3传动8带传动讲解

第三篇传动徐尤南机电工程学院2015年10月10日第三篇机械传动一.传动的重要性：1.传递运动、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第三篇机械传动二.机械传动分类：特

点电传动啮合传动摩擦传动液力传动气力传动便于集中供能++在远距离传动时，设备简单+能量易于存储+易于在较大范围内实现有级变速+++易于在较大范围内实现无级变速+++保持准确的传动比+可用于高速传动++易于实现直线传动++++周围环境温度变化影响很小+++作用于工作部分的压力大+++易于自动控制和远程控制+对振动的影响三.机械传动装置类型选择的一般依据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。3.传动比：是传动的运动特性之一。各类单级传动的传动比见表3（P142）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；第三篇传动第八章带传动(DF)第九章链传动(D)第十章齿轮传动(DF)第十一章蜗杆传动(DF)第三篇传动

第八章带传动§8-1概述§8-2带传动工作情况的分析(DF)§8-3普通V带传动的设计计算(DF)§8-4V带轮的设计(DF)§8-5V带传动的张紧装置、安装与防护(F)第八章带传动基本要求：1）熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；2）掌握带传动的受力分析、弹性滑动与打滑现象和带传动的失效形式、设计准则；3）掌握V带传动的设计方法以及提高带传动承载能力措施；4）了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以比较。着重了解平带传动V带传动的特点。5）了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。重点：1）传动的工作情况分析、弹性滑动与打滑现象和带传动的失效形式、设计准则；2）提高带传动承载能力的措施；3）平带传动、V带传动的特点；§8-1概述一.带传动的组成及工作原理：2.工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。

工作前：带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产生压力，

工作时：主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。1.组成：主动轮1、从动轮2、传动带3特点：结构简单，传动平稳，价格低廉和缓冲吸振等按带的截面形状：平带V带——承载能力高圆带同步带二.带传动的类型：多楔带F0F0FNFNFN

/2/2fv——当量摩擦系数带传动的主要类型及应用三.带传动的特点：1.中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；2.能缓冲减振，运转平稳无噪音——适用于高速传动；3.摩擦式传动具有过载保护作用；4.不需要润滑，环境易清洁；5.结构简单，维修方便，价格低廉；6.结构尺寸大；7.瞬时传动比不恒定；8.

效率较低，寿命较短；9.需张紧，对轴和轴承的压力大；四.应用范围：主要用于两轴平行且转向相同的场合。以及对传动比无精确要求的中小功率传动。一般：§8-1概述五.V带的类型与结构

普通V带窄V带宽V带大楔角V带汽车V带V带的类型：§8-1概述抗拉体：帘布：制造方便绳芯：柔软易弯曲有利提高寿命，材料可为化学纤维或棉织物。

2）普通V带的标准：

（1）普通V带截面尺寸：由小到大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号（各型号的截面尺寸见P145表8-1）。1.普通V带：是多材料制成的无接头环形带1）组成：顶胶、底胶、抗拉体、包布五.V带的类型与结构承载能力增大允许转速降低§8-1概述§8-1概述

相对高度,比普通V带传递的功率大。2.窄V带

窄V带按截面尺寸分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。各型号的截面尺寸见上表。基准直径：

节圆直径：V带轮上与V带节宽相对应的带轮的直径节线：当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线。节面：由全部节线组成的面。节宽：带的节面的宽度。用bp表示。名词解释：V带的基准长度：位于基准直径上周线长度。用Ld表示，见P146表8-2。§8-1概述六.几何计算在角较小的情况下，有：§8-1概述六.几何计算将代入经整理得：在角较小的情况下，有：§8-1概述§8－2带传动工作情况分析一.带传动中的力分析：F0F0F0F0

工作前：带以一定的张紧力安装在带轮上，带受预紧力F0

工作时：由于带与轮的摩擦力Ff

，形成紧边和松边。紧边：F0

F1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，P

Fe

Ff——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。二.带传动的最大有效拉力及其影响因素：F1F2FF+dFdNfdNr现以平带为例：研究带在打滑临界条件下的受力情况

