机械设计课件-带传动

第八章带传动§8-1概述一、类型、特点及应用具有中间挠性件的摩擦传动

1、组成：主动轮1，传送带2，从动轮3第八章带传动§8-1概述3、类型：平带、V带、多楔带、同步带、圆带2、工作原理： 靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。平带平带普通V带窄V带多楔带同步带齿形带同步带传动汽车发动机汽车发动机大理石切割机Robot的关节处驱动采用的同步带传动汽车成型加工机4、特点：优点：（1）结构简单，制造容易； （2）能缓冲、吸震，传动平稳，噪声小；

（3）过载打滑能保护设备；

（4）允许中心距a较大。缺点：（1）传动比不恒定；（2）外廓尺寸大，寿命低；（3）有较大预紧力，对轴和轴承压力大。5、应用：放在传动的高速级注：同步带传动是靠带与带轮的啮合来传递运动和动力的，可克服上述缺点，是有发展前途的新型传动。二、V带

1.类型：普通V带、窄V带、联组V带、齿型V带大楔角V带、宽V带等。

2.结构：顶胶、抗拉体、底胶、包布

帘布芯 绳芯

V带为无结头的环形带，两侧面工作

{中性层抗拉体3.型号：

普通V带：

Y、Z、A、B、C、D、 E

承载能力，截面积增加只传递速度，不传递载荷窄V带：SPZ、SPA、SPB、SPC承载能力，截面积增加400带的基准长度Ld

：位于基准直径上 的周线长度。4.基准长度：带轮基准直径D：与节宽bp对应的直径。

注：带轮直径系列为：……56，63，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，250，265，280，300，315，335，355，375，400，425，450……●

V带的标记：截型基准长度标准号如：A1400GB/T1171-1996§8-2带传动的工作情况分析一、受力分析：

1.静止：预紧力F0目的：失效形式，设计准则§8-2带传动的工作情况分析带以一定的张紧力安装在带轮上，带两边受到等值的预紧力F02.工作：紧边：F0F1

松边：F0F2

F1+F2=2F0Fe=F1—F2=∫Ff3.有效拉力Fe800N-300N=500N正常工作，不发生打滑：

P增大时，所需的Fe(即Ff)加大。但Ff

不可能无限增大。kWvFPe1000=带传动传递功率当Ff

达到极限值Fflim

时，带传动处于即将打滑的临界状态。此时，

F1

达到最大，而F2

达到最小。f—摩擦系数；α—带轮包角带传动即将打滑时，可推出古典的柔韧体摩擦欧拉公式：欧拉（Euler）公式欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之前，紧、松边拉力的最大比值最大有效拉力4.Fec的影响因素：F0，，ƒ F0FecfvFec

Fec打滑首先发生在小带轮上。2.弯曲应力：

h越大、D越小，则b越大

b1>b2,发生在小圆弧部分。二、应力分析 工作时带上的应力

1.拉应力

紧边拉应力 松边拉应力3.离心应力q为带单位长度的质量，在带全长上相等。※由离心力产生离心拉力，从而产生离心应力※

※※虽然离心力只作用在做圆周运动的部分弧段，但其产生的离心拉力却作用于带的全部，且各剖面处处相等。dCFCFC应力分布图1.最大应力发生在带的紧边进入小带轮处结论：2.带处于变应力下工作，可能发生疲劳失效。δmaxδ1δb2α2n1n2α1δb1δ2离心应力拉应力弯曲应力

1.弹性滑动：★带是弹性体，弹性变形受拉力而变化。主动轮处：带由紧边到松边，拉力由F1降到F2，带慢慢收缩，使带速V落后于V1

从动轮处：带由松边到紧边，拉力由F2增到F1，带慢慢伸长，使带速V超前于V2

结论：V1>V>V2微量磨损，产生温升。措施：选弹性模量大的材料。F2F2F1F1从动轮n2主动轮n1三、弹性滑动和打滑弹性滑动：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动。原因：带是弹性体，且紧边、松边存在拉力差。滑动率：速度的降低量，结论：（1）弹性滑动不可避免；

