河海大学机械设计带传动

1、 13-1 带传动概述 1带传动的组成 开口传动 交叉传动 半交叉传动 3带传动的特点 优点：1）有过载保护作用 2）有缓冲吸振作用 3）运行平稳无噪音 4）适 于远距离传动（amax=15m） 5）结构简单，制造、安装精度要求不高 缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传动相比） 轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，带的寿命较短 5）带与 带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。 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（同步带传动）。 2传 动 原 理 摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩

2、擦力，便拖动从动轮一起转 动，并传递动力（平带和带传动） 。 普通V带传动同步带传动 平带传动 多楔带传动 4带传动的类型 带传动一般是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带组成。 原动机转动 主动轮转动 驱动主动轮 从动轮转动 带与轮的摩擦 工作原理：利用中间挠性件(带)，靠摩擦力(或啮合)在主、从动轴 间传递旋转运动和动力。 带的传动过程： 分类： 按工作原理分 摩擦式带传动 啮合式带传动 按带的截面形状分 平带 按传动的布置形式分 V带 多楔带 同步齿形带 圆带 平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的 场合应用较多。 在一般机械传动中，应用最广的带传动是带传动，在同样的

3、张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。 多楔带传动兼有平带传动和带传动的优点，柔韧性好、摩擦力 大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。 同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固 定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。 点击小图看运动图 优点：1.缓冲，吸振，平稳，无噪音； 2.过载保护； 3.制造和安装精度要求不高，成本低； 4.中心距大。 ；，寿命，有弹性滑动)(. 1ci 缺点： ;. 2 Q F，外廓尺寸 需避免高温、易燃场。. 3 应用范围 。 带 kWPsmv700;/255 带和带轮的结构 平带和带轮 平带 胶帆布(应用广泛) 编织带 高速胶带

4、 强力锦纶带 带的长度：可变化； 带轮：见表11.3 V带结构 包布层(胶帆布)：保护作用 伸张层(橡胶，或称顶胶)：弯曲变形受拉 压缩层(橡胶，或称底胶)：弯曲变形受压 承载层(胶帘布或胶绳芯)：受拉 带和带轮的结构 普通V带型号：Y Z A B C D E (窄带型号4种见表11.4) 长度：无端、环形，基准长度Ld见图11.4 V带轮槽尺寸标准 带和带轮的结构 带轮轮辐的计算 带轮 轮缘(装带) 轮毂(装轴) 轮辐和腹板(联接缘和毂) S型-实心带轮P型-腹板带轮 材料： 其他内容：自阅 H型-孔板带轮 E型-椭圆轮辐带轮 当v25m/s时，用HT150；当v=2530m/s时用HT20

5、0；当25 45m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可用铸铝或塑料. 带和带轮的结构 主要几何参数： 121 ddLa 2 2 a 1 d 2 d 1 2 带传动的几何计算 DACBBAL 2 cosaBA其中 )( 2 ) 2 2( 2 11 dd DA )( 2 2 D CB a dd 22 sin 2 12 2 ) 2 ( 2 1 1 2 cos 60180 2 2180 12 1 a dd 代入上式，得： a dd ddaL 4 )( )( 2 2 2 12 21 12 13-2 13-2 带传动工作情况分析带传动工作情况分析 一、 带传动中的力分析 不工作时 工作时 F0 F0

6、F0 F0 带必须以一定的拉力张紧在带轮 上，此时，传动带两边的拉力相等， 都等于F0。 n2 n1 F1 F2 F1 F2 带绕上主动轮的一边被拉紧， 该边拉力紧边拉力F1；带绕上从 动力的一边被放松，该边拉力松 边拉力F2。 F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0 带传动的计算基础 工作前：带全长受F0 (张紧力)作用 工作后：带的紧边受力由F0 变为 F1，松边由F0变为 F2 以轮1为例： 2 , 22 1 1 1 2 1 11 d FT d F d FT又 21 FFF有效拉力： 21 ;FFFF 在不打滑条件下 v P FvFP 1000 ,1000/可得：由 带传动的计算基础

7、 欧拉公式(取一段dl，后积分)(计入质量后) 0 v 0 2 sin)( 2 sin NCN dFdF d dFF d F 22 sin, 2 ddd NCN dFFddF d dF 略去，则为二阶无穷小， 2 sin (甲) dqv R v dRqdFdl NC 2 2 )(弧上离心力 dqvFdFN)( 2 代入（甲）得： 带传动的计算基础 若由此式计算有效拉力dF，则 dqvFdFdF N )( 2 d qvF dF 2 即 0 2 1 2 d qvF dF F F 积分 2 2 2 1 ln qvF qvF 得： e qvF qvF 2 2 2 1 即 1max )2() 1 (：；

8、带传动：分析：FV v (3)(11.6)描述各种状态下F1与F2定量关系 F2 F1 带传动的有效拉力F F=F1-F2 10 20 2 2 F FF F FF 圆周力F(N)、带速v(m/s)和传递功率p(kW)之间 的关系 1 0 0 0 Fv P F F+dF dFNfdFN F1 F2 带传动中的最大有效拉力及其影响因素 sin()sin 22 N N dd dFFFdF dFFd cos()cos 22 N N dd fdFFFdF fdFdF N dF dFFd f dF fd F 1 2 0 1 2 12 ln F F f dF fd F F f F FF e 带在轮上的包角。

