机械设计基础 课件 第8章 带传动

第8章带传动第一节带传动的基础知识第二节带传动的工作情况分析第三节V带传动的设计计算第四节V带轮的设计第一节带传动的基础知识

一、带传动的工作原理、特点和应用1.带传动的工作原理当原动机驱动主动轮转动时，由于传动带和带轮间的摩擦(或啮合),带动从动轮一起转动，并传递一定动力。图8-1带传动示意图第一节带传动的基础知识

一、带传动的工作原理、特点和应用2.带传动的特点和应用1)结构简单，制造、安装精度要求低，使用维护方便。2)具有一定的弹性，能缓冲、吸振，传动平稳，无噪声。3)过载时带在带轮上打滑，可防止其他零件的损坏，起到安全保护作用。由于带与轮之间的弹性滑动，不能保证准确的传动比。4)传动效率较低，带的寿命较短。5)传动带需要张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。

二、带传动的类型按传动原理可分为摩擦带传动和啮合带传动。按传动带的截面形状可分为平带传动、V带传动、多楔带传动、圆带传动。图8-3带的截面形状摩擦带传动

依靠挠性带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力具备带传动的一般特点以，还具有：

1.过载时带沿着带轮工作面打滑，起到安全保护作用；

2.结构简单，制造成本低，拆装方便；

3.带与带轮面之间存在弹性滑动，传动效率较低，传动比不准确，带的寿命较短。

啮合性带传动，也称同步带传动，它是依靠同步带上的齿与带轮齿槽之间的啮合来传递运动和动力的。

同步带传动兼有带传动和啮合传动的优点，既可保证传动比准确，也可保证较高的传动效率，且适应于较高的速度，带速可达50m／s。其缺点在于同步带及带轮制造工艺复杂，安装要求较高。

三、V带的类型与结构V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、大楔角V带、宽V带等多种类型，其中普通V带应用最广，近年来窄V带也得到广泛的应用。。普通V带制成无接头的环形，其横截面结构如图8-4所示。

窄V带是用合成纤维绳作为抗拉体，与普通V带相比，当高度相同时，窄V带的宽度约缩小1/3,而承载能力可提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。第二节带传动工作情况分析一、带传动的受力分析二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力三、带传动时的应力分析四、带传动的弹性滑动和打滑工作中：

1.紧边拉力增至，拉力变化2.松边拉力降至，拉力变化假定带长不变一、带传动的受力分析工作之前：3.有效圆周力F5.有效圆周力F、功率P和带速

之间的关系4.有效圆周力F、F1、F2和F0之间的关系二、带传动的最小初拉力和临界摩擦力为了保证带能够正常的工作，带轮的初拉力必须大于最小初拉力Fomin,否则带将带不动从动轮，出现打滑现象。当带和带轮间有全面滑动趋势时，摩擦力达到最大值，称为临界摩擦力，即有效圆周力达到最大值。此时，紧边拉力F1和松边拉力F2之间的关系可用欧拉公式表示：带截面产生的应力包括三个部分：1.由拉力产生的拉应力2.由离心力产生的拉应力3.由弯曲产生的弯曲应力

由上式可知，带愈厚，或者带轮直径愈小，带所受的弯曲应力就愈大。显然，带绕过小带轮时产生的弯曲应力σb1大于带绕过大带轮时的弯曲应力σb2

，因此设计中应当限制小带轮的最小直径d1min。

由图可知，带上最大应力发生在带的紧边进入小带轮处，故强度条件为三种应力沿带长的分布及变化情况图四、带传动的弹性滑动和打滑1．弹性滑动现象带传动中因带的紧边和松边弹性变形量的变化而引起的带与带轮之间局部而微小的相对滑动称为带的弹性滑动。只要带工作必存在有效圆周力，必然有拉力差，因此弹性滑动是无法避免的。弹性滑动现象的后果降低传动效率；从动轮的圆周速度低于主动轮，造成传动比误差；引起带的磨损等。从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1的降低程度，可用滑动率

来表示：带传动的滑动率一般为1％～2％，一般中可以忽略不计。计入弹性滑动影响时，带传动传动比的计算公式为2．打滑打滑是指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆周力超过带与带轮面间摩擦力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发生显著的相对滑动。打滑将使带传动失效并加剧带的磨损，因而在正常工作中应当避免出现打滑现象。

弹性滑动与打滑的区别一、设计准则和单根V带的基本额定功率二、单根V带传动的额定功率三、带传动参数选择四、V带传动的设计步骤和方法第三节V带传动的设计计算一、设计准则和单根V带的基本额定功率在保证带传动不打滑的条件下，保证V带具有一定的疲劳寿命。在带传动中，如果要求不打滑，则最大有效圆周力需小于或等于有效拉力，即F≤F。保证不打滑单根V带所能传递的功率P0为使V带具有一定的疲劳寿命既不打滑又不疲劳断裂，单根V带传递的功率为[P0]＝（P0＋

P0）K

KL

当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对单根V带的基本额定功率加以修正，获得实际工作条件下单根V带所能传递的功率，称为许用功率[P0]。K

--包角系数，计入包角

1

180

时对传动能力的影响；KL--长度系数，计入带长不等于特定长度时对传动能力的影响;

P0--功率增量，计入传动比时，带在大带轮上的弯曲程度减小对传动能力的影响。二、单根V带传动的额定功率

三、带传动的参数选择1.中心距

中心距越大，带轮的包角就越大。2.传动比V带传动比等于主、从动轮转速之比，也等于两带轮基准直径的反比。传动比越大，即大带轮的直径比小带轮的直径大很多，则带在小带轮上的包角就越小。V带传动比取值一般为i≤7,推荐值i=2~5。三、带传动的参数选择4.带速

带速过大，V带做圆周运动时，离心惯性力增大，V带拉长，带与带轮间压力减小，导致摩擦力减小，有效圆周力减小，引起打滑。3.带轮的基准直径

当带的材质和厚度一定时，带轮直径减小，传动结构紧凑，使有效拉力变大，但弯曲应力也变大，使带的使用寿命降低；反之，则带传动的外廓尺寸增大。带轮的基准直径设计的总原则是：在结构允许的情况下，小带轮直径要尽可能大。四、V带传动的设计步骤和方法1．确定计算功率PcPc＝KAP

3．确定带轮基准直径d1、d25．确定中心距a和带的基准长度Ld

初选a0

初算带长度Ld0

选择基准长度Ld

后，计算实际中心距a0.7（dd1＋dd2）

a0

2（dd1＋dd2）

2．选择V带型号4．验算带速v（KA为工作情况系数）6．验算小带轮包角α17．确定带的根数Z8．确定初拉力F0

F0作用于带轮轴上的载荷9.带轮结构设计

确定带轮结构类型、材料、结构尺寸，绘制带轮工作图。第四节V带轮的设计一、V带轮设计常用材料：铸铁、铸钢、铝合金或工程塑料。其中，铸铁材料应用最广。结构组成：属于典型盘类零件，由轮缘、轮毂和轮辐（或腹板）三部分组成。结构型式：实心、腹板、孔板和轮辐式。二、带传动的张紧装置

1．定期张紧装置

2．自动张紧装置

3．利用张紧轮方式

(a)实体结构；（b)腹板式；（c)孔板式;(d)轮幅式V带轮结构图(a)(b)定