拉力N第第1111章带传动章带传动u绕

10、性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式打滑打滑：带与带轮之间就会产生滑动，这种现象称为打滑。带与带轮之间就会产生滑动，这种现象称为打滑。fFF当当 时时11212(1)(1)ffFFFFeF e当忽略离心力的作用，由欧拉公式：当忽略离心力的作用，由欧拉公式：Fmax？11ffFeFe21fFFe：为包角。一般取小轮包角：为包角。一般取小轮包角 ：带与轮面间摩擦系数。对：带与轮面间摩擦系数。对V V带应用带应用代替。代替。 sin2fff0121ffeFFe第第1111章带传动章带传动u绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式公式讨论：公式讨论：f：带与轮面间摩擦系数。对：带与轮面间摩擦系数。对

11、V V带应用带应用sin2ff代替。代替。 第第1111章带传动章带传动u绕性体摩擦的欧拉公式绕性体摩擦的欧拉公式公式讨论：公式讨论：u初张紧力初张紧力F0越大，最大有效拉力越大；越大，最大有效拉力越大；u包角越大，最大有效拉力越大；包角越大，最大有效拉力越大；u摩擦系数越大，最大有效拉力越大；摩擦系数越大，最大有效拉力越大； V V带比平带可传递更大的有效拉力。带比平带可传递更大的有效拉力。FmaxFmax的确定：的确定：max120121ffeFFFFeuF F0 0增大，可增大增大，可增大F F；但会降低带的寿命。；但会降低带的寿命。uP=FVP=FV；带传动应放在高速级。；带传动应放在

12、高速级。第第1111章带传动章带传动2.2.离心力离心力离心力作用在带的全长上离心力作用在带的全长上2cFqvq：单位长度带的单位长度带的质量质量kg/m211ffF eFqve221fFFqve22001112()2()111ffffeeFFqvFqvee12101211(1)()2fFFFFFFFe第第1111章带传动章带传动二、带的应力二、带的应力1.紧边与松边拉力所产生的应力紧边与松边拉力所产生的应力1122/FAFA2.2.离心力所产生的应力离心力所产生的应力2/ccFAqvA3.3.弯曲应力弯曲应力2byEd1max1cb最大应力发生在紧边进入小带轮处。最大应力发生在紧边进入小带轮

13、处。第第1111章带传动章带传动三、带的弹性滑动三、带的弹性滑动1 1弹性滑动弹性滑动弹性变形沿轮的轮面向拉力的紧边弹性变形沿轮的轮面向拉力的紧边方向逐渐增大，产生相对滑动。方向逐渐增大，产生相对滑动。由于材料的弹性变形引起带在带轮上的微小滑动称为弹性滑动。由于材料的弹性变形引起带在带轮上的微小滑动称为弹性滑动。 弹性滑动定义弹性滑动定义滑动率滑动率 ：从动轮圆周速度的降低率。从动轮圆周速度的降低率。 12222111 1121211(1)vvvd nvvd ndnnd 忽略弹性滑动忽略弹性滑动 1221ndind第第1111章带传动章带传动2.2.打滑与弹性滑动的区别打滑与弹性滑动的区别弹性

14、滑动弹性滑动: 由于带的弹性及工作时紧松边存在拉力差引起的。由于带的弹性及工作时紧松边存在拉力差引起的。 是带传动中不可避免是带传动中不可避免. .打滑：打滑：由于过载（摩擦力小于有效拉力）引起的一种失效。由于过载（摩擦力小于有效拉力）引起的一种失效。 在带传动正常工作时应避免出现打滑。在带传动正常工作时应避免出现打滑。对开式传动，带大轮的包角总是大于小轮包角，对开式传动，带大轮的包角总是大于小轮包角，所以打滑总是发生在小轮上。所以打滑总是发生在小轮上。第第1111章带传动章带传动8-4 8-4 普通普通V V带传动的设计计算带传动的设计计算一、带传动失效形式一、带传动失效形式交变应力下的疲劳

15、失效交变应力下的疲劳失效打滑打滑二、设计准则二、设计准则在不打滑条件下，带具有一定疲劳强度和寿命。在不打滑条件下，带具有一定疲劳强度和寿命。max11 bc第第1111章带传动章带传动三三. . 设计数据和设计计算内容设计数据和设计计算内容传递的功率传递的功率P P转速（转速（ n1n1、n2 n2 ）或传动比）或传动比 i i工作条件（原动机类型和工作情况）工作条件（原动机类型和工作情况）其他要求（外廓尺寸、中心距及安装位置的要求）其他要求（外廓尺寸、中心距及安装位置的要求）原始数据（已知条件）原始数据（已知条件）第第1111章带传动章带传动四、设计计算内容四、设计计算内容确定带的型号、长度

