第七章带传动

第八章带传动2023年2月4日第八章带传动§8-1概述§8-2带传动的工作状况分析§8-3

V带传动的设计计算§8-4带轮的结构设计§8-5

V带传动的张紧装置一．工作原理：依靠带与带轮之间的摩擦传递运动和动力二．工作特点1·缓和冲击、吸收振动2·瞬时传动比不稳定3·压轴力大4·结构简单、维护方便5·适于远距离传动§8-1概述三．带的类型1．平带●工作面：内表面●分类：帆布芯平带、编织平带（棉织带、毛织带、缝合带）、锦纶片复合带等。有接头●剖面：扁平长方形●特点及应用：最为简单、在传动中心距较大的情况下应用较多。工作面2．V带●工作面：两侧面●分类(按形状)：分类见下页●剖面：等腰梯形'●组成帘布芯结构－－胶帘布绳芯结构－－胶线绳⑴普通Ｖ带环形、无接头截面积小大●其型号七种：Y

Z

A

B

C

D

E承载能力小大●基准直径D：节宽bp相对应的带轮直径。●基准长度Ld：基准直径上的周线长度(公称长度)'⑵窄V带●宽度比普通V带窄1/3，功率P可增加1.5~2.5倍●抗拉体为合成纤维绳●其型号有四种：SPZ

SPA

SPB

SPC3．圆型带：剖面圆型（缝纫机传动带）⑶齿形V带：抗拉层为钢丝绳或玻璃纤维绳工作面上带齿，靠啮合传动⑷其它：联组V带、大楔角V带、宽V带一．受力分析：取分离体1．工作前：预紧力F0，F1/F2=12．工作时：紧边

F0↑F１

→

F１>F0

松边

F0↓F２→

F２<F0

此时F1>F2即F1/F2＞1

松边紧边§8-2带传动的工作状况分析3·有效拉力Fe

：令Fe=F１-F2

⑴取分离体分析得到即：ΣFf=F1-

F2=Fe

⑵当V一定，若P增加，所需Fe增加所需Ff增加，而Ff摩擦力有一个极限Ffmax，当所需Ff大于Ffmax，皮带将打滑。（最大有效拉力Fec）∵分析带轮接触面上摩擦力之总和等于所传递的有效拉力结论∵ΣFf=F1-

F2=Fe带的摩擦传动原理(小结）初拉力带张紧在带轮上，受工作载荷前带上的作用力紧边拉力作用在紧边上的拉力松边拉力作用在松边上的拉力有效拉力带和带轮接触面上的摩擦力总和各个力之间的关系带传动所传递的功率二．最大有效拉力Fec及其影响因素1．最大有效拉力Fec

●取微量长度带分析，略去质量和离心力水平方向：化简为：两边积分：垂直方向：fdN=dFf=式中e——

自然对数底(e=2.718……)

f——

摩擦系数

α——

带在带轮上的包角●由力与变形关系得到：F1-F0=F0-F2

F1+F2=2F0

⑷

——欧拉公式⑶●联立⑴⑵⑶⑷式得到：①预紧力F0

：F0增加→Fec增加→传动能力增加。

a·F0过大→发热磨损增加→带寿命降低。

b·F0过小→传动效率就低。②包角α：a.α增加→Fec增加→Ff增加。

故水平布置应使紧边在下松边在上。

b.打滑首先发生于小轮上。

c·包角α不可能太大（180°）。2ec1ec21o12o2o12o1FF60aDD18060aDD180<\<-+=--=aaaaQ××2·影响因素：预紧力F0、包角α、摩擦系数f

小轮先打滑③摩擦系数f：

f增加→Fec增加，但f不可能太大，太大带易磨损∵胶带对铸铁的f(一般为0.8)大于胶带对钢的

f(一般为0.4)∴带轮多选用铸铁。b.V带的传动能力大于平带f平f2cosf2sinfV>+=jjQa.带轮多选用铸铁增大小轮包角的结构措施1.合理安排松边、紧边的位置2.合理张紧（注意张紧轮的位置）三．应力分析：设带的截面面积为Amm21．拉应力：紧边σ1=F1/A

