第八章带传动

1、一、带传动的组成及其主要类型一、带传动的组成及其主要类型 按工作原理划分：按工作原理划分： 摩擦型带传动：主动轮、从动轮、传动带摩擦型带传动：主动轮、从动轮、传动带 啮合型带传动：主动齿带轮、从动齿带轮、啮合型带传动：主动齿带轮、从动齿带轮、 同步齿形带同步齿形带摩擦型带传动按传动带的横截面划分：摩擦型带传动按传动带的横截面划分： 平带传动：交叉传动，开口传动，半交叉传动；平带传动：交叉传动，开口传动，半交叉传动； 最简单，适合于中心距最简单，适合于中心距a a较大的情况较大的情况V V带（三角带）传动带（三角带）传动多楔带传动：适于传递功率较大要求结构紧凑场合多楔带传动：适于传递功率较大要求

2、结构紧凑场合圆形带传动：由于低速轻载仪器及家用器械中圆形带传动：由于低速轻载仪器及家用器械中二、特点及应用二、特点及应用 优点：优点：（1）缓冲吸振，噪音小（）缓冲吸振，噪音小（2）过载打滑，防止其它器）过载打滑，防止其它器 件损坏（件损坏（3）结构简单，成本低）结构简单，成本低 （4）适用于中心距较）适用于中心距较大的场合。大的场合。 缺点：缺点：（1）传动效率低，传动比不准确（）传动效率低，传动比不准确（2）传动的外）传动的外 廓尺寸较大（廓尺寸较大（3）带轮轴上受力较大（）带轮轴上受力较大（4）不宜用）不宜用 于易燃易爆的场合于易燃易爆的场合 应用范围：两轴中心距较大，传动比要求不严格的

3、场合。应用范围：两轴中心距较大，传动比要求不严格的场合。 普通普通V带的截面结构带的截面结构三、三、V V带的材料及结构带的材料及结构伸张层伸张层1强力层强力层2压缩层压缩层3包布层包布层4帘布结构绳芯结构按截面面积大小不同划分：按截面面积大小不同划分：Y、Z、A 、 B 、 C 、 D 、 E截面尺寸渐大截面尺寸渐大36bp(bd)dd()主要参数主要参数:带：带：节节 宽宽bp: 带截面中性层宽带截面中性层宽基准带长基准带长Ld：带中性层长（节线长）：带中性层长（节线长）: 带的楔角带的楔角轮：轮：带轮基准宽度带轮基准宽度bd: 轮槽与带中性层重合处宽轮槽与带中性层重合处宽带轮基准直径带轮

4、基准直径dd：基准宽度对应的带轮直径：基准宽度对应的带轮直径: 带轮轮缘的楔角带轮轮缘的楔角四、带轮的结构和特点四、带轮的结构和特点实心式实心式腹板式腹板式四、带轮的结构和特点四、带轮的结构和特点轮辐式轮辐式孔板式孔板式四、带轮的结构和特点四、带轮的结构和特点实心式实心式腹板式腹板式五、开口带传动的几何关系五、开口带传动的几何关系1 小带轮包角小带轮包角2 大带轮包角大带轮包角1 2 a 带传动中心距带传动中心距1.紧边拉力、松边拉力和有效拉力紧边拉力、松边拉力和有效拉力工作前工作前 :两边初拉力两边初拉力F0 = F0 工作时工作时:两边拉力变化：两边拉力变化： 紧边紧边 F0 F1 ； 松

5、边松边 F0 F2 12F0F0F0F0一、带传动的受力分析一、带传动的受力分析带是弹性体，工作后可认为其总长度不变，则：带是弹性体，工作后可认为其总长度不变，则：紧边拉力增量紧边拉力增量 松边拉力减量松边拉力减量 F 因此：因此：F1 F0 FF2 F0 FF1 F 2= 2 F012F0F0F0F0带所传递的功率为：带所传递的功率为：P Fe v /1000 kWv 为带速为带速P 增大时，增大时， 所需的所需的F e (即即Ff )加大。但加大。但Ff 不可能无限增大。不可能无限增大。F e = Ff = F1 F2 Fe 有效拉力，即圆周力有效拉力，即圆周力 取主动轮一端的带为分离体，

