机械基础课件：带传动设计和链传动

机械传动装置设计

带传动设计和链传动（载体：带式输送机）1.带传动与齿轮传动有何异同点？2.带传动是依靠

来传递运动和功率的。

A.带与带轮接触面之间的正压力B.带与带轮接触面之间的摩擦力

C.带的紧边拉力D.带的松边拉力3.带张紧的目的是

。

A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命

C.改变带的运动方向D.使带具有一定的初拉力4.与链传动相比较，带传动的优点是

。

A.工作平稳，基本无噪声B.承载能力大

C.传动效率高D.使用寿命长5.与平带传动相比较，V带传动的优点是

。

A.传动效率高B.带的寿命长

C.带的价格便宜D.承载能力大思考题：让学生与设计任务零距离接触，培养学生的职业兴趣和吃苦耐劳的精神,提高学生沟通能力与团队协作精神。为了加强责任感，所有的参数由学生自己确定，教师的责任就是指导，这样让学生感到自己的责任重大。通过带传动的设计掌握带传动的类型和V带结构；普通V带的选用依据;通过实践掌握带传动主要参数的正确选择，正确分析带传动的受力情况，熟悉带传动的设计步骤和方法。锻炼学生亲自动手能力和观察事物能力。进一步提高学生的专业能力。学会使用国家标准及相关的设计手册的查法。一、教学目标观察与思考带式输送机中带传动的工作过程提出设计任务为案例中的带式输送机进行V带传动的结构设计。已知条件见[项目任务描述]三、相关知识的学习§1.带传动概述

1.1带传动的工作原理

1.2带传动的使用特点

1.3主要类型与应用§2.带传动的工作情况分析

2.1带传动的受力分析

2.2带传动的应力分析

2.3带传动的滑动现象和传动比§3V带轮的材料和结构§4带传动的设计计算§1.带传动概述带传动是由主动轮１、从动轮２和张紧在两轮上的环型带３组成。带传动机构简单、带轮也制造容易，在传动中心距较大的情况下应用较多。§1.1带传动的工作原理带的传动过程原动机转动主动轮转动从动轮转动驱动主动轮带与轮的摩擦工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。§1.2

带传动的使用特点主要优点：主要缺点：1）有弹性滑动，传动比i不恒定；2）与啮合传动相比，张紧力较大，轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑，使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆场合。1)传动带有良好的弹性，有缓冲吸振作用，传动平稳、噪声小；2)当过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件损坏，起安全保护作用；3)适用于中心距较大的场合（amax=15m）；4)结构简单，拆装方便，成本较低。

啮合型带传动摩擦型带传动

按工件原理分：§1.3主要类型与应用啮合型带传动（靠带齿与轮齿的啮合传递运动和动力）摩擦型带传动（靠带与带轮间的磨擦力传递运动和动力）(a)平带；(b)V带；(c)多楔带；(d)圆形带按横截面形状分：拖拉机Ｖ带传动在相同张紧力和相同摩擦系数的条件下，V带产生的摩擦力要比平带的摩擦力要大，所以V带传动能力强，结构更紧凑，在机械传动中应用最广泛。缝纫机圆形带传动适于传递功率小、要求结构紧凑场合发电机多楔带传动多楔带相当于平带与多根V带的组合，兼有两者的优点，多用于结构要求紧凑的大功率传动中。普通V带结构和基本尺寸

V带的结构普通V带的七种型号和截面基本尺寸普通V带的长度用基准长度表示主要优点：

1)传动带具有良好的弹性，有缓冲和吸振的作用，因而传动平稳、噪声小；2)当过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件损坏，起安全保护作用；3)适用于中心距较大的场合；4)结构简单，拆装方便，成本较低。带传动的特点及应用带传动的主要缺点是：1）带在带轮上有相对滑动，因此瞬时传动比不准确，不能用于要求传动比精确的场合；2）传动效率低，带的寿命较短；3）传动的外廓尺寸大；4）需要张紧，支承带轮的轴和轴承受力较大；5）不宜用于高温、易燃等场合。

（带传动中由于摩擦会产生电火花，故不能用于有爆炸危险的场合。）带传动常用作机械中原动机与工作机之间的传动。传动功率一般为≤75kW；带速一般为5～25m/s；传动效率0.91～0.96；传动比≤7，一般为2～4。带传动在多级传动系统中，常被放在高速级。§2.带传动的工作情况分析P增大时，所需的F(即∑Ff)加大。但∑Ff

不可能无限增大。当Ff

达到极限值Fflim时，带传动处于即将打滑的临界状态。§2.3

带传动的滑动现象和传动比1.两种滑动现象打滑:若带的工作载荷加大，有效圆周力达到临界值后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。

弹性滑动: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。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。弹性滑动会引起下列后果：

