带传动与链传动

会计学1带传动与链传动3§13-1带传动的类型和应用带传动的组成：主动轮1、从动轮2、环形带3。工作原理：

安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。1n2n12第1页/共48页类型平皮带V型带多楔带摩擦型啮合型同步带圆形带

----摩擦牵引力大

----摩擦牵引力大

----牵引力小，用于仪器应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。带传动的类型：抗拉体第2页/共48页平带传动：截面为矩形，内侧是工作面。弯曲应力小,结构简单，带轮容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。V带：截面为等腰梯形，两侧是工作面。应用最广，在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。多楔带：平行带为基体，下面有许多纵向楔子，兼有平带传动和Ｖ带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。同步带：带和带轮都有齿，靠带内侧的凸齿和带轮的齿啮合传动。优点：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。带传动的类型及应用：第3页/共48页α2θα1θ带传动的几何参数：中心距a包角α:

因θ较小,代入得:带长:θaCADBd1d2第4页/共48页α1α1CADBd1d2aθ带长:已知带长时，由上式可得中心距:

第5页/共48页滑道式张紧装置摆架式张紧装置二、带传动的张紧方法1.调整中心距带传动的张紧：1)

根据摩擦传动原理，带必须在张紧后才能正常工作；一、张紧的目的2)

运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。第6页/共48页二、带传动的张紧方法1.调整中心距2.自动张紧3.采用张紧轮张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。自动张紧装置第7页/共48页带传动的优点：1.

适用于中心距较大的传动；2.

带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；3.

过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零件的损坏；4.

结构简单、成本低廉。带传动的缺点：1.

传动的外廓尺寸较大；2.

需要张紧装置；3.

由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4.

带的寿命较短；5.

传动效率较低。第8页/共48页应用：两轴平行、且同向转动的场合（开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广，带速：v=5~25m/s

传动比：i≤7

效率：η≈0.9~0.95第9页/共48页F0F0F0F0静止时，带两边的初拉力相等：传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：F1=F2=F0F1≠F2

F1↑紧边F2↓松边F1F2F1F2紧边松边设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：F1–F0=F0–F2

从动轮主动轮n1n2n1n2F0=(F1+F2)/21.有效拉力§13-2

带传动的受力分析第10页/共48页当圆周力F>∑Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑。经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动失效。称F1

-F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：F=F1

-F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：2.打滑第11页/共48页dFNF1F2F+dFFfdFNαdαdldα2dα2取一小段弧进行分析：正压力：dFN

两端的拉力：F

和F+dF

力平衡条件：法向和切向各力平衡摩擦力：fdFN3.受力分析第12页/共48页由力平衡条件：积分得：紧边和松边的拉力之比为：此即是挠性体摩擦的基本公式

第13页/共48页

联立求解：重要结论：1、增大包角，可以提高带传动所能传递的圆周力。2、增大摩擦系数，可以提高带传动所能传递的圆周力。第14页/共48页平带的极限摩擦力为:

FNf=FQfFQFNFN=FQFN=FQ/sin(φ/2)φFN/2FN/2FQφ/2φ/2则V带的极限摩擦力为：f’-----当量摩擦系数，f’>f∴在相同条件下

，V带能传递较大的功率。或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。Φ带轮轮槽角第15页/共48页dαdl§13-3带传动的应力分析1.紧边和松边拉力产生的拉应力紧边拉应力：松边拉应力：A为带的横截面积2.离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力：

dFNcrF1F2第16页/共48页设离心力FNc在微弧段两端产生的拉力为Fc。

由力平衡条件得：dFNcdαdlrF1F2Fc

Fc

dα2dα2离心力只发生在带作圆周运动的部分，但由此引起的拉力确作用在带的全长。

离心拉应力：

第17页/共48页3.弯曲应力设y为带的中性层到最外层的垂直距离；E为带的弹性模量；d为带轮直径。4.应力分布及最大应力σmaxσ1σb2α2n1n2α1σb1σ2y弯曲应力为:最大应力σmax出现在紧边与小轮的接触处。V带的节线dV带轮的基准圆离心应力拉应力弯曲应力应力分析第18页/共48页F0F0α1由力平衡条件得静止时轴上的压力为：5.作用在轴上的力FQF0F0FQα12α12第19页/共48页F2F2F1F1设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为：这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。紧边：松边：∵F1>F2∴ε1>ε2带绕过主动轮时，将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带速落后于轮速。带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带速超前于轮速。总有：v2<v1从动轮n2主动轮n1§13-4带的弹性滑动和传动比弹性滑动v带<v轮1v带>v轮2第20页/共48页得从动轮的转速：带传动的传动比：V带传动的滑动率ε=0.01~0.02，一般可忽略不计。定义：为滑动率。弹性滑动:带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为弹性滑动。不可避免打滑:若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。可以避免第21页/共48页带传动的结构：V带可分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、汽车V带等类型。其中普通V带应用最广。一、V带的规格组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。帘布芯结构绳芯结构包布顶胶抗拉体底胶节线节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。节面：全部节线构成的面。§13-3普通V带传动设计节面第22页/共48页bbdhφ=40˚，h/bd

