高职《机械设计基础》带传动课件

第8章带传动§8-1带传动的工作原理和类型、特点和应用§8-2V带和带轮的结构§8-3带传动的工作情况分析§8-4普通V带传动的计算§8-5带传动的张紧装置、安装及维护1PPT学习交流第8章带传动§8-1带传动的工作原理和类型、特点和应学习要求：（1）了解带传动的特点、类型和受力分析方法；（2）掌握V带的标准、受力分析和设计计算；（3）了解弹性滑动、打滑的概念及区别；教学重点：掌握带传动的主要适用场合，设计基本步骤。教学难点：带传动的特点，设计基本步骤。2PPT学习交流学习要求：2PPT学习交流§8-1带传动的工作原理、类型、特点和应用

带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。原动机转动一、带的传动过程主动轮转动驱动主动轮从动轮转动带与轮的摩擦3PPT学习交流§8-1带传动的工作原理、类型、特点和应用二、带传动的主要类型根据工作原理的不同，分为摩擦型带传动啮合型带传动1.平带传动2.V带传动3.多楔带传动4.圆带传动4PPT学习交流二、带传动的主要类型根据工作原理的不同，分为摩擦型带传动啮合（2）啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力。（1）摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动）。5PPT学习交流（2）啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的（1）摩擦传摩擦型传动带的截面形状6PPT学习交流摩擦型传动带的截面形状6PPT学习交流(1)平带（1）特征：（2）平带的主要类型：结构最简单，多用在高速和传动中心距较大的场合。皮革平带帆布芯平带复合平带7PPT学习交流(1)平带（1）特征：（2）平带的主要类型：结构最简单，多(2)V带传动（1）特征：V带传动的传动能力较大，在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应用较多，是带传动的主要类型。（2）V带的类型：普通V带、窄V带、宽V带8PPT学习交流(2)V带传动（1）特征：V带传动的传动能力较大，在传动(3)多楔带传动

多楔带传动兼有平带和V带传动的特点，主要用于传递大功率、结构要求紧凑的场合圆带传动的传动能力较小，一般用于轻型和小型机械。(4)圆带传动(5)啮合型带传动优点：传动比恒定，结构紧凑，带速可达40m/s，i可达10，传递功率可达200Kw，效率高，约为。缺点：结构复杂，价格高，对制造和安装要求高。9PPT学习交流(3)多楔带传动多楔带传动兼有平带和V带传动的10PPT学习交流10PPT学习交流11PPT学习交流11PPT学习交流12PPT学习交流12PPT学习交流啮合型带传动13PPT学习交流啮合型带传动13PPT学习交流大理石切割机带传动的应用14PPT学习交流大理石切割机带传动的应用14PPT学习交流V带减速器15PPT学习交流V带减速器15PPT学习交流发动机（1）16PPT学习交流发动机（1）16PPT学习交流缝纫机17PPT学习交流缝纫机17PPT学习交流三、带传动的特点和应用

优点：传动平稳、噪声小、缓冲吸振和过载打滑及可防止其他零件损坏等，且结构简单、成本低廉，适用于两轴中心距较大的传动。

缺点：外廓尺寸较大，不能保证准确的传动比，效率较低，带的寿命短及不宜用于高温、易燃、易爆场合。

应用：常应用于传动比不要求准确、功率P<100kW、v=5~25m/s、传动比i<5以及有过载保护的场合。18PPT学习交流三、带传动的特点和应用优点：传动平稳、噪声小、缓§8-2V带和带轮的结构抗拉体的结构有绳芯结构和帘布芯结构两种。帘布芯结构V带制造方便，抗拉强度高，应用较广；绳芯结构V带柔性较好，抗弯强度高，适用于转速较高，带轮直径较小的场合。一、V带的结构、标准19PPT学习交流§8-2V带和带轮的结构抗拉体的结构有绳芯结构和帘布芯结构V带20PPT学习交流V带20PPT学习交流21PPT学习交流21PPT学习交流

V带工作时，会弯曲变形，顶胶伸长，底胶缩短，但两者之间有一层长度不变，称为节面，其宽度称节宽bP；与带的节面宽度重合处的带槽宽度，称为带槽的基准宽度bd，bd=bP；带槽基准宽度所在的圆，称为基准圆，其直径dd称为带轮的基准直径；带的节面长度称为带的基准长度Ld，也称带的公称长度。22PPT学习交流V带工作时，会弯曲变形，顶胶伸长，底胶缩22二、普通V带轮的材料与结构

带轮常用灰铸铁铸造，有时也采用铸钢、铝合金或非金属材料。当带轮圆周速度v<25m/s时，用HT150；当v=25～30m/s时用HT200；当v≥25～45m/s时用铸钢或锻钢；小功率时可用铝合金或工程塑料。2.带轮的结构1.带轮的材料23PPT学习交流二、普通V带轮的材料与结构带轮常用灰铸铁铸造，24PPT学习交流24PPT学习交流§8-3带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析

带安装时，必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上，这时带两边初拉力相等。25PPT学习交流§8-3带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析

带传动时，由于摩擦力作用使带轮两边的拉力不再相等，进入主动轮的一边，拉力由F0增大至F1称为紧边。进入从动轮的一边，拉力由F0降至F2，称为松边。紧边和松边的拉力差称为有效拉力F，也就是带所能传递的圆周力F。

有效拉力实际上就是带和带轮接触面间摩擦力的总和，所以当初拉力F0一定时，摩擦力的总和有一极限值。若带传动时需要传递的圆周阻力超过了这个极限值，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑使带的磨损加剧，带与带轮处于不稳定的运动状态，传动失效。（7-1）26PPT学习交流带传动时，由于摩擦力作用使带轮两边的拉力不再相F—有效拉力，N；V—带速m/s，P-带传递的功率，kw

