第八章 带传动

一、传动的重要性：二、机械传动分类：机械传动按传动比是否变化分摩擦传动摩擦轮传动带传动啮合传动直接接触靠中间件齿轮、蜗杆及螺旋传动链、同步带传动定传动比传动变传动比传动有级变速传动无级变速传动按传动方式分直接接触靠中间件1.调整速度：减速箱，变速器2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动3.传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构4.安全，维护，尺寸等需要(分离、制动)。第三篇机械传动1.功率与效率（P141表2）：

2.速度（P142表3）：

速度是传动的主要运动特性之一。不同的运动形式受不同因素的限制，如动载荷，离心力，振动，发热等影响。4.工作环境：空间大小、噪声、防尘、防爆。效率是评定传动性能的主要指标之一。效率低不适于大功率、经常工作的机械。

传递功率受多种因素的影响，如传动原理、承载能力、载荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。啮合传动的功率大于摩擦传动；第三篇机械传动3.外廓尺寸、质量和成本：

本篇内容：带传动链传动齿轮传动蜗杆传动第八章带传动(1)概述；(2)带传动工作情况的分析；(3)带传动的设计计算；(4)带轮设计；(5)带传动的张紧装置；(1)了解带传动的主要类型、工作原理和特点及应用范围；(2)熟悉普通V带的结构、标准和V带轮的结构；(3)掌握带传动的工作原理、受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑的基本理论，V带传动的失效形式和设计准则；(4)了解带传动的张紧方法和装置；(5)学会V带传动的设计方法和步骤。主要内容：基本要求：第八章带传动重点：带传动受力分析及弹性滑动；带的应力分布图；带传动保证不打滑和疲劳破坏的条件下，设计参数选择；

V带传动的设计方法和注意事项。难点：带传动受力分析及应力分布；带的弹性滑动现象。重点及难点：第一节带传动概述123n2n1带张紧在两轮上，主动轮转动ΣFf———→带运动ΣFf———→从动轮转动摩擦传动第八章带传动一、带传动的类型胶帆布平带、编织带、高速带。整卷出售、接头无接头1）平带

结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。第八章带传动普通V带宽V带

应用最广的带传动，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。2）V带窄V带第八章带传动

兼有平带和V带的优点，工作接触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用于结构紧凑而传递功率较大的场合。解决多根V带长短不一而受力不均的情况。3）多楔带汽车发动机第八章带传动

啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的优点吸振、传动比准确，在汽车、打印机中广泛应用。4）同步带第八章带传动机器人关节第八章带传动带传动的主要类型及应用传动形式开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向。交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。第八章带传动带传动的主要优点1）弹性滑动，传动比不恒定；2）靠摩擦传动——过载打滑，保护损坏其他零件；1）带有弹性——缓冲、吸振，传动平稳、噪音小；3）中间挠性件——适于远距离传动；4）结构简单，制造安装方便，成本低。第八章带传动带传动的主要缺点2）传动装置的结构尺寸大；3）传动效率较低；5）不宜用于高温、易燃的场合。4）带的寿命较短；V带：普通V带、窄V带、宽V带等应用最广美国50年代研制：承载高、尺寸小。用于调速机构中。第八章带传动二、V带的类型与结构直径小速度高场合帘布结构：一般传动绳芯结构：柔韧性好楔角均为40°40°V带截面组成普通V带已标准化，共有七种型号：Y、Z、A、B、C、D、EGB/T1313575.1-92小大AYZEBCD第八章带传动节面：当V带弯曲时，带中长度和宽度尺寸与自由状态时相比，保持不变的面。节宽bp：节面的宽度。基准长度Ld：V带在规定的张紧力下，将V带套在规定尺寸的测量带轮上，沿V带的节宽巡行一周，其长度即为基准长度。基准长度的标准见P146表8-2。一、带传动的受力分析接触面产生正压力，带两边产生等值初拉力F0，带的两边所受拉力相等。带张紧在带轮上

第八章带传动第二节带传动工作情况的分析未工作前工作时：形成紧边：F0↑F1（下边）松边：F0↓F2（上边）：轮对带摩擦力：带对轮摩擦力第八章带传动F0F0F0F0工作前：带以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力F0工作时：由于带与轮的摩擦力Ff

