机械基础：带传动

1、精选课件 精选课件 带传动 带传动概述带传动概述带传动的工作情况分析平带传动平带传动V带传动的设计计算带传动的设计计算V带轮的结构设计带轮的结构设计同步带传动简介同步带传动简介带传动特点带传动特点带传动的张紧与维护带传动的张紧与维护带传动的设计实例带传动的设计实例 精选课件（二）教学要求1、了解带传动的类型、特点与应用。2、掌握带传动的受力分析、应力分析及弹性滑动的概念。3、掌握V带传动的设计计算方法。4、熟悉带传动的张紧与维护。精选课件1、带传动的受力分析、应力分析及弹性滑动。2、V带传动的设计计算。（三）教学的重点与难点（三）教学的重点与难点精选课件 带传动是一种常用的机械传动装置。主要作

2、用：主要作用： 用来传递转矩和改变转速。工作原理：工作原理： 主要是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。 一、概述一、概述 精选课件一、带传动的组成 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；固联于从动轴上的带轮2(从动轮)；紧套在两轮上的传动带3。 带传动概述带传动概述精选课件 工作过程：原动机驱动主动带轮转动，通过带与带轮之间产生的摩擦力，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。带传动的组成： 精选课件主动轮 (带轮1 )，从动轮 (带轮2 )，传动带3，及张紧轮。 摩擦传动：通过带和带轮间的摩擦力传递动力（平带和带）啮合传动：通过带和带轮间的齿啮合，传递动力（同步带） 321n

3、2n113-1 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用精选课件（一）带传动的类型 1、按传动原理分：。带传动的分类方法有三种:精选课件传动带：用于传递动力输送带：用于输送物品 2、按用途分3、按传动带的截面形状分：精选课件平带 ： 平带传动动画展示精选课件1外覆盖层2、4布层3片基层5工作面覆盖层精选课件 V带:v带传动动画展示精选课件精选课件 多楔带:多楔带传动动画展示精选课件 圆形带:精选课件齿形带（同步带）: 同步齿形带即为啮合型传动带。 同步带内周有一定形状的齿。 精选课件（二）带传动的特点和应用（1）能缓冲吸振，传动平稳，噪音小。（2）具有过载保护作用。（3）结构简单，制造、

4、安装和维护方便，成本低；（4）适用于两轴距离较大的传动；优点精选课件缺点精选课件应用：应用： 带传动适用于要求传动平稳、传动比不要求准确，100KW以下的中小功率的远距离传动。如：汽车发动机、拖拉机、石材切割机等。精选课件 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）。 二带传动工作原理 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（平带和带传动）。潘存云教授研制归纳：带传动是利用带作为中间绕性件，依靠带与带轮之间的归纳：带传动是利用带作为中间绕性件，依靠带与带轮之间的 摩擦力或啮合来传递运动或动力的。摩擦

5、力或啮合来传递运动或动力的。精选课件13-1 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用三、传动形式开口传动：两轴平行， 1、 2同向。交叉传动：两轴平行， 1、 2反向。半交叉传动：两轴交错，不能逆转。精选课件 -横截面为等腰梯形，摩擦力大，应用广泛； -扁平部分+纵向槽，摩擦力大,受力均匀，结构紧凑。 -牵引力小，用于仪器。-结构简单，带轮容易制造，用于中心距较大的场合；-无滑动，能保证固定的传动比。13-1 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用精选课件三、类型1)摩擦式带传动 按传动带的截面形状分 （1）平带 平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。平带传动，结构简单，带轮也

6、容易制造，在传动中心距较大传动中心距较大的场合应用较多。精选课件（2）V带： 截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，应用广泛应用广泛。 （3）圆形带： 横截面为圆形。只用于小功率传动小功率传动。精选课件(4）多楔带： 它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。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传递大功率而结构要求紧凑的场合。精选课件2)啮合式带传动 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