9、 欧拉公式 1 2 121 1 1 1 1 1 f f f f e FF e FF e F F FF e 增大包角和增大摩擦系数f，都可以提 高带传动所能够传递的圆周力。 12 1 计算圆周力时，上式应取 平带的摩擦力为：V带的摩擦力为： ， NQ F fF f sin 2 Q NQ F F ffF f 带传动在工作过程中带上的应力有： 拉应力：紧边拉应力、松边拉应力 离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力 在带中产生的离心拉应力 弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力 13-3 带的应力分析 1、离心应力 A qv c 2 2、拉应力 A F A F 2 2 1 1 3、弯曲应力 1 1 2

10、2 2 2 b b yE d yE d 11maxbc 最大应力 AF AF / / 22 11 松边 紧边 b 为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。 槽 型 ZABC SPZSPASPASPC ddmin/mm 5075125200 6390140224 13-4 带传动的弹性滑动和传动比 带绕入主动轮 时，带中所受拉力 由F1逐渐降低到F2， 带的弹性变形随之 逐渐减小，因而沿 带轮的运动逐渐低 于主动轮的圆周速 度。 带绕入从动轮 时，带中所受拉力 由F2逐渐增大到F1， 带的弹性变形随之 逐渐增大，因而沿 带轮的运动逐渐高 于从动轮的圆周速 度。 由于带的弹性变形而引

11、起的带与带轮间的滑动弹性滑动。 这是带传动正常工作时不可避免的现象。 弹性滑动 弹性滑动将使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1， 其降低量带传动的滑动率。 1122 12 1 21 )1 ( )1 ( %100 nDnD vv v vv 1 2 2 1 1 2 2 1 %2%1 )1 ( D D n n i D D n n i 当弹性滑动区 段扩大到整个接触弧 时，即带传动的有效 拉力达到最大值，此 时若工作载荷再进一 步增大，则带与带轮 间将发生显著的相对 滑动打滑。 普通V带及V带轮 结构： 顶胶、抗拉体、 底胶、包布。 型号： Y、Z、A、B、C、D、E 13-5 带传动的设计

12、计算 一、普通一、普通V V带的参数带的参数 节面当V带受弯曲时， 长度不变的中性层。 节宽节面的宽度bp。 相对高度V带高度h与 节宽bp之比。约为0.7 带轮基准直径V带轮上与所配V带节宽bp 相对应的带轮直径。 带的基准长度V带在带轮上张紧后，位于 带轮基准直径上的周线长度Ld 。 二、带传动的设计 1、设计的原始数据： 功率P，转速n1、n2（或传动比i）， 传动位置要求及工作条件等。 2、设计内容： 确定带的类型和截型、长度L、根数Z、 传动中心距a、带轮基准直径及其它结构尺寸等。 3、设计准则 主要失效形式： 打滑、疲劳破坏 设计准则： 保证带传动不打滑的条件 下，具有一定的疲劳强

13、度和寿命。 特定实验条件 包角=180； i=D2/D1=1; 特定带长； 工作条件平稳； 4、基本额定功率P0 在特定实验条件下单根V带所能传递的功率。 单根V带所能传递的功 率 ) 1 1 () 1 1 ( 11max 11max bc ff e vv e A e FF 由： 1000 ) 1 1)( 1 0 Av e P v fbc 单根V带所能传递功率 、确定计算功率Pc 、选择带型，由n1和Pc 查图选取 、确定带轮的基准直径D1和D2 、确定中心距a和带长Ld 、确定带的根数z 、确定带的预紧力F0及压轴力Q 、设计带轮 、设置张紧装置 5、带传动设计步骤 Pc=KAP 计算功率的

14、确定 P传递的额定功率。 KA工作情况系数。 带型号的选择 根据计算功率Pc及小带轮转速n1由下图选定带型 带轮基准直径的确定 初选小带轮基准直径D1； 计算从动轮基准直径D2D2=iD1 * D1、D2均应符合带轮基准直径系列 验算带速v 100060 11 nD v 5 m/s v 2530m/s 中心距及带长的确定 初定中心距a00.7(D1+D2)a0350 5）冲压式 13-6 V带轮设计 带轮结构型式 实心式 D（2.53)d 腹板式 D300 mm 孔板式 D1-d100 mm 带轮结构型式 轮辐式 D350 mm 13-7 带传动的张紧装置 根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧

15、后才能正常工作； 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。 1、定期张紧装置 一、张紧装置 3、采用张紧轮张紧装置 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。 2、自动张紧装置 二、带的维护 安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上） 带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒 不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀 防护罩 定期张紧 安装时两轮槽应对准，处于同一平面 带传动一般是由主动轮、从动轮

16、和紧套在两轮上的传动带组成。 原动机转动 主动轮转动 驱动主动轮 从动轮转动 带与轮的摩擦 工作原理：利用中间挠性件(带)，靠摩擦力(或啮合)在主、从动轴 间传递旋转运动和动力。 带的传动过程： 带传动一般是由主动轮、从动轮和紧套在两轮上的传动带组成。 原动机转动 主动轮转动 驱动主动轮 从动轮转动 带与轮的摩擦 工作原理：利用中间挠性件(带)，靠摩擦力(或啮合)在主、从动轴 间传递旋转运动和动力。 带的传动过程： 主要几何参数： 121 ddLa 2 2 a 1 d 2 d 1 2 13-4 带传动的弹性滑动和传动比 带绕入主动轮 时，带中所受拉力 由F1逐渐降低到F2， 带的弹性变形随之 逐渐减小，因而沿 带轮的运动逐渐低 于主动轮的圆周速 度。 由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑动弹性滑动。 这是带传动正常工作时不可避免的现象。 弹性滑动 弹性滑动将使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1， 其降低量带传动的滑动率。 1122 12 1 21 )1 ( )1 ( %100