，形成紧边和松边。紧边：F0F1松边：F0

F2假设带的总长不变，则：紧边的伸长量=松边的收缩量又设带的变形量与力的增量成正比，则：或有效拉力NFf取主动轮一端的带为分离体,其受力：F1、F2、N、FfO1Fe——是由功率P（外载）决定的，PFeFf——是有限的，当F0和f

一定时，Ffmax=fN讨论：

1）若Fe

Ffmax

：Fe=Ff

，正常工作；

2）若Fe=Ffmax

：打滑临界状态；

3）若Fe

Ffmax

：打滑。节圆直径：V带轮上与V带节宽相对应的带轮的直径二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力F1F2FF+dFdNfdNr切向：法向：

在最小初拉力（F0）min的作用下，带和带轮之间能够产生的最大总摩擦力，是带传动即将打滑时的摩擦力，称临界摩擦力Ffc或临界有效拉力Fec取带的一微段dL，对应的圆心角d，其上受力有：F+dF、F、dN、dFf=fdN平衡条件：F1F2FF+dFdNfdNr

略去高阶微量，考虑到d很小，取

、，并将两式整理得：柔韧体摩擦的欧拉公式欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec

。切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！将式和其它公式联立，并整理得：小带轮包角影响临界有效拉力Fec（最大有效拉力）的因素有：3）fFec承载能力

因fvf，故在相同的条件下，V带能传递较大的功率。或者说，在相同的条件下，V带传动的结构较紧凑；2）包角Fec承载能力

；1）（F0）minFec承载能力

。F0和f越大越好吗？三、带的应力分析1.拉应力：2.离心拉应力：带的离心拉力为：离心拉应力为：如图所示，由微段弧长的力平衡式有：带的截面面积松边:紧边:h：为带的高度3.弯曲应力：结论：

1）带是在变应力作用下工作——疲劳破坏。

2）最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：影响带传动疲劳强度的因素有：3）aLd

单位内应力循环次数N疲劳强度2）vc疲劳强度

——

v

vmax

v（P一定）Fe1疲劳强度

——v

vmin1）

dd1b1疲劳强度

——

dd1ddmindd1和a越大越好吗？四、带传动弹性滑动和打滑1.弹性滑动的产生机理：B1A1(A)C1

带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹性变形量也不同。1）带的紧边在A1点绕上主动轮时：带的受力：F1

带的速度：v=v1

当带由A1B1运动时：带拉力：F1F2减小带的弹性变形量减小（带收缩），

即带一边随带轮前进，一边又向后收缩，带的速度：v

v12）从动轮上：正好相反，即：v

v2即有：B小带轮速度弹性滑动产生的原因：1）带具有弹性；

2）紧边、松边有拉力差。注意：弹性滑动是带传动不可避免的固有特性2.带传动的传动比：滑动率——从动轮对主动轮速度的相对变化量。传动比由于：弹性滑动——由于带的弹性变形和紧边、松边的拉力差而引起的带与带轮之间的滑动弹性滑动与打滑：1）区别；2）带来的后果

外载荷增加，使得——过载带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。可以避免的，也必须避免产生的原因造成的后果打滑的特点打滑A1（C1）B1

带传动的打滑B1A1C13.带传动的打滑：

1）正常工作时：Fe<Fec

弹性滑动只在带离开带轮前的一部分接触弧上发生。动弧B1C1、动角静弧A1C1、静角2）当FeFec：动角、静角3）当Fe=Fec：动角=、静角=0——

打滑失效

第三节普通V带传动的设计计算一、设计准则和单根V带的基本额定功率主要失效形式：1）打滑2）带的疲劳破坏在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命单根带的基本额定功率为：对于V带用

fv代替f1）不打滑：2）带具有一定的疲劳强度：设计准则：单根带能传递的最大功率为：最大有效拉力：既不打滑，又使带具有一定的疲劳强度：

基本额定功率实际工作条件与特定条件不符时，对表中的P0要进行修正长度修正系数，P146表8-2包角修正系数，P155表8-5，1、Kα

功率增量，计i对P0的影响。查P153表8-4b。实际工作条件下单根普通V带传递的许用功率Pr

：

特定条件下，计算求得不同型号单根普通V带传递的基本额定功率P0（见P152表8-4a）特定条件：1）载荷平稳；

2）包角为1800，即传动比i=1；

3）特定带长。减少带的根数的措施:1）适当地增大带轮直径dd1P0

z

；2）适当地增加中心距a

带长

KL

z

；包角

K

z

。实际工作条件下所需普通V带的根数：二、带传动的参数选择1.中心距2.传动比3.带轮的基准直径4.带速V将带传动设置在高速级！三、V带传动的设计步骤和方法1）带：型号、长度L、根数z；2）传动中心距a；3）带轮：直径dd1、dd2