7、;传递功率大。用于要求传动平稳传动平稳, ,传动精度较高传动精度较高的场合。精选课件精选课件平带传动 开口传动交叉传动 半交叉传动一、平带传动的形式开口传动是带轮轴线平行、两轮宽的对称平面重合、转向相同的带传动。交叉传动是带轮轴线平行、两轮宽的对称平面重合、转向相反的带传动。半交叉传动是带轮两轴线在空间交错的带传动，交错角度通常为90精选课件213 .57180 12dd中心距中心距包角包角: 2因因较小较小, ,sin以代入得代入得: :)(12raddd带长带长: :ADBCABL 2)2(2)2(2cos212dda22211sin1cos以代入得：及add212add212)()(2c

8、os21221ddddaaCADBd1d213-1 带传动的类型和应用addddaL4)(2221221精选课件addddaL4)(222122111CADBd1d2a带长带长: :已知带长时，由上式可得中心距已知带长时，由上式可得中心距 : : 8)( 8)(2)(221222121ddddLddLa13-1 13-1 带传动的类型和应用带传动的类型和应用精选课件二、平带传动的主要参数1、包角 是指带与带轮接触弧所对的圆心角。 包角大小反映带与带轮轮缘接触弧的长短。 一般要求包DD60121801aDD开口传动交叉传动半交叉传动式中 D1-小带轮直径，mm; D2-

9、大带轮直径，mm; a-中心距，mm.6011801aD精选课件 2、带长L 平带的带长是指带的内周长度。 开口传动交叉传动半交叉传动3、传动比i1221DDnnii5aDDDDaL4) 12() 12(222aDDDDaL412) 12(2222aDDDDaL4) 12() 12(222精选课件例题1-1 在平带开口传动中,已知主动轮直径D1=200mm,从动轮直径D2=600mm,两传动轴中心距a=1200mm.试计算其传动比、验算包角和求出带长。 解：1）传动比 320060012DDi16060120020060018060121801aDD2)小带轮包角3）带长mmaDDDDaL3

10、.368912004)200600()200600(214. 3120024) 12() 12(2222精选课件三、带传动的工作能力分析 （一）带传动的受力分析 为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力套在带轮上。 初拉力F0： 紧边拉力F1： 松边拉力F2： F1-F0=F0-F2 有效拉力F： F=F1-F2精选课件 实质上，带传动的有效拉力是带与带轮之间摩擦力的总和。同时F也是带传动所传动的圆周力。 带传动所传递的功率为：P=Fv/1000 式中：P为传递功率，单位为KW； F为有效圆周力，单位为N； V为带的速度，单位为m/s。精选课件 带的打滑： 在一定的初拉力F0作用下，带与

11、带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。 带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，精选课件带传动的最大有效圆周力： 当传动带和带轮表面间即将打滑，摩擦力达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，紧边拉力和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示，即 ffeFFeFF2121式中： 包角，带与小带轮的接触弧所对圆心角（rad）。 f 带与带轮接触面间的摩擦系数。精选课件)1111(2)11(200ffffeceeFeeFF将将F F1 1-F-F0 0=F=F0 0-F-F2

12、 2 和和F=FF=F1 1-F-F2 2 代入上式，整理后可代入上式，整理后可得带传动的最大有效圆周力（临界值）：得带传动的最大有效圆周力（临界值）：精选课件上式表明，上式表明，带所传动的圆周力与下列因素有关：带所传动的圆周力与下列因素有关： （1）初拉力F0 0 ： F与F0 0成正比。增大F0 0，带与带轮间正压力增大（ F0 0 =f Q），传动时摩擦力就大，F越大。但F0 0过大会加剧带的磨损，致使带过快松弛，缩短其工作寿命。 （2）摩擦系数f:f越大，摩擦力越大，F越大。 （3）包角 : F随包角的增大而增大，所以包角增大，带的传动能力提高。1 精选课件 带传动工作时,带中的应力由

13、以下三部分组成：AFAF2211式中, A为带的横截面面积, 单位为mm2。 （二)带传动的应力分析 1、由拉力产生的应力：21紧边拉应力1：松边拉应力2：精选课件 由于带本身的质量, 带绕过带轮时随着带轮作圆周运动将产生离心力。离心力将使带受拉, 在截面产生离心拉应力Aqc2 式中, c为离心拉应力, 单位为MPa； v为带速, 单位为m/s；q为带单位长度上的质量, 单位为kg/m, 见表8.6。 2、 由离心力产生的离心拉应力精选课件 传动带绕经带轮时要弯曲, 其弯曲应力可近似按下式确定：dbdEh 式中, E为带的弹性模量, 单位为MPa； h为带的厚度, 单位为mm； dd 为带轮的