6、列各力对轴心的力矩平衡方程：取主动轮一端的带为分离体，列各力对轴心的力矩平衡方程：012rFrFrFf当带有打滑趋势时：当带有打滑趋势时： 摩擦力摩擦力Ff达到极限值，带的有效达到极限值，带的有效拉力拉力Fe 也达到最大值。也达到最大值。打滑：打滑：Ff有一极限值，当带传动的工作载荷增大到一有一极限值，当带传动的工作载荷增大到一定程度，超过此极限值时，带和带轮之间将发生定程度，超过此极限值时，带和带轮之间将发生显著的相对滑动。显著的相对滑动。（1） 分析带在即将打滑时，分析带在即将打滑时，F1和和F2的关系。的关系。feFF21数带与带轮之间的摩擦系:frad：带轮包角，单位则，有效拉力为：则

7、，有效拉力为： 11211111(1)fefffFeFFFFFFeee（2） 又因为：又因为： （3） 上式代入式（上式代入式（2）得：）得： 012()1fefeFFefeFF21F1 F 2= 2 F0 （1） 011121FeeFeFFfff即1201ffeeFF012()1fefeFFe影响最大有效拉力的几个因素：影响最大有效拉力的几个因素： ,F ,F12F0F0F0F0 ; 平带和平带和V带的最大有效拉力的比较：带的最大有效拉力的比较：NfFfN sin2NvNfFfNf F）带轮轮槽的楔角（。3832:V当量摩擦系数:2sinffV12F0F0F0F0二、带中的应力分析二、带中的

8、应力分析 1、拉力、拉力F1、F2 产生的拉应力产生的拉应力1 、2 紧边拉应力：紧边拉应力： 1 F 1/A MPa松边拉应力：松边拉应力： 2 F2 /A MPaA 带的横截面积带的横截面积2、离心拉应力、离心拉应力 2()2/ 2cDvdCqdF dD:cF带中产生的离心拉力2cFqv:q 每米带长的质量:v 带速2/ccFAqvA因此，离心拉应力为3、弯曲应力、弯曲应力 带绕过带轮时，因弯曲产生弯曲应力带绕过带轮时，因弯曲产生弯曲应力DEhab/2小带轮上的弯曲应力应大于大小带轮上的弯曲应力应大于大带轮上的弯曲应力带轮上的弯曲应力ha：带中性层到最外层的距离带中最大应力发生在紧边带中最

9、大应力发生在紧边绕入小带轮处：绕入小带轮处：cb11max综合以上三种应力，画出带中应力分布情况图。应力综合以上三种应力，画出带中应力分布情况图。应力变化。带转一周，应力变化变化。带转一周，应力变化 4 次。次。三、弹性滑动与滑动率三、弹性滑动与滑动率 两种滑动现象：两种滑动现象：打打 滑滑 是带传动的一种失效形式，应避免是带传动的一种失效形式，应避免弹性滑动弹性滑动 正常工作时的微量滑动现象，不可避免正常工作时的微量滑动现象，不可避免 带传动工作时因为紧边和松边拉力不同，所以弹性变带传动工作时因为紧边和松边拉力不同，所以弹性变形也不同。带自形也不同。带自A点绕上主动轮时，带所受拉力为点绕上主

10、动轮时，带所受拉力为 F1，带，带的速度和带轮表面的速度相等。而当带由的速度和带轮表面的速度相等。而当带由A点转到点转到B点的点的过程中，带的拉力由过程中，带的拉力由F1 降低到降低到F2 ，因而带的拉伸弹性变因而带的拉伸弹性变形量也随之逐渐减小形量也随之逐渐减小，相当于带在逐渐缩短，使带的速度，相当于带在逐渐缩短，使带的速度落后于主动轮的圆周速度，因此两者之间必然发生相对滑落后于主动轮的圆周速度，因此两者之间必然发生相对滑动。同样的现象发生在从动轮上，但情况正好相反，在动。同样的现象发生在从动轮上，但情况正好相反，在C点处带和带轮具有相同的速度，但当带由点处带和带轮具有相同的速度，但当带由C

11、点转到点转到D点的点的过程中，带不是缩短而是被拉长，使带的速度高于带轮。过程中，带不是缩短而是被拉长，使带的速度高于带轮。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动，称为弹性滑动。弹性滑动。2121VVVVV)1(1221DDnni1221DDnni理理论传动比：实际传动比：滑动率滑动率 弹性滑动引起的从动轮圆周速度的相对降低量弹性滑动引起的从动轮圆周速度的相对降低量112211121nDnDnDvvv1%2%对于V带传动弹性滑动是带传动不能保证传动比的根本原因弹性滑动是带传动不能保证传动比的根本原因一、传动的主要失效形式和设计准则一、传动的