略去高阶微量，考虑到d

很小，取

、，并将两式整理得：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柔韧体摩擦的欧拉公式返回平衡条件：切向：法向：影响带有效拉力（承载能力）的因素有：3）f

Fec

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

Fec

承载能力

。F0和f越大越好吗？将式和其它公式联立，并整理得：三.带的应力分析：1.拉应力：2.离心拉应力：于是带的离心拉力为：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:式中：h为带的高度（P142表8-1）。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）a

Ld

单位内应力循环次数N

疲劳强度

2）v

c

疲劳强度

——v

vmax

v

（P）Fe

1

疲劳强度

——v

vmin1）

dd1

b1

疲劳强度

——dd1

ddmindd1和a越大越好吗？§8－2带传动工作情况分析四.带传动弹性滑动：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降低率。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。

滑动弧B1C1、滑动角

静止弧A1C1、静止角

2）当Fe

Fec：动角、静角

3）当Fe=Fec：动角

=

、静角

=0

——打滑失效

弹性滑动§8－3V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1.主要失效形式：

1）打滑2）带的疲劳破坏2.设计准则：在不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命3.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：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：实际工作条件与特定条件不符时，对表中的P0要进行修正长度系数，P146表8-2包角系数，P154表8-5，

1

、F

功率增量，计i对P0的影响。查P153表8-4b。5.实际工作条件下单根普通V带传递的许用功率

P0

：

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P151表8-4a）特定条件：1）载荷平稳；

2）包角为1800，即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dd1

P0

z

；2）适当地增加中心距a

带长

KL

z

；

包角

K

z

。6.实际工作条件下所需普通V带的根数：二、V带传动的设计步骤和方法已知的原始数据：P、n1、n2（i12）、传动位置要求及工作条件设计的内容：1）带：型号、长度L、根数z；

2）传动中心距a；

3）带轮：直径db1、db2

，带轮结构设计；

4）张紧装置设计。设计步骤：1.确定计算功率：根据计算功率Pca和小带轮转速n1由P157图8-11选取。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得dbmin

dd1

ddmin

取标准系列值

P157表8-8

Pca=KAP与使用工况有关，见P156表8-7

2.选择带的型号：2）验算带速：普通V带：窄V带：取标准系列值

1）初定a0

：4.确定中心距a和带的基准长度Ld：3）大带轮直径db2

：2）确定

Ld

：3）确定实际中心距a

：标准化P146表8-2得：Ld

如果：1）vvmax，则：

c——应使dd1

2）v

vmin，则：Fe

（P一定）——应使dd1

考虑到安装调整及补偿F0的需要，应使：5.验算小带轮包角

1：6.带的根数：主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。7.预紧力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：GP158图8-12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§8-4带轮的结构设计及带传动的张紧一.带轮的结构设计：1.设计要求：1）质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验；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，使各根带受均匀。2.带轮的材料：HT200、HT250；高速：铸钢；小功率：非金属、铸铝3.带轮的结构：

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dd≤2.5d时用实心式dd≤300㎜用腹板式Dl-d1≥100㎜用孔板式dd＞300㎜用轮辐式带轮轮槽尺寸见P161表8-10，结构尺寸P60(图8-14)二.带轮的张紧：

Ｖ带传动：张紧轮设置在

松边内侧靠大轮处

(∵Ｖ带只能单向弯曲，避免过多减小包角）

松边外侧靠小轮处

(∵平带可以双向弯曲，应尽量增大包角)张紧轮

平带传动：张紧轮设置在平带传动：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动包角。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。张紧轮松边在下有问题吗？三、带的维护

①安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）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⑤定期张紧⑥安装时两轮槽应对准，处于同一平面直径系列：20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、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、355、375、400、……。V带带轮最小计算直径：mm设计例题例：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。解：1.计算功率：Pca=KAP=1.2×7.5=9kW（P156查表8-7）2.选择带的型号：由P157图8-11选择A型3.带轮直径（表8-6和8-8）取取转速误差：4.确定带长：由P142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，Po=1.93(2.27)；P155表8-5P146表8-2由P153表8-4b查出7.对轴的压力：张紧力：最终取z=5(4)根轴上载荷：8