松边σ2=F2/A且σ1>

σ２

作用在整个带长上2．弯曲应力：作用在弯曲部分σb=Eh/D当h一定时，D越小，则弯曲应力越大∵D1<D2∴σb1>

σb2∴应限制小带轮直径D1

，使D1≥Dmin3．离心应力—离心应力产生（取微量长度dl）①带紧边刚绕上小带轮处的应力最大，且为

σmax=σ1+σb1+σc②带处于变应力下工作，可能发生疲劳失效结论带寿命缩短一半。轮径减小10%功率提高10%带长减小50%四．弹性滑动和打滑1．弹性滑动——不可避免，固有特性原因：由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微量的相对运动。带是弹性体，且紧边、松边存在拉力差。后果：V2<V1，传动比i不准确，微量磨损，产生温升。措施：选弹性模量大的材料。BB*.弹性滑动现象分析：紧边在A点绕上主动轮带的拉力逐渐降低，变形量减小带速滞后于带轮B*点滞后B点即带与轮之间发生相对滑动注意静弧与动弧A2．滑动率ε式中n1、n2—主、从动轮转速

D1、D2—主、从动轮计算直径

ε—滑动率，一般ε＝0.01~0.02因为ε较小，可忽略，则有

i=n1/n2=D1/D23．打滑——可以避免原因：由于过载而引起的带与带轮间全面、显著的相对运动后果：无法正常工作，磨损发热严重措施：防止过载、合适的预拉力，带的弹性滑动和打滑：小结

1.动弧是接触弧的一部分

2.动弧位于主动轮的出口边

3.欧拉公式适用于动弧

4.当动弧扩展到整个接触弧时发生打滑

5.弹性滑动不可避免，打滑可以避免

6.弹性滑动造成传动比i不稳定五．带传动的失效形式和设计准则1．失效形式：疲劳破坏，打滑。2．设计准则：保证带传动在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命由疲劳强度条件：由不打滑条件：由实验得到，在108~109次循环应力作用下，许用应力为：∴单根V带既不打滑又不疲劳时所能传递的最大功率为：特定条件：包角α=180o，特定长度、平稳工

作条件，P0值见表8-6☆☆当与实验条件不同时，将引入一系列的修正系数：KA工作情况系数，Kα包角系数，KL带长系数

，ΔP0功率的增量，一．原始数据功率P，转速n1、n2(或i)，传动用途，工作条件等二．设计内容1．定带的型号、长度和根数。2．定传动中心距3．带轮结构尺寸§8-3

V带传动的设计计算三．设计计算步骤1．计算功率Pca：Pca

＝KAP

KA为工作情况系数2．选择带的型号：由Pca、n1定型号

由计算功率Pca选择电机，得到电机的转速n1。3．选定带轮直径D1、D２D1：D1小→结构紧凑D1过小→弯曲应力过大→带寿命降低∴D1≥DminD2：D2＝i*D1

D1、D2应圆整，且符合表8-8的标准200C75A20Y50035512550dminEDBZ带型4．验算带速vv太大→离心力过大→疲劳寿命降低v太小→Fe(=1000P/v)过大→带根数Z过多→带轮宽度等尺寸增大∴5m/s<v≤(25~30)m/s5．定中心距a和带长Ld设计时先初选a0→求L'd→查标准Ld→求实际a初选取0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)初选取0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)原因：a0过小→α1过小→Fec过小→传动能力低→带较短→单位时间内循环次数多→寿命降低

a0过大→带较长→易抖动考虑安装调整和补偿预紧力，a的变动范围为：

amin=a-0.015Ldamax=a+0.03Ld6．验算包角α17．定带的根数Z（圆整）8．确定预紧力F09．压轴力Q一．设计要求：质量小且分布均匀、工艺性好、精度要保证。二．材料：铸铁、铸铝、塑料。三．结构形式§8-4带轮的结构设计实心式轮辐式孔板式腹板式四．V带安装时的二个问题1．带的楔角φ≠带轮楔角φ0，φ＝40°＞φ0普通V带φ0=34o、36o、38o2．V带正确安装位置。问题：为什么带的楔角φ大于带轮楔角φ0？轮槽尺寸、结构尺寸见书表格'★张紧目的：保证带的传动能力。★张紧方法：一．定期张紧二．自动张紧三．张紧轮张紧：张紧轮的位置§8-5

V带传动的张紧装置★★一般张紧轮放在松边的内侧靠近大轮处，使带只受单向弯曲，且对小轮上的包角影响较小。张紧轮轮槽尺寸与带轮相同，但直径小于小轮的直径。但也可放在外侧靠小带轮处。问题：分析张紧轮安装位置对带传动的影响。例1

:带传动，传递的最大功率P=5KW，主动轮n1=350rpm,D1=450mm,传动中心a=800mm,从动轮D2=650mm,带与轮间磨擦系数f=0.2。求：（1）带速（2）小带轮包角（3）即将打滑时紧边和松边拉力。解：（1）带速：(2)小带轮包角：例2：已知带传动两带轮的包角，带与轮间磨擦系数