（2）从动轮实际转速n2下降；（4）设计时，忽略,取理论传动比（3）实际传动比增加2.打滑原因：由于过载而引起的带与带轮间全面、显著的相对运动

滑动弧：带离开带轮前发生弹性滑动的一段接触弧。

滑动角：滑动弧对应的中心角。

静弧：未发生弹性滑动的接触弧。

静角：静弧对应的中心角。

结论：1）弹性滑动不可避免，打滑可以避免。

2）后果：磨损加剧，从动轮转速集聚降低，传动失效。§8-3V带传动设计一、设计准则和单根V带的基本额定功率1.失效形式

打滑，疲劳破坏2.设计准则：在保证不打滑的条件下，具有一定的疲劳极限和寿命。§8-3V带传动设计3.单根V带所允许传递的功率－承载能力计算保证带的疲劳寿命，应使最大应力不超过许用应力：－不疲劳的要求或：根据欧拉公式，即将打滑时的最大有效拉力为：－不打滑的要求则：注：P0与ƒ、α、带型号、D1

、Ld、[]有关4.基本额定功率P0实验条件：=180°，特定长度，平稳工作，不符合时要加以修正

1.原始数据：P，n1，n2（或i），位置要求，工作条件

2.设计内容：

二、设计计算

（一）原始数据和设计内容带型号带轮直径d1,dd2带根数z中心距

a带长Ld初拉力F0压轴力Q带轮结构张紧装置（二）设计步骤程序设计1.确定计算功率Pca2.选择带型

Pca

＝KAP

kWKA——工作情况系数根据Pca和n1由图8-7中选择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<-点击按钮普通V带选型窄V带选型3.确定带轮的基准直径D1

和D2初选小带轮的基准直径D1 D1≥Dmin

验算带速

V=πD1n1/（60×1000）m/sVmax

Vmax

取值普通V带25~30m/s

窄V带35~45m/s型号

YZABCDE

dmin205075125200315500

带轮的最小直径dmin★★Vmax

＜5m/sFe过大，使根数增多。

V=20m/s为宜确定大带轮基准直径D2

D2=iD1

，并按表8-8圆整2022.4252831.535.540455056636771758085909510010611211812513214015016017018020021222423625026528030031535537540042547550053056063067071075080090010004.确定中心距a0

和带的基准长度Ld（1）初定中心距a0（2）确定带的基准长度Ld初选a0→求Ld0→查标准Ld→求实际a注意：a0过小→1过小→F过小→传动能力低a0过小→带较短→单位时间内循环次数N增多→寿命降低a0过大→带较长→易抖动由表8-3中选取相近的Ld（3）计算实际中心距（4）中心距的变动范围5.验算主动轮上的包角1注：1过小应增大a0（一般大于120°,至少90°）α2θα1θθaCADBd1d26.确定带的根数Z

功率增量，当时，由于

从动轮增大，使减少，故传递功率将提高，见表8-6b7.确定带的预紧力F0安装新带时易松弛，其值应增大1.5倍。预紧力的控制：挠度载荷G，见表8-11。8.计算压轴力Q设计步骤1、确定计算功率Pc

＝KAP2、根据n1、Pc

选择带的型号工况系数，查表8－3。3、确定带轮基准直径dd1、dd2带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1≥dmin

dd2=i

dd1(1－ε），圆整成标准值4、验算带速v

（v＝5～25m/s）N5、确定中心距a及带长Ld6、验算主动轮的包角α17、计算带的根数zN

z＜10？YN8、确定初拉力F09、计算压轴力FQ10、带轮结构设计

二、材料

常用：HT150、HT200

转速较高：铸钢钢板冲压后焊接

小功率：铸铝、塑料§8-4带轮设计一、设计要求 重量轻、工艺性好、铸造内应力小、质量分布均匀、轮槽工作面精加工、各槽尺寸、角度精度要高。§8-4带轮设计三、结构尺寸；轮缘、轮幅、轮毂

1.轮缘：轮槽部分，表8-12

2.轮毂：与轴相配合的部分

d1=（1.8~2）d

L=（1.5~2）d当B<1.5d时L=B3.带轮结构

实心式：D≤（2.5~3）d高速平带轮实心式带轮腹板式：D＜300mm，腹板式带轮腹板式带轮当D1—d1≥100mm时，采用孔板式。孔板式带轮轮辐式：D＞300mm轮辐式带轮§8-5V带传动的张紧装置F0不足：Fe，传动能力，导致打滑失效F0过大：1