14、基准直径, 单位为mm。 21bb 3、带的弯曲产生的弯曲应力精选课件带工作时的应力分布情况带工作时的应力分布情况 Cb11maxmax=1+c+b1 其值为精选课件三、平带传动的类型和接头方式三、平带传动的类型和接头方式 1、平带传动的类型有：皮革平带、帆布芯平带帆布芯平带、编织平带和复合平带等。 2、平带的接头方式有：胶合、缝合、铰链带扣等。 经胶合或缝合的接头，传动时冲击小，传动速度可以高一些，铰链带扣式接头传递的功率较大，但传动速度不能太高，以免引起强烈的冲击和振动。精选课件回顾本节课内容回顾本节课内容: 1.带传动概述 带传动组成 带传动工作原理 带传动类型 2.平带传动 平带传动形

15、式 平带传动主要参数 平带传动类型精选课件课后习题课后习题 1、试述带传动的工作原理。 2、带传动的类型包括哪些？ 3、什么是包角？包角的大小对带传动有什么影响？ 4、平带开口传动中，已知主、从动轮转向相反，主动轮主动轮直径直径D1=140mm,转转n1=1440r/min，从动轮转速，从动轮转速n2=720r/min，工作中心距，工作中心距a=1000mm，试求：，试求： 1）传动比）传动比i 2）从动轮直径）从动轮直径D2； 3）验算包角）验算包角 4）带长）带长L； 5）若主动轮输入功率）若主动轮输入功率P=5kW，传动装置的总效率，传动装置的总效率=0.8，求从动轴的输出功率，求从动轴

16、的输出功率Pc。精选课件二、V带和V带轮的结构 V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。其中以普通V带和窄V带应用较广。8.2.1 普通V带的结构和尺寸标准 V带的结构精选课件本章主要讨论普通V带传动。 一、一、V V带的结构和标准带的结构和标准 1.结构:标准V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图所示。强力层的结构形式有帘布结构(制造方便,抗拉强度高)和线绳结构(柔韧性好,抗弯强度高,适用带轮直径小,转速较高场合)。 V V带带传动传动精选课件帘布结构和线绳结帘布结构和线绳结 构的区别构的区别: : 帘布结构抗拉强度高帘布结构抗拉强度高, ,但柔韧性和抗弯强度较差但柔韧性

17、和抗弯强度较差, ,所以所以, ,线绳结构线绳结构V V带适用于转速高带适用于转速高, ,带轮直径较小的带轮直径较小的场合。场合。带的型号： 我国普通V带和窄V带都已标准化。按截面尺寸由小到大，普通V带可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号；窄V带可分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号。在同样条件下，截面尺寸大，则传递的功率就大。精选课件 需要掌握的概念： V带截面尺寸（见表8.2）：精选课件 V带装在带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径。（标准值见表8.3） V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。它用于带传动的几何计算。（标准值见表8.4）精选课件 按截面尺寸的不同分为Y

18、、Z、A、B、C、D、E共7种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就大3.参数和尺寸: 带的截面尺寸节宽节面的宽度bp。相对高度V带高度h与 节宽bp之比。约为0.7(窄0.9)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。基准长度带节面长度(V带在带轮上张紧后，位于带轮基准直径上的周线长度Ld 。)节面当V带受弯曲时， 长度不变的中性层。精选课件bbdh 型型 号号 Y Z A B C D E F 顶宽顶宽b 6 10 13 17 22 32 38 50节宽节宽 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32 42 高度高度 h 4 6 8 10.