带即将打滑时，紧边和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示f—带和带轮间的摩擦系数；a—小带轮的包角（rad）;e—自然对数的底，e≈2.718。（7-2）（7-3）27PPT学习交流F—有效拉力，N；V—带速m/s，由式（7-1）和式（7-3）可得（7-4）

由此可知，增大包角a、增大摩擦系数都可提高带传动所能传递的圆周力。28PPT学习交流由式（7-1）和式（7-3）可得（7-4）由此可

带传动时，带中存在着三种应力二、带传动的应力分析（1）由紧边和松边产生的拉应力。紧边拉应力

σ1=F1/A（MPa）松边拉应力

σ2=F2/A（MPa）

A—带的横截面面积。29PPT学习交流带传动时，带中存在着三种应力二、带传动的应力分析（1（2）由离心力产生的拉应力。当带绕带轮做圆周运动时产生离心力，该离心力使带受到离心拉力Fc的作用，从而产生离心拉应力。

σc=Fc/A=qv2/A

（MPa）

q—传动带单位长度的质量（kg/m）,见表7-1。（3）带弯曲时产生的弯曲应力。

σb≈Eh/d（MPa）

h—带的高度，mm；E—带的弹性模量，MPa；

d—带轮直径，mm。由上式可知，带在小带轮上的弯曲应力较大。（7-5）30PPT学习交流（2）由离心力产生的拉应力。当带绕带轮做圆周运动（7-5σmax=σ1+σb1+σc[σ]（MPa）

保证带有一定寿命

由图可见，作用在某截面上的应力随带的工作位置不同而变化，带在变应力状态下工作，易产生疲劳破坏，带的最大应力在紧边绕上小带轮处，即31PPT学习交流σmax=σ1+σb1+σc[σ]三、带传动的弹性滑动和传动比

带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。

带传动中因带的弹性变形变化而引起的带与带轮间的局部相对滑动，称为弹性滑动。32PPT学习交流三、带传动的弹性滑动和传动比带传动在工作时，从

带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动率ε：33PPT学习交流带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带传动的传动比为ε随载荷变化而变化。因ε是变量，故带传动的传动比不准确。弹性滑动是带传动所不可避免的特性，不同于打滑失效。（7-6）（7-7）34PPT学习交流带传动的传动比为ε随载荷变化而变化。因ε是变量，故带传动§8-4普通V带传动的计算1.带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。一、带传动的失效形式和设计准则（1）打滑加剧带的磨损并使传动失效。（2）带在工作时的应力随着带的运转而变化，是交变应力。转速越高，单位时间内带绕带轮的次数越多，带的应力变化次数越频繁。长时期工作，带在交变应力的反复作用下会产生脱层、撕裂，最后导致疲劳断裂，从而使带传动失效。35PPT学习交流§8-4普通V带传动的计算1.带传动的主要失效形式是打滑二、单根V带的额定功率

在包角α＝180°、特定带长、工作平稳的条件下，单根普通V带的基本额定功率P0见表7-3。当实际工作条件不同于上述特定条件时，应对P0值加以修正，修正后的值称为许用功率[P0]。2.带传动的设计准则：在保证不打滑的前提下，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。

P0—功率增量，i1时，同样寿命下，带传动功率可增大K

—包角修正系数，11800时，修正系数

KL—带长修正系数36PPT学习交流二、单根V带的额定功率2.带传动的设计准则：在保证不打滑的三、带传动设计计算和参数选择设计的已知条件：传动的用途、工作条件、传递功率

P、带轮的转速n1、n2（或传动比i）及外廓尺寸要求等。设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a

带轮基准直径，材料和结构，作用在轴上的压力等。1.确定计算功率式中：P传递的名义功率（KW）KA

工作情况系数37PPT学习交流三、带传动设计计算和参数选择设计的已知条件：传动的用途、工作2.选择V带的型号

38PPT学习交流2.选择V带的型号38PPT学习交流3.确定带轮基准直径

（1）带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力增大，使带的寿命降低。

（2）设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin

的值查表（3）忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1•（1-ε）n1/n2，

dd1、dd2宜按表7-8取标准值39PPT学习交流3.确定带轮基准直径（1）带轮直径小可使传动结构紧凑，但另4.验算带速

离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑带速V>25m/s时，单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命带速V<5m/s时，当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多否则，重选dd140PPT学习交流4.验算带速离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑带速V5.初定中心距a和基准带长Ld

按下式初步确定中心距a0初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L041PPT学习交流5.初定中心距a和基准带长Ld按下式初步确定中心距a0初选

根据初选长度L0，由表7-2元整到标准长度Ld作为所选带的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即

考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为42PPT学习交流根据初选长度L0，由表7-2元整到标准长度L6.验算小带轮包角α1

小带轮包角可按下式计算

一般要求α1≥120°，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。

7.确定V带根数Z

带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z<10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。43PPT学习交流6.验算小带轮包角α1小带轮包角可按下式计算8.单根V带的初拉力F0

由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5倍

9.带传动作用在带轮轴上的压力FQ

44PPT学习交流8.单根V带的初拉力F0由于新带易松弛，对10.带轮设计

带轮设计包括以下内容：确定结构类型结构尺寸轮槽尺寸材料画出带轮工作图。

45PPT学习交流10.带轮设计带轮设计包括以下内容：45PPT学习交流S型-实心带轮P型-辐板带轮H型-孔板带轮E型-椭圆轮