精密机械设计基础(合肥工业大学)第八章(带传动)

1、张策主编，张策主编，机械原理与机械设计机械原理与机械设计（下（下册），机械工业出版社，册），机械工业出版社，20042004濮良贵主编，濮良贵主编，机械设计机械设计，高等教育出，高等教育出版社，版社，20062006其他机械设计的相关书籍其他机械设计的相关书籍http:/ 1. 摩擦传动型摩擦传动型 2. 啮合传动型啮合传动型 （同步带）（同步带） 结构简单、结构简单、传动平稳、具传动平稳、具有过载保护功有过载保护功能，但不能保能，但不能保证恒定的传动证恒定的传动比，传动精度比，传动精度较低。较低。 组成：主、从动轮，传动带组成：主、从动轮，传动带 在静止时，带被拉紧，所受的张力为在静止时，带

2、被拉紧，所受的张力为F0，而在带与带轮的，而在带与带轮的接触面间产生压力，当主动轮在外力矩带动下，利用主动轮接触面间产生压力，当主动轮在外力矩带动下，利用主动轮与带的摩擦力带动传递带运动，进而传动带又利用摩擦力带与带的摩擦力带动传递带运动，进而传动带又利用摩擦力带动从动轮旋转，输出转矩。动从动轮旋转，输出转矩。分类（主要按照截面形状分）分类（主要按照截面形状分）（1）平带传动）平带传动 工作面是与轮面相接触的内表面。工作面是与轮面相接触的内表面。 常用的有胶布带、皮革带、丝织带、钢带、塑料带常用的有胶布带、皮革带、丝织带、钢带、塑料带（2）三角带（）三角带（V带）传动带）传动 工作面为与轮槽相

3、接触的两侧面。工作面为与轮槽相接触的两侧面。 可多带安装，为环状结构，没有接头，运转速度高。可多带安装，为环状结构，没有接头，运转速度高。（3）圆带传动）圆带传动 牵引力小，常用于低速小功率传动。牵引力小，常用于低速小功率传动。（4）多楔带传动）多楔带传动 兼有平带和三角带传动的特点兼有平带和三角带传动的特点V带与带轮带与带轮 （1） V形带（楔形带）形带（楔形带） 包布层强力层拉压层p（2）带轮）带轮 带轮的楔形角是带轮的楔形角是， 38，36，34，32，而，而V带的带的楔角是楔角是40 ？带轮的结构型式带轮的结构型式实心式实心式 （小尺寸）（小尺寸）腹板式腹板式 （中等尺寸）（中等尺寸）

4、孔板式孔板式 （大尺寸）（大尺寸） 传动比准确，速比恒定，传动比范围大，传动比准确，速比恒定，传动比范围大，允许线速度高，传动效率可达允许线速度高，传动效率可达98%，结构，结构紧凑。紧凑。一、带传动的几何关系一、带传动的几何关系21118057.3DDa小带轮上的包角小带轮上的包角22112224DDLaDDa带的基本长度带的基本长度222121212288LDDLDDDDa中心距中心距传动带张紧传动带张紧 静止时传动带应张紧在带轮上，使得带与带轮静止时传动带应张紧在带轮上，使得带与带轮接触间产生一定的压力（初张力）。接触间产生一定的压力（初张力）。 带两边拉力相等，为初拉力带两边拉力相等，

5、为初拉力F0 常用张紧方法常用张紧方法：调节两轮中心距、利用张紧轮：调节两轮中心距、利用张紧轮滑道式滑道式摆架式摆架式张紧轮张紧轮二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析紧边紧边拉力拉力F1：带在进入主动轮一边被拉紧为紧边，拉力：带在进入主动轮一边被拉紧为紧边，拉力由由F0增加为增加为F1。松边松边拉力拉力F2：带在进入从动轮一边被放松称为松边。拉：带在进入从动轮一边被放松称为松边。拉力由力由F0减少为减少为F2。 有效拉力有效拉力Ft：带传动所能传递的有效圆周力：带传动所能传递的有效圆周力（有效有效拉力拉力）。Ft= F1-F2 正常工作时正常工作时 它是带与带轮接触面上所产生的摩擦力的总和

6、。它是带与带轮接触面上所产生的摩擦力的总和。 对于一定的预紧力对于一定的预紧力F0，此摩擦力有一极限，即有效，此摩擦力有一极限，即有效拉力拉力Ft有一极限有一极限Ftmax，当传递的拉力超过，带将打，当传递的拉力超过，带将打滑，刚要开始打滑时，滑，刚要开始打滑时， F1，F2 的关系用欧拉公式的关系用欧拉公式表示。表示。 201tFFF202tFFF12vfFF e vf：当量摩擦系数：当量摩擦系数vff sin2vff 平带V V带正常工作时正常工作时，F2F0= F1- F0代入代入 得得 102tFFF 202tFFF12vfFF e 001221111vvvvvftffftfFeFeF

7、 eFeFFe 当传递的圆周力超过此极限当传递的圆周力超过此极限值时，带将在轮面上打滑。值时，带将在轮面上打滑。避免打滑的措施：避免打滑的措施：（1） F0增大（但会增加轴增大（但会增加轴的压力，加剧磨损，带的疲的压力，加剧磨损，带的疲劳强度降低）；劳强度降低）；（2）增大）增大 值；值；（3）增大）增大fv值；值；（4）与带速有关。）与带速有关。三、带传动的应力分析三、带传动的应力分析 带传动工作时的应力带传动工作时的应力：由紧边和松边拉：由紧边和松边拉力所产生的应力；由离心力产生的应力以力所产生的应力；由离心力产生的应力以及由于带在带轮上弯曲产生的应力。及由于带在带轮上弯曲产生的应力。由紧