19、5 13.5 19 23.5 30 楔角楔角截面面积截面面积A（mm2） 18 47 81 138 230 476 692 1173 表表8-2 普通普通V带的截面尺寸（带的截面尺寸（GB11544-89）40 普通普通V V带有：带有：Y Y、Z Z、A A、B B、C C、D D、E E等型号等型号, ,已标准化已标准化 Y YZ ZA AB BC CD DE EF F普通普通V V带的尺寸带的尺寸 （ =40，h/bd =0.7） 按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E共7种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就大精选课件4.带的标记: Z1400 G

20、B11544-89带型基准长度标准编号 精选课件 带的标记： 普通V带和窄V带的标记都是由带型、带长和标准号组成。 例如： A型、基准长度为1400的普通V带，其标 记为： A-1400 GB11544-89。 又如： SPA型、基准长度为1250的窄V带，其标记为： SPA1250 GB1273091。 精选课件三、传动特点三、传动特点优点：1）有过载保护作用（过载打滑) 2）有缓冲吸振作用， 运行平稳无噪音（带有弹性） 3）适于远距离传动（中心距大） 4）结构简单，制造、安装精度要求不高，维护方便缺点：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

21、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、易爆的场合 6）效率低。精选课件三、带传动的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。 带传动的弹性滑动 精选课件 传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩，带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。(三）带传动的弹性滑动和传动比 精选课件 同样，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带

22、的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。精选课件 211221(1)dddnind112211112211121ndndndndndnddddddd带的弹性滑动： 精选课件弹性滑动和打滑的区别：注意： 一般带传动的滑动系数 ，因值很小，非精确计算时可以忽略不计。02. 001. 0精选课件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 精选课件五、V带传动的张紧 （一）带传动的张紧 精选课件 带传动的带传动的张紧张紧 根据带的摩擦传动原理，带必须

23、在预张紧后才能正常工作； 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。常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。精选课件 布置：松边在上，有利于加大包角； 方法：调节中心距1、定期张紧装置a调整螺钉滑道式精选课件调整螺杆摆架式精选课件精选课件精选课件精选课件1.调整中心距方式（1）定期张紧精选课件 精选课件（2）自动张紧精选课件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。 精选课件 精选课件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

24、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。 精选课件1. 适用于中心距较大的传动；2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；4. 结构简单、成本低廉。缺点：1. 传动的外廓尺寸较大；2. 需要张紧装置；3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4. 带的寿命较短；5. 传动效率较低。优点：优点：13-1 带传动的类型和应用精选课件在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合。功率P100KW，带速v=525m/s，传动比i 350mmh2drdkdhb1L1:25dddaBh1d1

25、3-2 V13-2 V带轮的结构带轮的结构精选课件。 （二）带传动的安装与维护 精选课件1 安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上），两带轮轴线应在同一平面，避免带扭曲而使其侧面过早磨损。2 带的根数较多时，其长度不能相差太大，以免受力不均3 V带在轮槽中的位置要正确，不能过高或过低5 不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀6 带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀带，不能曝晒7 定期张紧8 安装时两轮槽应对准，处于同一平面精选课件精选课件六、同步带传动（一）同步带的特点和应用 精选课件 精选课件（二）同步带的参数、型式bpm 精选课件精选课件四、V带传动的设计失效形式：打滑和疲劳断裂

26、（如脱层、撕裂或拉断）。设计准则：在保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳强度和寿命。（二）单根V带允许传递的功率（一）带传动的失效形式和设计准则 在包角=1800、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Po见表8.7-8.15。精选课件 当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时，应对查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能传递的功率Po：LKKPPP)(000式中:K包角系数，查表8.11； KL带长修正系数，查表8.4； Kb弯曲影响系数，查表8.18； n1小带轮转速； Ki传动比系数，查表8.20。 P0功率增量，i121时单根普通V带传递功率的增量；)

27、11 (10ibknKP精选课件（三）V带传动的设计步骤和方法已知条件一般为： 带传动的工作情况;传动功率;两带轮的转速n1、n2（或传动比i12）;外廓尺寸要求。设计内容：1、确定普通V带的型号、基准长度Ld和根数z；2、基准直径dd1、dd2；3、确定传动的中心距a；4、画出带轮的零件工作图。精选课件 PKPAc式中：Pc计算功率(kW)； KA 工作情况系数，查表8.21； P 传递的额定功率(kW)。 精选课件 根据计算功率Pc和小带轮转速n1，按下图选择普通V带的型号。精选课件 一般取 ，若过小则带的弯曲应力太大而导致带的寿命降低；反之，则带传动的外廓尺寸增大。普通V带轮的最小基准直径查表8.6。1mindddd2121(1)dddi d带轮的基准直径、应符