第五章带传动

机械传动传动装置的作用传递运动（变速）传递动力改变运动形式机械传动摩擦传动啮合传动液力传动气力传动电传动分为本篇将要讲授如下几章：第五章带传动第六章齿轮传动第七章链传动第八章蜗杆传动第五章带传动构成如右图：主动轮从动轮n1n2传动带

属于摩擦传动

松边、紧边问题

张紧问题

带属于挠性件适用于中心距较大的场合，结构简单、成本低、吸振、可过载保护。不适用于有油污、高温、易燃、易爆的场合。！！寿命较短，一般只有2000~3000h。一般：带速为v=5~25m/s，传动比i7，传动效率η0.9~0.95。§5-1概述一、带传动的类型：按传动原理分摩擦带传动——V带、平带等啮合带传动——同步齿形带按用途分传动带输送带按带的截面形状分平带V带多楔带圆形带同步带应用最广二、V带的类型与结构：V带分普通V带大楔角V带宽V带窄V带联组V带齿形V带……应用最广窄V带用合成纤维绳作强力层，与同样高度的普通V带相比，宽度小1/3，但承载能力高1.5~2.5倍，目前应用渐广。普通V带的结构

有四层。

为无接头的环形带。

工作面是两侧面。

产生的摩擦力比平皮带大，故能传递更大的动力。

按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种。

（窄V带的截形分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种）旧国标为O、A、B、C、D、E、F七种型号。

帘布结构线绳结构包布层顶胶层抗拉层底胶层其它传动带的型式普通V带宽V带窄V带联组V带V带（基准宽度制）的截面尺寸（GB111544-89）普通V带的主要尺寸：已标准化节面——既不伸长也不缩短的一层节宽bp——节面的宽度轮槽节宽Lp——轮槽上与相应V带节宽bp相等处的槽宽节圆直径dp——轮槽节宽处的直径轮槽基准宽度bd——国标规定取bd=bp基准直径dd——取dd=dp基准长度Ld——在规定的张紧力下，带轮基准直径dd上的周线长度楔角φ——φ=40°截面高度h——标准规定：（窄V带为0.9）hbp=0.7新国标对普通V带和窄V带及其带轮规定有两种尺寸制——基准宽度制和有效宽度制。一般常用前者。基准宽度制V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92)三、带轮的结构：1、要求：

强度、刚度足够，无过大铸造内应力，质量小且分布均匀，高速时须经动平衡；结构工艺性好，带轮工作面光滑以减少磨损。2、材料：

常用灰铸铁——HT150、HT200。V<25m/s时V=25~30m/s时

小功率时可用铸铝或塑料。3、结构：

实心式——d较小时。

腹板式——d中等时。

孔板式——d较大时。

轮辐式——d>350时。V>25m/s时可用球墨铸铁、铸钢或锻钢。V25~45m/s时，见下页图实心式（dd2.5d时）腹板式（dd300时）孔板式（D1-d1100时）轮辐式（dd300时）其他带轮结构§5-2带传动工作情况分析一、受力分析：带必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。静止时——带两边的拉力都等于初拉力F0传动时——因摩擦作用，两边拉力不相等：绕入主动轮的一边——紧边，拉力由F0增加至F1另一边——松边，拉力由F0减少至F2若设带的长度不变，则应有：F1-F0=F0-F2

即F0=

（F1+F2）12两边拉力之差称为带传动的有效拉力，即带所能传递的圆周力，记为FF=F1-F2实际上，F是带与带轮之间摩擦力的总和带所能传递的功率应为：P=FV1000KWNm/s若所需传递的圆周力超过带与带轮接触面间总摩擦力时，将产生相对滑动——称为打滑打滑将加剧带的磨损，

η，使运动失效，故应避免。当带与带轮之间有全面滑动的趋势时，摩擦力将达到最大值，亦即有效圆周力达到最大值。若不计离心力，则紧边拉力F1和松边拉力F2有如下公式：F1F2=efα摩擦系数包角此式称为柔韧体摩擦的欧拉公式包角示意F0=

（F1+F2）12F=F1-F2F1F2=efα由三式联立求解可得：efα-1F=2F0efα+1上式表明，带可传递的圆周力F与下列因素有关：（1）初拉力F0——F0则F——但F0过大将加剧磨损（2）摩擦系数f——注意改变材料、表面状况等（3）包角α——α则F

松边常放在上面以α

打滑首先在小带轮上发生，因小带轮上α小些。可推出：不打滑条件下，带所能传递的最大圆周力为：Fmax=F11–

1efα（）二、应力分析：工作时带中的应力由三部分组成：1、拉力产生的拉应力紧边－－σ1=F1A松边－－σ2=F2A因为F1>F2；所以σ1>σ2（A－－带的截面面积）2、离心应力σc传动带随带轮作圆周运动，产生离心拉力Fc＝qν2带速(m/s)单位长度的质量kg/m(查表）相应的离心应力为：

