《机械基础》 课件 项目十一 分析工业带传动

机械基础产教融合

任务导向项目十一

分析工业带传动学习导图情境导入

随着工业技术水平的不断提高，带传动有了多样性、多领域的发展，在工业自动化产线、汽车工业、家用电器、机械设备中得到了越来越广泛的发展，见下图所示的发动机带传动案例。请分析：1.该发动机中采用了何种带传动？在生活中还见过哪些类型的带传动?2.V带传动、同步带传动各自的优缺点是什么？分别适用什么场合？3.V带传动平均传动比为什么不是恒定的？原因是什么？4.图片中1、2、3轮是什么轮？作用是什么5.带传动失效的形式有哪些？如何避免？6.SPZ1400GB/T11544-2012中SPZ、1400分别表示什么？HTBNV180-S5M-100中180、S5M、100的含义是什么？坚守岗位、持之以恒、不断创新123学习目标知识目标1.了解带传动的组成、分类，熟悉带传动特点；2.掌握带和带轮的基本参数；3.掌握打滑和弹性滑动的定义以及产生原因；4.掌握带传动的张紧方式。能力目标1.具备查阅标准手册，读取V带、带轮代号能力；2.具备分析带传动打滑的原因给出合理建议的能力；3.具备带的日常维护和使用的能力。育人目标1.培养遵守职业规范意识；2.培养克服困难，百折不挠的意志。学习方法扫一扫：边学边练电子活页工单活页工单样例知识链接一、认识带传动目录CONTENTS二、V带传动三、同步齿形带一、认识带传动主动轮挠性带从动轮机架带传动：由挠性带与带轮的摩擦或啮合来传递运动和动力的一种传动。11.1.1

辨别带的类型及应用

同步带同步带传动：发动机同步带应用：发动机按工作原理，可分为啮合型带传动和摩擦型带传动。啮合型带靠齿形带与带轮间的啮合来实现传动。适合于对传动比严格要求，转速高，力矩大的场合。一、认识带传动同步带因传动比准确在中小功率机电产品上应用广泛。11.1.1

辨别带的类型及应用摩擦型带靠带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力，常见的摩擦型带有平带、V带、多楔带、圆带等。平带

平带平带截面平带应用摩擦型带形状为扁平矩形内表面是工作面用于传送场合一、认识带传动11.1.1

辨别带的类型及应用V带V带截面形状为梯形工作面为两侧面适用于转速高，力矩较大的工作场合，在机械传动中应用最广泛一、认识带传动11.1.1

辨别带的类型及应用多楔带多楔带多楔带截面多楔带应用以平带为基体、内表面排布有等间距楔角40°的梯形楔环形橡胶传动带工作面为楔的侧面适用于结构要求紧凑、传动功率大的高速传动场合一、认识带传动11.1.1

辨别带的类型及应用圆带圆带圆带截面圆带应用圆带横截面呈圆形主要用于小功率的传递，多用于轻型物体传送或角度传送。一、认识带传动11.1.1

辨别带的类型及应用

主、从动轮张紧轮惰轮啮合型带为改变带轮的包角或控制带的张紧力而压在带上的随动轮。引导带的运动方向，使其导入边对准轮宽中心平面的空转带轮。一、认识带传动传动中用于驱动或者被驱动的带传动的轮。11.1.2

识别带轮的类型二、V带传动远距离传动传动平稳传动比不准确有过载保护11.2.1

识别带轮的类型传动效率不高优点：缺点：-顶胶带芯结构制造较方便，抗拉强度高，价格低廉，生产中应用较多。绳芯结构柔韧性好，抗弯强度高，适用于带轮直径小，但转速较高的场合。普通V带绳芯结构带芯结构-抗拉体-底胶-包布层-顶胶-抗拉体-底胶-包布层二、V带传动11.2.2

分析V带的结构、类型和参数按照GB/T11544-2012《带传动普通V带和窄V带尺寸》标准，普通V带及窄V带规格尺寸已经标准化，均采用基准宽度制，通常制成无接头的环形。普通V带按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号，如下图，在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就大。

