化工机械基础带传动

1、生产和生活中有许多的生产和生活中有许多的机器机器内内燃燃机机电电动动机机油油泵泵抽抽油油机机机器机器原动机原动机电动机、内燃机电动机、内燃机工作机工作机油泵、抽油机油泵、抽油机（电能、热能（电能、热能机械能）机械能）（利用原动机提供的机械能完成有用功）（利用原动机提供的机械能完成有用功）工作机与原工作机与原动机的联接动机的联接直接相联直接相联利用利用原动机原动机传动装置传动装置工作机工作机电机转速：电机转速：3000、1500、1000、750r/min机械传动装置机械传动装置：在传递运动和动力同时，改变转：在传递运动和动力同时，改变转速或改变运动方式速或改变运动方式（转动（转动移动移动/ /

2、摆动）摆动）电动机电动机 离心泵离心泵联轴器联轴器机械传动机械传动改变转速的传动改变转速的传动：带传动、齿轮传：带传动、齿轮传动、蜗杆传动等动、蜗杆传动等改变运动方式的传动改变运动方式的传动：连杆机构、：连杆机构、凸轮机构等凸轮机构等机械传动两个重要性能参数机械传动两个重要性能参数传动比传动比效率效率机械传动机械传动P1P2n1主动件转速主动件转速 n2从动件转速从动件转速输出运动和动力的轴称为主动轴，接受运动和动输出运动和动力的轴称为主动轴，接受运动和动力的轴称为从动轴力的轴称为从动轴V形带的布置、使用和维修形带的布置、使用和维修V形带轮形带轮V形带传动的设计计算形带传动的设计计算带传动的运

3、动分析带传动的运动分析概述，带传动的工作原理及工作情况分析概述，带传动的工作原理及工作情况分析拖拉机拖拉机大理石切割机大理石切割机轿车发动机轿车发动机缝纫机缝纫机带传动是由主动轮带传动是由主动轮1 1、从动轮、从动轮2 2和紧套在两轮上的环和紧套在两轮上的环形传动带形传动带3 3所组成的。所组成的。安装时带已经被拉紧，安装时带已经被拉紧，带转动前已有带转动前已有初拉力初拉力F0，带与带轮的接触，带与带轮的接触面之间有正压力。面之间有正压力。当原动机驱动主动轮当原动机驱动主动轮转动时，依靠摩擦力转动时，依靠摩擦力,使从动轮一起转动使从动轮一起转动,从从而实现运动和动力的而实现运动和动力的传递。传

4、递。从理论上来说：带传从理论上来说：带传动工作时，从动轮的动工作时，从动轮的圆周速度圆周速度= =带的速度带的速度= =主动轮的速度主动轮的速度因此，带传动的理论传动比因此，带传动的理论传动比传动带传动带平带平带V V形带形带圆形带圆形带同同步步带带圆圆带带平平带带V带带一般一般V形带轮槽角形带轮槽角=3438 , fV=（3.13.4）ffFNfFNfvNNffFfFNfF2/sin2f v 当量摩擦系数当量摩擦系数本章主要介绍本章主要介绍。七种型号：七种型号：Y、Z、A、B、C、D、E。V形带已标准化形带已标准化基本参数：基本参数：节宽节宽bp，顶宽顶宽b，高度高度h，楔角楔角，节线节线长

5、度长度Lp。截面参数截面参数包布层包布层是由胶帆布构成是由胶帆布构成的保护层。的保护层。伸张层伸张层和和压缩层压缩层是由橡是由橡胶构成，带弯曲时承受胶构成，带弯曲时承受拉伸和压缩。拉伸和压缩。强力层（抗拉体）强力层（抗拉体）承受承受基本拉力，由帘布或软基本拉力，由帘布或软粗绳构成。粗绳构成。 中性层：中性层：三角带绕在带轮上时，长度不变的那一层。三角带绕在带轮上时，长度不变的那一层。节线长度节线长度Lp ：沿中性层量得的长度，又称为沿中性层量得的长度，又称为基准长基准长 长度长度，公称长度公称长度，主要用于带传动几何计算，主要用于带传动几何计算 。1 1. . 带弹性好，缓冲吸振带弹性好，缓冲