=0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。

型号OABCDEF顶宽b10131722323850节宽bd

8.5111419273242

高度h6810.513.51923.530

楔角φ每米质量q（kq/m）0.060.010.170.300.620.901.52表13-1普通V带的截面尺寸（GB11544-89）40˚在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径d。dV带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld

。标准长度系列详见下页表13-2，P202φbd第23页/共48页2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmY

ZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL

基准长度

KL

表13-2普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）2000.8120001.081.030.980.88第24页/共48页

φ=40˚，h/bd

=0.9的V带称为窄V带。与普通V带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载能力提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑的场合。bh40˚型号宽度b(mm)高度h(mm)

3V9.5(3/8英寸)8A,B型

5V16.0(5/8英寸)13.5B,C,D型8V25.4(1英寸)23D,E,F型窄V带的结构及截面尺寸可替代的普通V带第25页/共48页二、带传动的主要失效形式和设计准则1.主要失效形式：打滑、疲劳破坏2.设计准则：在保证带传动不打滑的前提下兼顾带有一定的疲劳强度和寿命。带在带轮上打滑或发生脱层、撕裂、拉断等疲劳损坏时，就不能传递动力。因此带传动的设计依据是保证带不打滑并具有一定的疲劳寿命。第26页/共48页一、单根普通V带的许用功率传递的功率为：单根带所能传递的有效拉力为：为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：σmax=σ1+σb+σc

≤[σ]σ1=[σ]

-σb-σc代入得：在α=π，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得P0称为单根带的基本额定功率。详见下页表13-3教材P214。第27页/共48页200400800950120014501600180020002400280032003600400050006000小带轮基准直径d1/mm表13-3单根普通V带的基本额定功率（包角α=π

、特定基准长度、载荷平稳时）型号ZABC500.040.060.100.120.140.160.170.190.200.220.260.280.300.320.340.31560.040.060.120.140.170.190.200.230.250.300.330.350.370.390.410.40……………900.100.140.240.280.330.360.400.440.480.540.600.640.680.720.730.56750.150.260.450.510.600.680.730.790.840.921.001.041.081.091.00.80900.220.390.680.770.931.071.151.251.341.501.641.751.831.871.821.5……………1800.591.091.972.272.743.163.403.673.934.324.544.584.404.001.811250.480.841.441.641.932.192.332.502.642.852.962.942.802.511.091400.591.051.822.082.472.823.003.233.423.703.853.833.633.241.29…………2801.582.895.135.856.907.768.138.468.608.226.804.26小带轮转速n1/(r/min)2001.392.414.074.585.295.846.076.286.346.025.013.232241.702.995.125.786.717.457.758.008.067.576.083.57…………………4504.518.2013.815.2316.5916.4715.5713.299.64第28页/共48页实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。修正结果称为许用功率[P0]Kα

—包角系数。考虑α≠180˚时对传动能力的影响，见表13—7KL—长度系数；考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，见表13—2。

∆[P0]--功率增量；二、普通V带的型号和根数的确定计算功率：KA---工作情况系数

详见表13-6P205型号的确定:根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定。根数的确定:考虑在i≠1，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的情况下，可增大传递功率，取值详见表13-5第29页/共48页<-点击按钮2240.8222401.101.061.00.912500.8425001.301.091.030.932800.8728001.111.050.953150.8931501.131.070.073550.9235501.171.070.974000.960.7940001.101.131.024501.000.8045001.151.045001.020.8150001.181.075600.8256001.096300.840.8163001.127100.860.8371001.158000.900.8580001.189000.920.870.8290001.2110000.940.890.84100001.2311200.950.910.861120012500.980.930.881250014001.010.960.901400016001.040.990.920.831600018001.061.010.950.86Ld/mmY