12、主要失效形式和设计准则 失效形式失效形式 ： 1）打滑；）打滑；2）带的疲劳破坏）带的疲劳破坏 设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命和寿命 二、二、V带传动的设计带传动的设计 .设计的原始数据及设计内容设计的原始数据及设计内容 已知：已知：P，n1，n2 或或 i ,传动的中心距及工作条件等传动的中心距及工作条件等设计内容：设计内容： 带：型号，根数，长度带：型号，根数，长度 轮：轮：D，结构尺寸，中心距（，结构尺寸，中心距（a）等）等、设计步骤与方法、设计步骤与方法确定计算功率确定计算功率Pca ：P传递的额定功率（传

13、递的额定功率（KW）KA工作情况系数，表工作情况系数，表 选择带型号：选择带型号： Pca，n1 图图8-118-11确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径D1和和D2: 小轮直径小轮直径D1 D1Dmin 表表8-4减小带的弯曲应力，提高使用寿命减小带的弯曲应力，提高使用寿命)1(1212DnnD100060/11nDvb)验算带速验算带速v要求要求: 5m/sv2530m/sPKPAcac)计算从动轮的基准直径计算从动轮的基准直径D2:求中心距求中心距a和带的基准长度和带的基准长度Ld a) 初选中心距初选中心距a0: 0.7(D1+D2)a0120 24 1020 小小 适当适当 小小1例

14、例8-1 设计运输机的普通设计运输机的普通V带传动。原动机采用带传动。原动机采用Y系列三相异系列三相异步电动机，额定功率步电动机，额定功率P=4kW，转速，转速n1=1420r/min，从动轮，从动轮转速转速n2=420r/min，每天工作，每天工作12小时，载荷变动较小，要求小时，载荷变动较小，要求中心距中心距a550mm解：1. 确定计算功率确定计算功率Pca 查表查表8-3得：得：KA=1.2kWPKPAca8 . 442 . 12.选带型选带型据据Pca，n1 图图8-118-11选用选用A A型带型带3.确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径D1和和D2: 由表由表8-4,取取D1=1

15、00mm, 设滑动率设滑动率=0.02由表由表8-4,取取D2=355mmmmDnnD3.331)02.011004201420)1(1212（smnDv/44. 7100060/11）（4.验算带速验算带速v要求要求: 5m/sv2530m/s, 合适合适5.求中心距求中心距a和带的基准长度和带的基准长度Ld 初选初选a0: 0.7(D1+D2)a02(D1+D2) 318.5mma0910mm 取取a0=450mm mmaDDDDaL5 .16504)()(220212210b) 由由a0初步计算带的长度初步计算带的长度c) 根据根据L选取相近的基准长度选取相近的基准长度Ld 由表由表8-

16、2 选选Ld =1800mmmmLLaad7 .52425 .1650180045020d) 由基准长度由基准长度Ld求实际中心距求实际中心距满足满足中心距中心距a550mm的要求的要求6.验算小轮包角验算小轮包角 1202 .1523 .57180121aDD满足要求满足要求7.计算带的根数计算带的根数Z P0：单根：单根V带允许传递的功率，带允许传递的功率，查表查表8-5 p0=1.292kW 插值插值P0：单根：单根V带允许传递的功率增量（与带允许传递的功率增量（与i有关），查表有关），查表8-6 0.167kWKa：包角系数，查表包角系数，查表8-7 0.924Kl：长度系数，查表：长

17、度系数，查表8-8 1.0162.3)02.01(100355)1(12DDi525. 3)(00LcaKKPPPZ取取z=4根根8.确定带的初拉力确定带的初拉力F0（单根带）（单根带） 查表查表8-1, q=0.1kg/mNvqKKvZPFca1 .143)5 . 2(500209.求带作用于轴的压力求带作用于轴的压力FQNzFQ75.11112sin210已知：已知：P、n1、 n2 （或（或i）、工作条件、空间限制）、工作条件、空间限制按按Pca、 n1选带型号选带型号确定确定KA、计算功率、计算功率Pca=KAP定带轮基准直径定带轮基准直径dd1 ddmin ，由，由i定定 dd2 ，验算带速，验算带速v初定中心距初定中心距a0，按，按a0、dd1、 dd2计算带长计算带长L按按L、