6、吸振, , 传动平稳，噪声小；传动平稳，噪声小；2. 2. 可用于中心距较大的传动；可用于中心距较大的传动；3. 3. 过载时带打滑，防止其它零件损坏；过载时带打滑，防止其它零件损坏；4. 4. 结构简单结构简单, , 维修方便；维修方便；5. 5. 工作时有弹性滑动，传动比不准确；工作时有弹性滑动，传动比不准确；6. 6. 传动效率低，带的寿命短；传动效率低，带的寿命短；7. 摩擦生电，不宜用于高温、易燃场合。摩擦生电，不宜用于高温、易燃场合。一般情况下，带传动功率一般情况下，带传动功率P100KW，带速，带速v=5-30m/s，平均传动比平均传动比i7，传动效率为，传动效率为87%-98%

7、。 静止状态静止状态: :工作状态工作状态: :带两边拉力相等带两边拉力相等0 0 初拉力初拉力带两边拉力不相等（由于摩擦力作用）带两边拉力不相等（由于摩擦力作用） F1F0 = F0F2F0=(F1 + F2)/2：紧边拉力与松边拉力之差。紧边拉力与松边拉力之差。就是带传动所能传递的就是带传动所能传递的 。它等。它等于带和带轮接触面上产生的总摩擦力于带和带轮接触面上产生的总摩擦力Ff，即：，即：有效拉力有效拉力1212 efF Fe e F Ff f，始终保证始终保证F Fe e F Ff f 。在一定条件下，在一定条件下，FFf f 有一极限值有一极限值F Ff f maxmax。 当当F

8、 Fe e F Ff maxf max时，导致打滑。时，导致打滑。带传动所能传递的功率为：带传动所能传递的功率为：Fe圆周力，圆周力，N带的速度，带的速度，m/s打滑：打滑：若带传动所传递的圆周力（工作载荷），超若带传动所传递的圆周力（工作载荷），超过带与轮之间的极限摩擦力，带将轮上滑动，这种过带与轮之间的极限摩擦力，带将轮上滑动，这种现象称现象称打滑打滑。打滑使传动失效。打滑使传动失效。工作载荷工作载荷传递圆周力传递圆周力 Fe Ff，始终保证始终保证FeFf 。但在一定条件下，但在一定条件下，Ff 有一极限值有一极限值Ff max。当当Fe Ff max时，导致打滑。时，导致打滑。正常工作

9、时：正常工作时：F Fe e = = 带带与带轮间摩擦力的总与带轮间摩擦力的总和和Ff打滑使传动失效（从动轮停转）打滑使传动失效（从动轮停转）, ,而且带受到而且带受到剧烈磨损剧烈磨损。所以应该防止出现打滑。所以应该防止出现打滑。过载保护作用。打滑能防止机器其他零件损过载保护作用。打滑能防止机器其他零件损坏坏。打滑可以避免。如何避免？打滑可以避免。如何避免？打滑先发生在哪一个带轮？打滑先发生在哪一个带轮？打滑的本质是打滑的本质是摩擦力不足摩擦力不足, ,原因是原因是过载。过载。（调节工作载荷）（调节工作载荷）（小带轮）（小带轮）不打滑条件下传递的不打滑条件下传递的圆周力圆周力带与带轮即将打滑时

10、（摩擦力达到最大）：带与带轮即将打滑时（摩擦力达到最大）：小带轮的包角小带轮的包角1 1，单位：单位：radrad欧拉公式欧拉公式F1F0 = F0F2F1 + F2= 2F0F1 - F2=Fe 2/2/0201FFFFFFe112)e11 (11101maxfffeeFFFFe（对于（对于V带以当量摩擦系数带以当量摩擦系数fv代替代替f）（1）初拉力）初拉力0e ，0 摩擦力越大。摩擦力越大。F0过过大，加剧带的磨损，对轴、轴承压力大，不利。大，加剧带的磨损，对轴、轴承压力大，不利。（3）摩擦系数）摩擦系数f e ，随结构、材料而定随结构、材料而定（2）包角）包角e e ， 中心距不变情况