，带轮结构设计；4）计算初拉力、带对轴的压力；5）张紧装置设计。1.确定计算功率：Pca=KAP与使用工况有关，见P156表8-7

已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置及外廓尺寸要求、工作条件设计的内容：设计步骤：根据计算功率Pca和小带轮转速n1由P157图8-11初选带的型号。3.确定带轮的基准直径：1）小带轮直径dd1：

按V带的型号查P155表8-6及P157表8-8确定小带轮的基准直径，使:

dd1ddmin

取标准系列值

2.初选带的型号：2）验算带速：普通V带：窄V带：取标准系列值

3）大带轮直径dd2

：如果：1）vvmax，则：c——应使dd1

2）v

vmin，则：Fe（P一定）——应使dd11）初定a0

：4.确定中心距a和带的基准长度Ld：2）确定Ld

：3）确定实际中心距a：标准化P146表8-2确定带的基准长度Ld

相对于初选出的中心距a0的带长考虑到安装调整及补偿F0的需要，应使：5.验算包角1：6.带的根数：主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。若1过小，可考虑重选中心距，或修改传动比V带型号YZABCDEZmax12568897.确定带的初拉力F0：

太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴的压力也大。合适的张紧力由下式确定：G为后面轴、轴承的计算打基础9.带轮的结构设计：10.合理的张紧：8.对轴的压力Fp:精确：FpFp例：试设计一鼓风机用普通V带传动。已知：动力机为Y系列三相异步电机，功率P=7.5kW，转速n1=1440rpm，鼓风机转速n2=630rpm，每天工作16小时，希望中心距不超过700mm。1.计算功率：2.选择带的型号：3.确定带轮基准直径验算带速：取取Pc=KAP=1.2×7.5=9kW由P157图8-11选择A型普通V带选型图若处于两种型号交界处分别计算选优第八章带传动转速误差：4.确定带长：由P146表8-2取Ld=2000(2000)mm实际中心距：5.小带轮包角：6.带的根数：初定：a0=700mmP152表8-4a，插值法：Po=1.91(2.27)；P155表8-5，插值法：

P146表8-2由P153表8-4b，插值法：8.对轴的压力：最终取z=5(4)根9.结构设计：7.确定带的初拉力：第四节带轮的结构设计一、带轮的设计要求：1）质量小，且质量分布均匀，高速时需作静、动平衡实验；2）工艺性好；3）无大的铸造应力；4）轮槽的粗糙度不高于3.2，以减少磨损；5）多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受力均匀。二、带轮的材料：常用：HT150、HT200、HT250；高速：铸钢；小功率：非金属、铸铝三、带轮的结构形式：

实心、腹板、孔板和轮辐式的，各部分的结构和尺寸见教材或手册。带轮的结构盘式（实心式）腹板式孔板式轮辐式带轮轮槽尺寸见P161表8-10，结构尺寸P160(图8-14)带轮的结构设计，主要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通常按经验公式计算确定。一、带轮的张紧：第五节V带传动的张紧、安装与防护定期张紧适合水平安装的带传动一、带轮的张紧：第五节V带传动的张紧、安装与防护定期张紧适合垂直或接近垂直安装的带传动一、带轮的张紧：第五节V带传动的张紧、安装与防护自动张紧常用于中小功率传动一、带轮的张紧：第五节V带传动的张紧、安装与防护张紧轮张紧张紧轮安装位置：松边内侧，靠近大带轮Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角一、带轮的张紧：第五节V带传动的张紧、安装与防护中心距过小时，张紧轮安装位置：松边外侧，靠近小带轮平带可以双向弯曲，应尽量增大包角V带传动：张紧轮不宜装在紧边,应装于松边内侧(带厚),使带只受单向弯曲,且靠近大轮,防止小带轮包角减小。图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。张紧轮第八章带传动平带传动：张紧轮宜装于松边外侧(带薄)靠近小轮,主要用以增大平带传