普通V带截面尺寸二、V带传动11.2.2

分析V带的结构、类型和参数V带常用的截面参数为顶宽b、节宽bp

、高度h和楔角𝜑。节面节宽bp

顶宽b高度h楔角𝜑

带截面尺寸确定了V带的节宽和高度，就确定了V带轮轮槽尺寸带轮截面尺寸二、V带传动11.2.2

分析V带的结构、类型和参数二、V带传动11.2.2

分析V带的结构、类型和参数普通V带截面如下图所示，分别指出-所指的参数名称。14普通V带窄V带宽V带联组V带V带可分为普通V带、窄V带、宽V带和联组V带等类型，如下表所示。普通V带是在一般的机械传动中应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。与同型号的普通V带相比，窄V带的高度为普通V带的1.3倍，使用寿命长，是普通V带的更新换代产品。宽V带较薄，挠曲性好，适用于小的轮径和中心距，多用于无极变速装置。在传递功率较大且要求结构紧凑的场合，常采用多楔带或者联组V带。二、V带传动11.2.2

分析V带的结构、类型和参数窄V带，截面尺寸按照基准宽度制，分为SPZ、SPA、SPB、SPC。

V带基准长度Ld、外周长La、内周长Li以及V带轮的基准直径dd、V带传动时的中心距a和包角α均为影响传动的重要参数。基准直径dd基准长度Ld中心距a包角α带传动内长度Li外长度La二、V带传动11.2.3

分析V带的结构、类型和参数V带标记：型号基准长度标准号该带是Z型普通V带，内长度Li1000、基准长度Ld1022，由国内知名公司三力士股份有限公司生产，制造年份是2017年，遵循GB/T1171国家标准。某皮带的代号是A1550GB/T11544-2012型号基准长度标准号二、V带传动11.2.4

识读V带代号实例思考：观察该带，识读型号意义F0F0此时，带只受初拉力F0作用。带不工作时11.2.5

分析工作情况下带的受力二、V带传动松边－退出主动轮的一边FfFfF1n1F2F2Ff=Fe=F1–F2

Fe－有效拉力，即圆周力

紧边拉力--由于摩擦力的作用，由F0增加到F1；松边拉力--由F0减小到F2。Ff－带轮作用于带的摩擦力紧边－进入主动轮的一边带工作时11.2.5

分析工作情况下带的受力二、V带传动传动带所能传递的最大有效圆周力FmaxF0-初拉力、q-单位长度带的重量、v-带速、f-当量摩擦系数、a-包角影响带传动能力参数主要是：初拉力F0、包角α、当量摩擦系数fa、带速v二、V带传动初拉力F0、包角α、当量摩擦系数fv、带速v对带传动能力影响初拉力F0若F0过大，将使带的磨损加剧，加快松弛，缩短带的寿命；若F0过小，带的传动能力就得不到充分发挥，工作时易跳动和打滑。包角α带所能传递的圆周力增加，传动能力增强，故应保证小带轮的包角α1。为保证传动能力，设计时一般要求α1≥120°。当量摩擦系数fvfv越大，最大有效拉力Femax就越大，传动能力增加。f与带与带轮的材料、表面粗糙度、工作环境等。带速v带速过快，有效拉力降低，传动的能力下降。且带速越高，带越短，单位时间绕过带轮的次数越多，最后导致疲劳断裂，使传动失效。带速过慢，在一定功率下，速度变小，有效圆周力就要变大，减低带的疲劳寿命。二、V带传动带横截面的应力为三部分应力之和，最大应力发生在紧边开始进入小带轮处：即带受变应力作用，这将使带产生疲劳破坏。m—带的单位长度质量，kg/mv—带速，m/sA—带的截面面积，mm²离心应力拉应力紧边拉应力F1、F2—分别为紧边、松边拉力，N松边拉应力弯曲应力