11、下，包角中心距不变情况下，包角越大，带与带轮接触弧越长，总摩擦力越大。越大，带与带轮接触弧越长，总摩擦力越大。1 1应应120120( (为什么关注小带轮包角为什么关注小带轮包角?)?)120120112)e11 (11101maxfffeeFFFFeaa0a0ab0bb0b121 2带在带轮上微带在带轮上微量的相对滑动称量的相对滑动称弹弹性滑动性滑动。（v 相等）相等） 拉力降拉力降A重合重合轮轮带带A0AA0带回缩带回缩 A0A0AA即：即：v v1同理在从动轮一边有：同理在从动轮一边有： v2v由于由于弹性滑动：弹性滑动：V1V带V2v弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。弹性滑动和打滑是

12、两个截然不同的概念。v打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，造成打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，造成传动失效，可以且应当避免。传动失效，可以且应当避免。v弹性滑动是由带两边的拉力差引起的，只要传递圆弹性滑动是由带两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，必然会发生弹性滑动，它是不可避免的。周力，必然会发生弹性滑动，它是不可避免的。 （1）由拉力产生的）由拉力产生的:1、2 1 2（2）由带作圆周运动产生的）由带作圆周运动产生的 c =Fc/A=mv2Am带每米长的质量，带每米长的质量，kgkg/ /m m, ,见书表见书表14-314-3（3）由带弯曲产生的）由带弯曲产生的:b1,b2d1

13、 d2 b1 b2 ，限制小带轮直，限制小带轮直径径d1 表表143E-E-带材料弹性模量，带材料弹性模量，h-h-带厚，带厚，d d带轮直径带轮直径A AF F1 11 1= A AF F2 22 2= 带长期在交变应力的作用下，发生疲劳，开始局部带长期在交变应力的作用下，发生疲劳，开始局部出现裂纹出现裂纹橡胶层脱层橡胶层脱层带松散或断裂。这就是带松散或断裂。这就是（4）总应力）总应力带受交变应力的作用。带受交变应力的作用。max发生在紧边绕入小带轮处；发生在紧边绕入小带轮处；：传动用途、载荷性质、传递的功率：传动用途、载荷性质、传递的功率P 、带轮的带轮的转速转速n1、n2 (或传动比或传

14、动比i12)以及对传动外廓尺寸以及对传动外廓尺寸的要求等。的要求等。：带的型号、根数、长度、带轮直径和中心距，：带的型号、根数、长度、带轮直径和中心距，以及带轮的材料和结构尺寸等。以及带轮的材料和结构尺寸等。确定单根带所能传递的功率确定单根带所能传递的功率 1P根据带传动的设计功率根据带传动的设计功率dP确定带安全工作的根数确定带安全工作的根数1 dPzP：在保证：在保证的条件下，的条件下，V带具有一带具有一定的定的。打滑打滑疲劳破坏疲劳破坏limfFF 不打滑不打滑不发生疲劳破坏不发生疲劳破坏11maxCbFeFf maxP0P01 1、选择带的型号、选择带的型号计算功率：计算功率：式中式中

15、 KA工作情况系数，见工作情况系数，见表表144； P传递的功率，传递的功率，kWP、n1 （低速重载）低速重载）选截面较大选截面较大 的的V带带P 、n1 （高速轻载）高速轻载） 选截面较小的选截面较小的V带带当交点在两种型号交线附近时，可同时选取两种方案当交点在两种型号交线附近时，可同时选取两种方案进行计算，最后择优选取。进行计算，最后择优选取。P 、n1 （高速轻载）高速轻载） 选截面较选截面较小的小的V带带P、n1 （低速重载）低速重载）选截面较选截面较大大 的的V带带（1）保证不打滑单根）保证不打滑单根V带所能传递的功率带所能传递的功率P02、单根、单根V带所能传递的功率带所能传递的