16、和根数确定带的型号、长度和根数确定传动中心距确定传动中心距确定带轮基准直径、结构尺寸和材料确定带轮基准直径、结构尺寸和材料确定轴上作用力、初拉力确定轴上作用力、初拉力第第1111章带传动章带传动三、设计步骤三、设计步骤1.1.确定确定V V带截型和带轮基准直径带截型和带轮基准直径cAPK P确定设计功率：确定设计功率： 选择选择V V带截型带截型第第1111章带传动章带传动确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径dd1和和dd2d2然后选其标准值然后选其标准值 三、设计步骤三、设计步骤11212122(1)ddddnnddddnn验算带的速度验算带的速度V1 160 1000dd nv 一般在一般

17、在V=525m/s内选取内选取, ,以以V=2025m/s最为有利。最为有利。第第1111章带传动章带传动三、设计步骤三、设计步骤2 2确定中心距和确定中心距和V V带基准长度带基准长度初选中心距初选中心距0a120120.7()2()ddddddadd0dLdL确定确定V V带基准长度带基准长度然后选取标准长度然后选取标准长度22100120()2()24dddddddLadda计算实际中心距计算实际中心距002ddLLaa验算小轮包角验算小轮包角 121118057.3dddda1120第第1111章带传动章带传动3.3.确定确定v带的根数带的根数 计算计算V V带根数带根数00()cLP

18、zPP K K基本额定功率。查表基本额定功率。查表 基本额定功率增量。查表基本额定功率增量。查表 带长修正系数带长修正系数 式中：式中： 0P0PK包角修正系数包角修正系数LK计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷202.5500()cPKFqvzvK102sin2QFF z第第1111章带传动章带传动u普通普通V V带传动的设计步骤：带传动的设计步骤： 确定设计功率确定设计功率Pc 选带型号选带型号 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径D1、D2 验算带速验算带速v 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 验算包角验算包角a1 确定带的根数确定带的根数z 确定张紧（初拉力）

19、确定张紧（初拉力）F0 计算轴上载荷计算轴上载荷FQ第第1111章带传动章带传动8-5 8-5 带传动的张紧装置与维护带传动的张紧装置与维护一、带的张紧装置一、带的张紧装置第第1111章带传动章带传动u带的张紧装置带的张紧装置用带轮张紧第第1111章带传动章带传动二、带传动的维护二、带传动的维护1.1.安装时两带轮轴线必须平行。安装时两带轮轴线必须平行。 两轮槽中线必须对正，减轻磨损。两轮槽中线必须对正，减轻磨损。2.2.带传动必须加防护罩。带传动必须加防护罩。3.3.防止带老化，不宜于酸碱等介质接触。防止带老化，不宜于酸碱等介质接触。4.4.多根带并用时，应选相同的型号。多根带并用时，应选相

20、同的型号。 当一根带松弛或损坏时，应全部同时更换。当一根带松弛或损坏时，应全部同时更换。第第1111章带传动章带传动例例 题题 已知：已知：传递功率传递功率P=15kw，带速，带速V=15m/s，带在小轮上的包角，带在小轮上的包角 1=170(2.97rad)，带的厚度，带的厚度=4.8mm，宽度，宽度b=100mm， 带的密度带的密度=0.001kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数，带与轮面间的摩擦系数f=0.3。试求：试求：传递的圆周力传递的圆周力紧边、松边拉力紧边、松边拉力离心力在带中的拉力离心力在带中的拉力 所需初拉力所需初拉力作用在轴上的压力作用在轴上的压力一平带传动。一平带传动。解：

21、解： 传递的圆周力传递的圆周力10001000 15100015pFNv第第1111章带传动章带传动例题（续）例题（续）紧边、松边拉力紧边、松边拉力0.3 2.9710.3 2.9720.3 2.97100016941111100069411fffeeFFNeeFFNee离心力在带中的拉力离心力在带中的拉力22321 100.48 10 100 15108cFqvb vN 第第1111章带传动章带传动 例题（续）例题（续）所需初拉力所需初拉力0121()13022cFFFFN作用在轴上的压力作用在轴上的压力101702sin2 1302sin259022QFF zN第第1111章带传动章带传动例题例题设计：设计：一电动机与减速器之间的普通一电动机与减速器之间的普通V V带传动。带传动。 已知：已知：电动机功率电动机功率P=5kwP=5kw，转速，转速n n1 1=1460r/min=1460r/min，减速器输，减速器输 入轴转速入轴转速n n2 2=320r/min=320r