σc＝=qν2AFcA3、弯曲应力σb皮带整周上各处的σc是相等的。σbE·hd带高(mm)弹性系数（Mpa)带轮直径(mm，对V带取为基准直径)σ

b只发生在带上包角所对的圆弧部分，且σb1>σb2。σcσ2σ1σb1σb2——在紧边开始绕入小带轮处这里是最大应力发生处带的应力分布图如下：应有：

σmax=σ1+σc+σb1[σ]拉力产生的拉应力

σ1>σ2离心应力σc各处相等弯曲应力σb1>σb2

小带轮为主动轮三、带的弹性滑动和打滑问题：

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。1、弹性滑动2、打滑带从紧边绕过主动轮到松边时：

拉力由F1F2相应伸长量由δ1δ2故有一收缩量Δδ=δ1-δ2此时带轮轮面间出现局部相对滑动，带速

<

主动轮圆周速度同理：带轮松边绕过从动轮进入紧边时：带速

>

从动轮圆周速度此称弹性滑动指过载引起的全面滑动——可以避免。弹性滑动由拉力差引起，只要传递圆周力，就不可避免！弹性滑动与打滑的区别四、带传动的传动比：带的弹性滑动使得：从动轮的圆周速度ν2

<

主动轮的圆周速度ν1

从动轮的圆周速度降低率用ε——滑差率来表示。

ε=

ν1-ν2

ν1πd1n1-πd2n2πd1n1=故带传动的传动比为：

i=

n1n2d2d1（1-ε）=对V带，一般ε=0.01~0.02，值很小，故一般计算时不予考虑。

§5-3V带传动的设计一、失效形式：二、设计准则：主要有带与轮间的磨损打滑带疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断等）在传递功率时不打滑、且具有一定的疲劳强度和寿命。三、V带传动的设计步骤和方法：例：某带式输送机用普通V带传动，已知电机额定功率P=10KW，转速n1=1450rpm，从动轮转速n2=400rpm，中心距约为1500mm，每天工作16h，试设计选择V带。解：1）求计算功率PcaPca=KAP查下页表得工况系数KA=1.3所以：Pca=1.3×10=13（KW）2）选择普通V带型号查表根据Pca=13KW和n1=1450rpm查图查图知：应选B型V带3）确定带轮基准直径dd1、dd2查表知：B型V带轮的最小基准直径为125mm，又从上图中查出：dd1取为125~140mm为宜，查表故取：dd1=140mm则大带轮的基准直径为：dd2==507.5mmdd1n1n2×1401450400按上表进行直径圆整（套标准值），取：dd2=500mm工作情况系数KA返回普通V带选型图返回查完基准直径后返回小带轮包角包角系数Kα180º1170º160º150º130º120º110º100º90º140º0.980.950.920.890.860.820.780.740.69包角系数Kα返回普通V带轮最小基准直径（mm）及每米长的质量q（kg/m）型号

Y

ZAB

C最小基准直径dmin

205075125200注：普通V带轮的基准直径系列是：20，22.4，25，28，31.5，40，45，50，56，63，67，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，250，265，280，300，315，355，375，400，425，450，475，500，530，560，600，630，670，710，750，800，900，1000……每米长的质量q

（kg/m）0.020.060.100.170.300.620.900.070.120.20DESPZSPASPB3555006390140224SPC0.37查完q值后返回则实际传动比为：i===3.57dd1dd2500140大带轮的实际转速为：n2===406(rpm)in114503.57由此造成的从动轮转速误差为：406–400400×100=1.5%在±5%以内，故允许。4）验算带速νν=πdd1n160×1000π×140×145060×1000==10.63（m/s）按规定应有：ν<

νmax，而且应使ν>5m/s对普通V带：νmax=25~30m/s可见：实际带速在允许范围之内，可行。5）计算基准长度Ld和实际中心距a初定中心距为：a0=1500mm按公式计算基准长度：Ld'=2a0+(dd1+dd2)+π2(dd2-dd1)24a0

=2×1500+(140+500)+π2(500-140)24×1500≈4026.9(mm)按标准进行圆整，取基准长度为：Ld=4000（mm）查表故实际中心距为：a=a0+=1500+=1487（mm）Ld-Ld'24000-4026.92中心距的变动范围为：amin=a-0.015Ld=1487-0.015×4000=1427(mm)amax=a+0.03Ld=1487+0.03×4000=1607(mm)2800315035504000450050001.111.050.951.091.020.960.881.131.070.971.111.040.980.901.171.090.991.131.061.000.921.191.131.021.081.021.151.041.091.040.960.941.181.070.930.900.960.921.060.98……V带基准长度系列和带长修正系数KL（GB/T13575.1-92）返回返回6）验算小带轮包角α1α1≈180°－

×57.3°=180－×57.3°=166.13°>120°dd2-dd1a500-1401487合理7）确定V带根数ZZ=Pca(p+Δp0)KαKLKα——包角系数。查表取Kα=0.97（内插法）KL——带长修正度系数。查表取KL=1.13Pca——计算功率。已知Pca=13（KW）P0——单根V带额定功率。查表取P0=2.82（内插法）ΔP0——计入传动比的影响时，单根V带额定功率的增量。查表取ΔP0=0.46Pca(p0+Δp0)KαKL13∴Z===3.62(2.82+0.46)×0.97×1.13取Z=4(根）查表查表查表查表单根普通V带的基本额定功率P0（GB/T13575.1-92，部分）（包角α=180º，特定基准长度，载荷平稳时）返回单根普通V带额定功率的增量ΔP0返回8）求初拉力F0及带轮轴上的压力FP预紧力压轴力F0=500（-1)+qν2PcaZν2.5Kαq——V带单位长度的质量。查表知q=0.17（kg/m）∴F0=500×(-1)+0.17×10.632=260.33(N)2.54×10.63130.97FP=2ZF0Cos=2ZF0Sin=2×4×260.33×Sin=2067.4(N)β2166.132α