16、功率P0（2）为使）为使V带具有一定的疲劳寿命带具有一定的疲劳寿命 max1b1c 1b1c（3）既不打滑又不疲劳断裂，单根）既不打滑又不疲劳断裂，单根V带传递的功带传递的功率为率为根据以上公式，计算出单根根据以上公式，计算出单根V V带所能传递的功率带所能传递的功率P P0 0，见表见表14-6.14-6.特定条件：特定条件：i=1（180）、特定长度、载荷平稳）、特定长度、载荷平稳 200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000小带轮小带轮基准直基准直径径 d1/ mm表表14-6 单根

17、普通单根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率（包角包角= 、特定基准长度、载荷平稳时）特定基准长度、载荷平稳时） 型型号号ZABC50 0.04 0.06 0.10 0.12 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.3156 0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 90 0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0

18、.72 0.73 0.5675 0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.0 0.8090 0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5 180 0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81 125 0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2

19、.64 2.85 2.96 2.94 2.80 2.51 1.09 140 0.59 1.05 1.82 2.08 2.47 2.82 3.00 3.23 3.42 3.70 3.85 3.83 3.63 3.24 1.29 280 1.58 2.89 5.13 5.85 6.90 7.76 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80 4.26 小带轮转速小带轮转速 n1/( r/ min)200 1.39 2.41 4.07 4.58 5.29 5.84 6.07 6.28 6.34 6.02 5.01 3.23 224 1.70 2.99 5.12 5.78 6.71 7.45 7.

20、75 8.00 8.06 7.57 6.08 3.57 450 4.51 8.20 13.8 15.23 16.59 16.47 15.57 13.29 9.64 3、单根、单根V带传递功率增量带传递功率增量P0（主要考虑主要考虑i1，带带在大带轮上的弯曲程度减小在大带轮上的弯曲程度减小）Ki传动比系数，见表传动比系数，见表14-10KB弯曲影响系数，见表弯曲影响系数，见表14-9n1主动轮转速，主动轮转速，r/m当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对当实际工作条件与上述试验条件不同时，应对单根单根V带的基本额定功率带的基本额定功率加以修正。加以修正。LKKPPP)(0004 4、带的根数、

21、带的根数Z ZKa考虑包角考虑包角 1 180 时的影响系数，见表时的影响系数，见表14-7KL考虑带长度考虑带长度不等于特定长度时不等于特定长度时的影响系数，的影响系数， 见表见表14-8Z应圆整为整数应圆整为整数, 一般一般Z350mm)两种。带轮直径较小时可采两种。带轮直径较小时可采用实心式。用实心式。实心实心带孔辐板式带孔辐板式辐板式辐板式轮辐式轮辐式带轮常用材料带轮常用材料: :铸铁、铸钢、铸铝、塑料，以灰铸铁、铸钢、铸铝、塑料，以灰铸铁应用最广。铸铁应用最广。当圆周速度当圆周速度30m/s，或重要场合使用，可以采或重要场合使用，可以采用用铸钢铸钢或或钢板经冲压后焊接钢板经冲压后焊接。为减轻重量，可用铸铝为减轻重量，可用铸铝( (铝合金铝合金) )或或工程塑料工程塑料。为了延长带的使用寿命，为了延长带的使用寿命， 保证带传动正常工作，必保证带传动正常工作，必须正确安装和维护。须正确安装和维护。安装时安装时两轮轴线必须平行两轮轴线必须平行，轮槽应对正，否则将，轮槽应对正，否则将加剧带的磨损，甚至使带脱落加剧带的磨损，甚至使带脱落。安装时先缩小中心距，松开张紧轮，再套上