2n21n1σcσ1σ2σb1σb2σmax

危险！11.2.5

分析工作情况下带的受力二、V带传动当电机顺时针转动时，下边为紧边，受力分析如右下图所示。紧边开始进入小带轮处为应力最大处，也是最容易损坏的位置。n1F1F2F2危险！带速过快，有效拉力降低，传动的能力下降；带速过慢，在一定功率下，速度变小，有效圆周力就要变大，减低带的疲劳寿命。分析当带速过高时，对带传动能力的影响。例：当电机顺时针转动时，分析传动V带的受力情况，指出传动带最容易疲劳损坏的位置。分析当带速过高时，对带传动能力的影响。二、V带传动弹性滑动带弹性变形引起的带与带轮之间的相对滑动现象不可避免弹性滑动引起的不良后果使从动轮的圆周速度v2低于主动轮v1，导致传动比不准确。产生摩擦损失，引起带温度升高，降低了传动效率，引起带的磨损。弹性滑动微课讲解滑动率相对降低率通常称为带传动滑动系数或者滑动率，用𝛆表示。其中11.2.6

描述V带传动的工作特性二、V带传动带的实际传动比i：一般传动中，因滑动率并不大，在1%-2%之间，可不予考虑，因而取传动比为载荷越大，有效拉力越大，滑动率𝛆也越大，因而带传动不能保证准确的传动比。11.2.6

描述V带传动的工作特性二、V带传动打滑打滑是带传动的一种失效形式。打滑是如何产生的？由于过载，使带与带轮间就将发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑引起的不良后果打滑使带传动失效并加剧带的磨损，正常工作时应避免打滑。11.2.6

描述V带传动的工作特性二、V带传动因为弹性滑动的存在，导致使从动轮的圆周速度v2低于主动轮v1

。载荷越大，有效拉力越大，滑动率𝜺也越大，因而带传动不能保证准确的传动比。但是一般传动中，因滑动率并不大，在1%-2%之间，可不予考虑。探究带传动比不准确的原因11.2.6

描述V带传动的工作特性二、V带传动11.2.7

设计V带带轮二、V带传动小功率传动采用铸铝或工程塑料；当𝑣≤25𝑚/𝑠，一般灰铸铁HT150批量大时，采用压铸铝合金等。轮辐或腹板轮毂（与轴连接）轮缘（安装传送带）1．认识带轮与材料11.2.7

