北理工机械设计原理第08传动

1、带传动的应用第八章 带传动1019第一节带传动类型及其工作原理第二节第三节带传动工作情况分析普通V带传动的设计计算第四节V带传动结构设计带传动的应用带传动的应用带传动的应用带传动的应用1本章总结带传动的应用带传动的应用第一节带传动类型及其工作原理第一节带传动类型及其工作原理（三） 带传动的特点一、概述带传动是通过中间挠性体（传动带），将主动轴上的运动和动力传递给从动轴的机械传动形式。包括主动带轮2、从动带轮2、传动带3和机架（一） 带传动的应用（二） 带传动的组成带传动的一般特点：大中心距传动；过载保护打滑传动比不稳定弹性滑动适用场合：通常应用于传动功率不大（50100kW），速度适中（带速一

2、般为530 m/s），传动距离较大的场合。在多级传动系统中，通常将摩擦型带传动置于第一级。带传动的组成第一节带传动类型及其工作原理第一节带传动类型及其工作原理二、带传动的基本类型三、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,除具备带传动的一般特点以，还具有：过载时带沿着带轮工作面打滑，起到安全保护作用；结构简单，制造成本低，拆装方便；带与带轮面之间存在弹性滑动，传动效率较低，传动比确，带的较短。按工作原理不同，分为摩擦型和啮合型两种类型：普通V带窄形V带汽车V带宽V带等平型带V 带多楔带圆形带具体应用带剖面摩擦型传动带传动啮合型传动同步带OK-W9-21T20100428-

3、8W-22T-44H主要有平带传动、V带传动、多楔带传动和圆形带等2第一节带传动类型及其工作原理第一节带传动类型及其工作原理第一节带传动类型及其工作原理第一节带传动类型及其工作原理楔形增压原理NFQF 2sin N2 FQ2sinsin2多楔带FfsinQfv 2二、啮合型带传动同步带传动啮合性带传动，也称同步带传动，它是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的。二、啮合型带传动同步带传动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，也可保证较高的传动效率（98以上）；适应的传动比较大，可达10，且适应于较高的速度，带速可达 50 ms。其缺点在于同步带及带轮制造工艺

4、复杂，安装要求较高。同步带传动主要用于中小功率、传同步带动比要求精确的场合，如、绘图仪、械中。机、放映机等精密机3二、啮合型带传动同步带传动第二节带传动工作情况分析一、V带传动二、带传动的受力分析二、带的应力分析三、带传动的弹性滑动同步带一、V带规格和基本尺寸（一）V带特点和结构组成一、V带规格和基本尺寸（二）V带标准普通V带按照截面尺寸大小被标准化为七种型号，由小到大分别命名为 Y、Z、A、B、C、D 、E 型。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。包布层挂帘胶布伸张层顶胶（橡胶）中性层（强力层）抗拉体断面尺寸的标准化V带长度尺寸的标准化压缩层底胶（橡胶）一

5、、V带规格和基本尺寸一、V带规格和基本尺寸节面：V带绕过带轮时发生弯曲变形，在带的高度方向上存在一个既不受拉也不受压的中性层。带轮的基准直径：在V带轮上与V带节面处于同一圆周位置上的轮槽宽度，称为轮槽的基准宽度bd，基准宽度处的带轮直径，称为带轮的基准直径dd。实际V带和带轮4一、V带规格和基本尺寸一、V带规格和基本尺寸表8-2 普通V带截面尺寸及带轮沟槽尺寸（摘自GB/T 13575 11992）V带的基准长度：普通V带都制成无接头的环形。V带在规定的初拉力下，位于带轮基准直径上的周线长度，称为V带的基准长度，用Ld 表示。V带型号：由V带截面代号和基准长度组成。如A1600表示A型V带，基

6、准长度Ld1600mm。一、V带规格和基本尺寸二、带传动的受力分析1 工作前(初拉力)： F02 开始工作启动时紧边拉力增至F1 ，松边拉力降至F2 ，拉力变化情况为：02工作前后带的总长度不变，紧边伸长量等于松边收缩量F1 F222有效圆Fe2二、带传动的受力分析二、带传动的受力分析有效圆Fe有效圆Fe、F1、F2和F0之间的关系有效圆Fe、功率P 和带速v之间的关系：带速一定，传递功率越大，则有效圆间摩擦力越大。实际应用中摩擦系数和一定存在一个最大值。越大，即所需带与带轮为确定值时有效圆有效圆Fe、功率P 和带速v之间的关系公式：最大有效圆结论：影响带传动的最大有效圆有：初拉力F0 、小带