(1)传动比不准确。

(2)降低传动效率，温度升高，传动带磨损。打滑:若带的工作载荷加大，有效圆周力达到临界值Fmax后，则带与带轮间会发生明显显著全面的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。弹性滑动: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。弹性滑动与打滑的区别A.现象：弹性滑动发生在绕出带轮前带与轮的部分接触长度上打滑发生在带与轮的全部接触长度B.原因：弹性滑动：带两边的拉力差，带的弹性打滑：过载C.结论：弹性滑动不可避免打滑可避免在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合欧拉公式：可推知带传动有效拉力F的大小为：上式表明，带所传递的圆周力F与下列因素有关：初拉力F0摩擦系数f包角α带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：在一定条件下当摩擦力达到极限值时，带的紧边拉力F1与松边拉力F2之间的关系可用柔韧体摩擦的欧拉方式来表示式中F1、F2为紧边和松边拉力，N；

f为带与轮之间的摩擦系数；

为带在带轮上的包角，rad。由上式可知，增大包角和增大摩擦系数，都可提高带传动所能传递的圆周力。对于带传动，在一定的条件下f为一定值，而且α2>α1，所以摩擦力的最大值取决于α1。

式中，n1、n2为主动轮和从动轮的转速，r/min；d1、d2为主动轮和从动轮的节径，通常也是基准直径，mm。由上式可得出带传动的理论传动比i 通常弹性滑动引起的从动轮的速度降低值不大于3%，若忽略弹性滑动影响，则带速为带传动的传动比为从动轮的转速为随载荷变化而变化。因是变量，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。习题1、3、4、5、6演练§3带传动的设计计算项目设计的任务书

设计一带式输送机中的V带传动装置。明确设计要求、工作条件、工作环境、动力来源、制造条件及生产批量。（见教材P74+P85）分组合作完成根据任务一得出最佳传动方案主要失效形式：打滑、疲劳破坏设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，使V带具有一定的疲劳强度。

一、设计准则二、

设计步骤1.确定设计功率PC2.选择带型3.确定带轮的基准直径4.验算带的速度5.确定中心距、带长6.验算小带轮包角α17.确定V带根数

z8.带轮结构设计1.确定设计功率PCPC=KAP

工作情况系数KA

教材94页2.选择带型教材94页3.确定带轮的基准直径dd1、dd2V带轮的最小直径注：带轮的基准直径系列是2022.4252831.535.540455056637175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153353754004254504755005305606006306707107508009001000106011201250160020002500教材95页大带轮的基准直径dd2计算后圆整取标准值。当要求传动比精确时，应考虑滑动系数ε来计算轮径。通常取ε=0.02

4.验算带的速度一般在v=5～25m/s内选取，以v=20～25m/s最有利。若验算不通过，怎么办？减小dd

V带轮的最小直径注：带轮的基准直径系列是2022.4252831.535.540455056637175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153353754004254504755005305606006306707107508009001000106011201250160020002500教材94页5.确定中心距和带长a0=(0.7～2)(dd1+dd2)选取基准长度Lda过小：a过大：传动紧凑，但带循环次数增多，降低寿命外廓尺寸大；高速时易颤动，影响工作教材88页6.验算小带轮包角α1要求α1≥120°如何增加？方法一：适当增大中心距或减小传动比方法二：加张紧轮7.确定V带根数z

z应圆整，z＝2～5根为宜，最多8～10根各根带受力均匀应改选型号或加大带轮直径后重新设计否则，？？？8.带轮结构设计确定结构类型、结构尺寸、轮槽尺寸、材料，画出带轮工作图1.

带轮材料主要采用铸铁，常用材料牌号为HT150或HT200；转速较高时宜采用铸钢(或用钢板冲压后焊接而成)；小功率时可用铸铝或塑料。（1）实心轮——（2）腹板轮——（3）孔板轮——（4）轮辐轮——教材97页2.结构形式教材97页教材98页注意带的型号和基准长度不要搞错，以保证V带在轮槽中的正确位置。V带顶面和带轮轮槽顶面取齐，以保证V带和轮槽的工作面之间充分接触。普通V带传动的正确安装哪种正确？？（二）设计的一般步骤和方法1、确定设计功率Pc

＝KAP2、根据n1、Pc选择带型号3、确定带轮直径dd1、dd24、验算带速v5～25m/sN5、确定中心距a和带长Ld6、验算包角α1(≥120°)7、确定带根数zN

z≥8~10？NY8、带轮结构设计仿真分析设计结论：V带根数

、类型

，带的速度

；带的基准长度Ld=

;中心距a=

，带轮直径dd1

=

、dd2=

，包角α1=

，小带轮结构选

；大带轮结构选

。 2.带传动运动简图3.带传动的运动仿真分析（含建模与组装）成果展示§4V带轮的材料和结构带传动的张紧、安装与维护根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；张紧的目的运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。常见的有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。V带传动的安装和维护

带传动的安装和维护需满足以下要求：1）普通V带和窄V带不得混用在同一传动装置上，套装带时不得强行撬入。2）多根V带传动时，因带的基准长度极限偏差值较大，为避免各根带的载荷分布不均，带的配组公差应在规定范围内。3）两带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的V型槽对称平面应重合。其误差不得超过，以防带侧面磨损加剧。4）定期检查V带，如发现有一根松弛或损坏，应全部更换新带。新旧带更不能同时使用。5）带避免与酸、碱、油污等接触，工作温度不超过60。6）带传动要设有保护罩。四、实践环节§5实践环节学生分成小组进行，按照上述设计的方法步骤进行带式输送机中的V带传动设计：根据任务2.1得出原动机为Y160L-6型三相异步电动机，额定功率P＝