ZＡＢＣLd/mmＺＡＢＣ基准长度KL

基准长度

KL

表13-2普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）2000.8120001.081.030.980.88第30页/共48页1.00~1.02~1.05~1.09~1.13~1.19~1.25~1.35~1.52~1.011.041.081.121.181.241.431.511.99小带轮转速n1表13-4单根普通V带额定功率的增量∆P0型号ZABC4000.000.000.000.000.000.000.000.000.010.01……………传动比i≥2.07300.000.000.000.000.000.000.010.010.010.0228000.000.010.020.020.030.030.030.040.040.044000.000.010.010.020.020.030.030.040.040.05……………7300.000.010.020.030.040.050.060.070.080.0928000.000.040.080.110.150.190.230.260.300.344000.000.010.030.040.060.070.080.100.110.13……………7300.000.020.050.070.100.120.150.170.200.2328000.000.100.200.290.390.490.590.600.700.894000.000.040.080.120.160.200.230.270.310.35……………7300.000.070.140.210.270.340.410.480.550.6228000.000.270.550.821.101.371.641.922.192.47<-点击按钮第31页/共48页表13-7包角修正系数

包角α1180˚170˚160˚150˚140˚130˚120˚110˚100˚90˚

Kα1.00.980.950.920.890.860.820.780.740.69<-点击按钮第32页/共48页表13-6工作情况系数载荷性质载荷变动很小载荷变动小载荷变动较大载荷变动很大工作机原动机电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上内燃机电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四缸以下内燃机液体搅拌机、通风机和鼓风机、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机。每天工作小时数/h<1010~16>16<1010~16>161.01.11.21.11.21.31.11.21.31.21.31.41.21.31.41.41.51.61.31.41.51.51.61.8带式输送机、旋转式水泵和压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、木工机械。制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械等。破碎机（旋转式、颚式）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）。<-点击按钮第33页/共48页<-点击按钮300050002000160040002008005001004003001000小带轮的转速n1(r/min)125025000.811.2523.154581016203040506380100200250普通V带选型图ZABCDEd1=50~71d1=80~100d1=112~140d1=125~140d1=160~200d1=200~315d1=355~400d1=450~500d1=80~100设计功率Pc/kW第34页/共48页带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：d1>dmin三、主要参数的选择1.带轮直径与带速型号

YZABCDE

dmin205075125200315500表13--9带轮的最小直径dmin2022.4252831.535.54045505663677175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153553754004254755005305606306707107508009001000大带轮的直径d2：d1

、d2：必须符合带轮的基准直径系列：第35页/共48页带速：一般应使v在5~25m/s的范围内。

2.中心距、带长和包角推荐范围：0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)初定V带基准长度：根据L0由表13-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距：中心距变动范围为：考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要。(a-0.015Ld)~(a+0.015Ld)第36页/共48页小轮包角：一般应使α1≥120˚,否则可加大中心距或增加张紧轮。3.初拉力保持适当的初拉力是带传动工作的首要条件。初拉力不足，会出现打滑，初拉力过大将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。计算公式：其中：Pc为计算功率；设计带传动的原始数据是：传动用途、载荷性质、传递功率、带轮转速以及对传动的外廓尺寸的要求等。设计带传动的主要任务是：选择合理的传动参数、确定V带型号、长度和根数；确定带轮材料、结构和尺寸。z为V带根数；v为带速；q为V带每米长的质量；ka为包角修正系数。第37页/共48页带传动设计的步骤:1.求计算功率；2.选择普通V带型号；3.求带轮的基准直径d1

、d2；4.验算带速；5.求V带的基准长度Ld和中心距a；6.验算小带轮的包角；7.求V带根数z；8.求作用在带轮轴上的压力FQ；9.带轮的结构设计。带传动设计实例:第38页/共48页§13-6带传动的结构带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；d0dHL实心式1.带轮的结构设计第39页/共48页腹板式----中等直径；dh=(1.8～2)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+σ)Hσ见图13-8s=(0.2～0.3)Bs1≥1.5ss2≥0.5s腹板式一四、带传动的结构设计带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；S1斜度1：25SS2drdkdhddaLBS2第40页/共48页腹板式----中等直径；dh=(1.8～2)dsd0=(dh+dr)/2dr=de-2(H+σ)Hσ见图13-8s=(0.2～0.3)Bs2≥0.5s四、带传动的结构设计带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；腹板式二斜度1：25S2drdkdhddaBSL第41页/共48页轮辐式----d>350mm；腹板式----中等直径；四、带传动的结构设计带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。带轮的结构实心式----直径小；h2drdkdha1L斜度1：25ddaBh1h2=0.8h1a1=0.4h1

a2=0.8a1

f1≥0.2h1

f2≥0.2h2PnA3h1=290P功率n转速A轮幅数第42页/共48页f1.