设计V带带轮二、V带传动2．V带轮轮槽基本参数基准宽度bd槽顶高hamin槽底高hfmin槽间距e带边距f楔角φ11.2.7

设计V带带轮二、V带传动（1）实心式结构：当dd≤2.5d，d为轴直径，

dd为轴直径，采用实心式结构。实心式结构实物实心式结构图纸11.2.7

设计V带带轮二、V带传动（2）腹板式结构：当2.5d≤dd≤300mm，且

dd-d1≤100mm其中d为轴直径，

d1为带轮轮毂的直径，dd为轴直径，采用腹板式结构。腹板式结构实物腹板式结构图纸11.2.7

设计V带带轮二、V带传动（3）带孔腹板式结构：当2.5d≤dd≤300mm，且

dd-d1>100mm其中d为轴直径，

d1为带轮轮毂的直径，dd为轴直径，采用带孔腹板式结构。带孔腹板式结构实物带孔腹板式结构图纸11.2.7

设计V带带轮二、V带传动轮辐式结构（4）轮辐式结构：

当dd>300mm，其中dd为轴直径，采用轮辐式结构。11.2.8

安装与张紧带二、V带传动1.为避免各带受力不均，新旧V带、不同厂家声场的V带不能同组混用。2.安装带轮时，应使两带轮轴线保持平行，两带轮对应槽轮的中心线应重合，倾斜角度小于20′，以防带侧面磨损加剧。3.安装后，V带的顶面应与带轮的外缘平齐或略高出一点，底面与轮槽底部留出一定间隙。4.选用带的安装形式：开口传动、平行传动、交叉传动、半交叉传动和多轮传动图1带的安装图2带安装后效果图3带的安装形式二、V带传动带传动需要在一定初拉力F0的作用下才能工作，由于工作一段时间后会因塑性变形而松弛，造成初拉力F0减小，传动能力降低，此时需要重新张紧。带的张紧要适当，可按规定数值安装，但在实践中可根据经验调整，带的张紧度以大拇指能按下10~15mm为宜。带传动常见的张紧方法是调节中心距。当中心距不可调整时，可采用张紧轮。图1带的张紧程度二、V带传动通过调整螺栓来改变电动机在滑道上的位置，以增大中心距，从而达到张紧的目的。此方法常用于水平布置的带传动。通过调整螺栓来改变摆架的位置，以增大中心距，从而达到张紧的目的。此方法常用于近似垂直布置的带传动。靠电动机和机座的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动调整中心距达到张紧的目的。此方法常用于小功率近似垂直布置的带传动。利用张紧轮张紧，张紧轮一般安装在带的松边内侧，尽量靠近大带轮，以避免使带受双向弯曲应力作用及带轮包角减小过多。此方法常用于中心距不可调节的V带传动场合。二、V带传动通过调整螺栓来改变电动机在滑道上的位置，以增大中心距，从而达到张紧的目的。此方法常用于水平布置的带传动。通过调整螺栓来改变摆架的位置，以增大中心距，从而达到张紧的目的。此方法常用于近似垂直布置的带传动。靠电动机和机座的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动调整中心距达到张紧的目的。此方法常用于小功率近似垂直布置的带传动。利用张紧轮张紧，张紧轮一般安装在带的松边内侧，尽量靠近大带轮，以避免使带受双向弯曲应力作用及带轮包角减小过多。此方法常用于中心距不可调节的V带传动场合。11.2.8

安装与张紧带二、V带传动1.采用安全防护罩，以保证操作人员的安全，同时防止油、碱、酸等对带腐蚀；2.定期检查带有无松弛和断裂现象，如有一根松弛和断裂应全部更换新带；3.及时清理带槽轮及带上的油污，常温下贮存，一般温度为20℃~50℃;4.工作温度一般不超过60℃，并距离热源一米以上，以防止老化。三、同步齿形带11.3.1描述同步齿形带传动的原理及特点图1同步齿形带同步齿形带是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带。传动比恒定传动平稳性好无需润滑适合长距离特点：图2包装机应用三、同步齿形带11.3.1描述同步齿形带传动的原理及特点同步齿形带应用传动场合同步齿形带应用定位精度高传送场合图1同步齿形带传动图2同步齿形带传送三、同步齿形带11.3.2认知同步齿形带结构与类型同步齿形带主要由齿面、齿顶、齿底面三个部分组成，从材料上看主要是由齿布、橡胶以及内含钢丝或玻璃纤维组成的材料骨架。采用的橡胶一般是聚氨酯橡胶及氯丁橡胶两种。其优点是挠曲性能好，伸长率小，强度高，同时具有耐油、耐热等特点。三、同步齿形带11.3.2认知同步齿形带结构与类型图1梯形齿同步齿形带图2圆弧齿同步齿形带梯形同步齿形带：用于普通转矩传动或高负载传送场合，如各种仪器。圆弧齿同步齿形带：多用于高转矩传动或高转矩、高精度定位传动。三、同步齿形带11.3.3识读同步齿形带合同步齿形带轮参数节线长度：L节距：p同步齿形带轮的节圆和节圆直径：d齿数：ZL=pZ

n1-主动轮转速，r/min；n2-从动轮转速，r/min；Z1、Z2-主、从动轮齿数；三、同步齿形带11.3.3识读同步齿形带合同步齿形带轮参数V带标记：

同步带类型同步带长度

HTBNV180-S5M-100，表示类型HTBNV，同步齿形带公称长度180mm，节距5mm，宽度10mm。实例思考：某同步带的代号代号是HTBNV180-S5M-100同步带节距同步带宽度三、同步齿形带11.3.4维护同步齿形带同步齿形带发生如下情况，需要更换图4皮带侧面磨损图5皮带产生缺齿图6皮带背部的磨损严重