7、轮包角1 、摩擦系数f5e f1 1Fe max 2F0 e f1 11Fe 1000 PvF 1000 Peve / 2/ 2e2三、带的应力分析三、带的应力分析带截面产生的应力包括三个部分：3.由弯曲产生的弯曲应力1.由拉力产生的拉应力：带的截面面积E：带材料弹性模量（MPa）2.由离心力产生的拉应力h：带的高度（mm）dd：带轮的基准直径（mm）带愈厚，或带轮直径愈小，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b1 大于带绕过大带轮时的弯曲应力b2 ，因此设计中应当限制小带轮的最小直径d1min。v：带速（m/s）q：带长度上质量（kg/m）,参见表P141表8-2三、带

8、传动的弹性滑动与打滑三种应力沿带长的分布及变化情况图1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、微小相对滑动的现象，称为弹性滑动。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，因而弹性滑动是摩擦型带传动特有的现象，在工作时是不可避免的。思考带上最大应力发生在带传动的什么位置？max 1 1带的紧边进入小带轮处三、带传动的弹性滑动与打滑三、带传动的弹性滑动与打滑弹性滑动现象的:分析：紧边拉力大于松边拉力12带由AB，带变短，带速相对小带轮速度滞后带由CD：带变长，带速相对大带轮速度超前降低传动效率；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

9、。V主动带轮1V带V带V从动带轮2滑动率V主动带轮1V带V从动带轮2计入弹性滑动影响，传动比公式V主动带轮1V从动带轮带传动的滑动率一般为12结论：从动轮速度总小于主动轮速度62弹性滑动与打滑三、带传动的弹性滑动与打滑2 打滑3.弹性滑动与打滑的区别指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆超过带与带轮面间所提供摩擦力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发生显著的相对滑动。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。一、V带传动设计准则第三节普通V带传动的设计计算失效形式疲劳断裂打滑设计准则在保证带传动不打滑的条件下，保证V带具有一一、V带传动设计准则二、单根V带许用

10、功率三、V带传动主参数设计要点及步骤定的疲劳。四、设计实例二、单根V带许用功率保证不打滑单根V带所能传递的功率P0二、单根V带许用功率1为使V带具有一定的疲劳既不打滑又不疲劳断裂，单根V带传递的功率为特定实验条件下：标准实验带长、包角为180度，疲劳为108109，获得P0，具体数值查P144表8-4。091123-12W-22T-44H091123-12W-22T-44H7二、单根V带许用功率三、V带传动主参数设计要点及步骤当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对单根V带的基本额定功率加以修正，获得实际工作条件下单根V带所能传递的功率称为许用功率P0。V带传动设计的一般要求：按给定的设计数据

11、，如P、 n1、 n2 或 i，尺寸要求等，设计计算包括带型选择，带轮直径、带长、根数、中心矩、计算，带轮结构设计等内容。P （P P ）K K000 L1.计算功率 PcK-包角系数，计入包角1180时对传动能力影响；表85P145 KL-长度系数，计入带长不等于特定长度时对传动能力影响;表83P142P0-功率增量，计入传动比不等于1时，带在大带轮上的弯曲程度减小对传动能力影响。表86 P145计算功率P 是考虑设计V带传动的使用场合和工况条件差c异，引入工作情况系数K 对名义传动功率P 的修正值。P146表A8-7081126-14W-23T-46H071127-13W-17T-42H三

12、、V带传动主参数设计要点及步骤表8-7 带传动工作情况系数三、V带传动主参数设计要点及步骤2.V带截面型号选择根据计算功率Pc 和小带轮转速n1由下图选择,当工况位于两种型号分界线附近时，可以选两种型号设计，根据实际情况合理。三、V带传动主参数设计要点及步骤三、V带传动主参数设计要点及步骤3.带轮基准直径d1、d23.带轮基准直径d1、d2小带轮基准直径d1不小于P147表8-8中所列最小基准直径，并取标准系列值。大带轮直径由d2id1计算，一般按表8-8中最接近的标准尺寸确定；也可按d2i（1）d1计算值确定。表8-8 V带轮最小基准直径与标准系列直径（GB/T 13575.1-1992）：