，压轴力，寿命一常见的张紧装置：§8-5V带传动的张紧装置定期张紧自动张紧张紧轮张紧定期张紧装置滑道式，摆架式自动张紧装置：浮动摆架采用张紧轮的装置。张紧轮放在松边内侧；靠近大带轮；直径小于

D1；轮槽结构尺寸同带轮。二、带的维护①安装时两轮槽应对准，处于同一平面②带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒③不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀④防护罩问答题1.问：带传动常用的类型有哪些？

答：在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。2.问：V带的主要类型有哪些？

答：V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、大楔角V带、宽V带等多种类型，其中普通V带应用最广，近年来窄V带也得到广泛的应用。3.问：普通V带和窄V带的截型各有哪几种？

答：普通V带的截型分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，窄V带的截型分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种。4.问：什么是带的基准长度？

答：V带在规定的张紧力下，其截面上与“测量带轮”轮槽基准宽度相重合的宽度处，V带的周线长度称为基准长度Ld，并以Ld表示V带的公称长度。5.问：带传动工作时，带中的应力有几种？

答：带传动工作时，带中的应力有：拉应力、弯曲应力、离心应力。6.问：带传动中的弹性滑动是如何发生的？

答：由于带的弹性变形差而引起的带与带轮之间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。7.问：带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影响？

答：打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑可以避免，而弹性滑动不可以避免。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，使带的运动处于不稳定状态，甚至使传动失效。8.问：打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？

答：由于带在大轮上的包角大于在小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始。9.问：弹性滑动引起什么后果？

答：1）从动轮的圆周速度低于主动轮；2）降低了传动效率；3）引起带的磨损；4）使带温度升高。10.问：当小带轮为主动轮时，最大应力发生在何处？

答：这时最大应力发生在紧边进入小带轮处。11.问：带传动的主要失效形式是什么？

答：打滑和疲劳破坏。12.问：带传动的设计准则是什么？

答：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。13.问：提高带传动工作能力的措施主要有哪些？

答：增大摩擦系数、增大包角、尽量使传动在靠近最佳速度下工作、采用新型带传动、采用高强度带材料等。14.问：带轮的结构形式有哪些？

答：铸铁制V带轮的典型结构有：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。15.问：根据什么来选定带轮的结构形式？

答：主要原因是根据带轮的基准直径选择结构形式；根据带的截型确定轮槽尺寸；带轮的其它结构尺寸由经验公式计算。16.问：V带传动常见的张紧装置有哪些？

答：定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的装置。17.问：带传动中，在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置较为合理？

答：当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。

18.问：带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？

答：最大有效拉力随摩擦系数的增大而增大。这是因为摩擦系数越大，则摩擦力就越大，传动能力也就越高。19.问：为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？

答：不合理。这样会加剧带的磨损，降低带的寿命。20.问：与普通V带相比，窄V带的截面形状及尺寸有何不同？其传动有何特点？

答：窄V带是用合成纤维作抗拉体，与普通V带相比，当高度相同时，窄V带的宽度约缩小1/3，而承载能力可提高1.5～2.5倍，适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。选择题1、带传动是依靠＿＿来传递运动和功率的。

A、带与带轮接触面之间的正压力B、带与带轮接触面之间的摩擦力

C、带的紧边拉力D、带的松边拉力2、带张紧的目的是＿＿。

A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命

C、改变带的运动方向D、使带具有一定的初拉力3、与链传动相比较，带传动的优点是＿＿。

A、工作平隐，基本无噪声B、承载能力大

C、传动效率高D、使用寿命长4、与平带传动相比较，V带传动的优点是＿＿。

A、传动效率高B、带的寿命长

C、带的价格便宜D、承载能力大5、选取V带型号，主要取决于＿＿。

A、带传递的功率和小带轮转速B、带的线速度

C、带的紧边拉力D、带有松边拉力6、V带传动中，小带轮直径的选取取决于＿＿。

A、传动比B、带的线速度C、带的型号D、带传递的功率7、中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由＿＿决定。

A、小带轮直径B、大带轮直径C、两带轮直径之和D、两带轮直径之差8、两带轮直径一定时，减小中心距将引起＿＿。

A、带的弹性滑动加剧B、带传动效率降低

C、带工作噪声增大D、小带轮上的包角减小9、带传动的中心距过大时，会导致＿＿。

A、带的寿命缩短B、带的弹性滑动加剧

C、带的工作噪声增大D、带在工作时出现颤动10