8、边和松边拉力产生的应力由紧边和松边拉力产生的应力由离心力产生的应力作用于带的全长由离心力产生的应力作用于带的全长 1212FFAA2ccFqvAA带在带轮上弯曲产生的弯曲应力带在带轮上弯曲产生的弯曲应力最大应力发生在带紧边进入最大应力发生在带紧边进入小带轮处。小带轮处。 /2()/2bEyEEDDcb11max四、弹性滑动、打滑和滑动率四、弹性滑动、打滑和滑动率 弹性滑动弹性滑动：带是弹性体，受拉力作用后产生拉伸弹性变形，：带是弹性体，受拉力作用后产生拉伸弹性变形，工作时由于存在紧边拉力，松边拉力，带在通过带轮时拉工作时由于存在紧边拉力，松边拉力，带在通过带轮时拉伸变形发生变化，使带与带轮之间

9、产生相对滑动，伸变形发生变化，使带与带轮之间产生相对滑动， 这种滑动与带的弹性变形有关。这种滑动与带的弹性变形有关。 弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递 圆周力，弹性滑动就不可避免。圆周力，弹性滑动就不可避免。 不是全部接触弧都发生弹性滑动，有不是全部接触弧都发生弹性滑动，有 相对相对滑动弧滑动弧（中心角（中心角 ），相对），相对 静止弧静止弧（中心角（中心角 ），且静止弧在），且静止弧在 带进入带轮的一边，随着负荷的增大，带进入带轮的一边，随着负荷的增大， 滑动弧增大，静止弧缩小，当有些圆滑动弧增大，静止弧缩小，当有些圆 周力周力Ft达到最大值时，滑动弧达到

10、最大值时，滑动弧 ，若再增加负荷，带与带轮全部滑动，若再增加负荷，带与带轮全部滑动， 即即打滑打滑。 打滑打滑：当外载荷大到一定值时，带与带轮间：当外载荷大到一定值时，带与带轮间产生全面滑动；产生全面滑动； 打滑是由过载引起的全面滑动，只要限制打滑是由过载引起的全面滑动，只要限制载荷，就可以避免，而且应当避免。载荷，就可以避免，而且应当避免。滑动率从动轮速度的降低率滑动率从动轮速度的降低率 e12 带传动的实际传动比带传动的实际传动比%100121VVV)1 (1221DDnni运行时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力。运行时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力。综合了皮带传动、链传动和

11、齿轮传动各自优点的新型综合了皮带传动、链传动和齿轮传动各自优点的新型带传动。带传动。 带与带轮无相对滑动；带与带轮无相对滑动；传动效率高传动效率高（0.980.99）；）；能保持精确的传动比；能保持精确的传动比；传动噪声小，不需润滑，传动噪声小，不需润滑，寿命长；寿命长；制造和安装精度高，制造和安装精度高，中心距要求严格；中心距要求严格；一、同步带结构一、同步带结构 组成：组成： 1. 强力层：多采用钢丝绳或玻璃纤维。布强力层：多采用钢丝绳或玻璃纤维。布置在带的节线位置。置在带的节线位置。 2. 基体：带齿基体：带齿与带轮轮齿啮合与带轮轮齿啮合 带背带背用来粘结包覆强用来粘结包覆强力层。常用材

12、料为聚氨脂力层。常用材料为聚氨脂和氯丁橡胶。和氯丁橡胶。国产同步带采用周节制，也有采用模数制。国产同步带采用周节制，也有采用模数制。节距节距pb ：在规定的张紧力下，同步带纵向截：在规定的张紧力下，同步带纵向截面上相邻两齿中心轴线间节线上的距离。面上相邻两齿中心轴线间节线上的距离。节线：指当同步带垂直其底边弯曲时，在带节线：指当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线，通常位于承载层中保持原长度不变的周线，通常位于承载层的中线上。的中线上。同步带分类：同步带分类： 单面齿单面齿 梯形齿梯形齿 双面齿双面齿 半圆弧齿半圆弧齿 弧形齿弧形齿 双圆弧齿双圆弧齿同步带按节距不同分为最轻型同步

13、带按节距不同分为最轻型MXL、超轻型、超轻型XXL、特轻型特轻型XL、轻型、轻型L、重型、重型H、特重型、特重型XH、超重型、超重型XXH七种。七种。带齿分类带齿分类同步带的标记内容和顺序为带长代号、带同步带的标记内容和顺序为带长代号、带型、宽度代号，如型、宽度代号，如XXL型单面带的标记：型单面带的标记：120 XXL 019宽度代号，带宽宽度代号，带宽4.8mm带型，节距带型，节距3.175mm带长代号，节线长带长代号，节线长304.8mm304.8mm 特点特点1. 带与带轮间无相对滑动；带与带轮间无相对滑动；2. 允许较高的线速度。齿形带较薄，单位长允许较高的线速度。齿形带较薄，单位长度质量小。度质量小。3. 允许带轮直径较小，传动比较大。带的柔允许带轮直径较小，传动比较大。带的柔性好。性好。4. 初拉力小。轴及轴承上受的载荷小；初拉力小。轴及轴承上受的载荷小；5. 噪声小。噪声小。6. 中心距要求严格，安装精度要求较高。否中心距要求严格，安装精度要求较高。否则同步带工作中会跑偏。则同步带工作中会跑偏。二、带轮设计二、带轮设计 带轮的结构设计，主要是根据带轮的节圆带轮的结构设计，主要是根据带轮的节圆直径、轴间距及安装形式确定结构形式及尺直径、轴间距及安装形式确定结构形式及尺寸。寸