13、mmd1选用的合理性，由带速验算来控制：）通常情况下，带速在 5m/s25m/s之间为宜； ）最佳带速范围为10m/s20m/s。注意：当验算带速过小或过大时，应重新选择d1。8三、V带传动主参数设计要点及步骤4.中心距a和带的基准长度Ld 选取三、V带传动主参数设计要点及步骤4.中心距a和带的基准长度Ld 选取 0 带传动的实际中心距a为：当传动设计对结构无特别要求时，按下式初步选择中心距a ：002中心距的调节范围为：0.7（d1d2） a0 2（d1d2）a a0.015L (mm)mindamaxa0.03Ld (mm)再由传动的几何关系可计算带的基准长度初值Ld0：中心距a选取的合理

14、性由小带轮包角验算来衡量：2 2Ld 2d 21 4a0180 573.1a由Ld0计算值查P142表8-3，按相近值确定带的基准长度Ld。否则应适当增大中心距或减小传动比来满足。三、V带传动主参数设计要点及步骤5.传动带根数Z 计算三、V带传动主参数设计要点及步骤6确定初拉力F0Z Pc PcP K KL0将计算值圆整确定带的根数Z。为保证带受力均匀，Z不应F0作用于带轮轴上的载荷超过P148表8-9的最多使用根数Zmax；否则应当改选带的截面型号或加大带轮直径后重新设计。FZF siN( )Q2表8-9 V带传动允许的最多使用根数7.带轮结构设计确定带轮结构类型、材料、结构尺寸，绘制带轮工

15、作图。四、设计实例四、设计实例（1）确定计算功率Pc例：试设计一带式输送机的V带传动装置。已知其原根据给定的工作条件，由表8-7查得工作情况系数K 1.1A为Y132S4型三相异步电，额定功率P=5.5kW，PcKAP1 15 56 05kW（2）选择V带型号转速n1=1440r/min；传动比 i =3.6 ；单班制工作；系统的安装布置要求传动中心距a1000mm。按Pc6.05kW和n11440 r/min，由图8-7选择A型V带。（3）确定带轮基准直径d1、d2根据V带型号查表8-8，并参考图8-7，选择d1100mm ddmin由d2id1计算从动轮直径为:d2id13 6100360

16、mmOK-W10-22T由表8-8选取最接近的标准直径为d2355mm。9四、设计实例四、设计实例（5）确定中心距a和带的基准长度Ld（4）验算带速v d n (d d )23.14 100 1440L 2a (d d ) 2 1 2v 1 1 7.54(m / s)60 1000v120,合格。Zv K01（7）计算所需V带根数Z 6.05 500 4 7.54查表8-4得其基本额定功率P01.31kW；查表8-6 的额定功率增量P00.17kW；查表8-5得包角系数K0.952；查表8-3得长度系数KL1.06，则由式（8-24）计算作用于带轮轴上的压力为Z Pc 6.05(P P )K

17、K.3117) 0.95F2ZF si 1 2 4100 LQ02取V带根数Z=4根。（9）大小带轮的结构设计与工作图绘制（略）。第四节V带传动结构设计第四节V带传动结构设计如果带轮采用铸铁材料制造：(1)当带轮基准直径dd (2.53)d（d为带轮轴直径）时，采用实心式结构。一、V带轮结构设计V带轮是典型的盘类零件，由轮缘、轮毂和轮辐（腹板）三部分组成。工作面（轮缘）结构尺寸见表6-2。V带轮常用的材料包括铸铁、铸钢、铝合金或工程，铸铁材料应用最广。小功率传动带轮可采用铸铝或工程；当带速v25m/s时，常用灰口铸铁HT150或HT200；当v 25m/s40m/s时，宜用球墨铸铁、铸钢或冲压钢板焊接制造带轮。实心式带轮结构10第四节V带传动结构设计第四节V带传动结构设计(2) 当dd 350mm，且d2d1 350mm，应采用椭圆轮辐式结构。二、带