带传动的工作原理和特点

1、第八章带传动概述带传动的工作原理及特点传动原理一一以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力 来传递运动与动力长处：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）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（与啮合传动相较）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、易爆的场合。主要类型与应用a.平型带传动一一最简单，适合于中心距较大的情形带传动三角带多楔带传动一一适于传递功率较大要求结构紧凑场合同步带传动一一啮合传动，高速

2、、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。带传动的形式1、开口传动一一两轴平行、双向、同旋向2、交叉传动一一两轴平行、双向、反旋向3、半交叉传动交织轴、单向.带传动的长处：适用于中心距较大的；传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是V带没 有接头，传动较平稳，噪声小；过载时带在带轮上打滑，能够避免其它器件损 坏；结构简单，制造和保护方便，本钱低。.带传动的缺点：传动的外廓尺寸较大；由于需要张紧，使轴上受力较大；工作中有弹性滑动，不 能准确地维持主动轴和从动轴的转速比关系；带的寿命短；传动效率降低；带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。V带和带轮的结构V带有普通V带、窄

3、V带、宽V带、大楔角V带、联组V带、齿形V带、汽车V带 等多种类型，其中普通V带应用最广。顶胶13-13 V带的结构V带及其标准 如图所示抗拉体带传动的受力分析工作时:两边拉力转变:V带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成带轮结构一、组成部份：轮缘、轮辐、轮毂二、结构形式：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式3、材料：灰铸铁（HT150、HT200常常利用）、铸钢、焊接钢板（高速）、铸铝、塑料（小功 率）普通V带轮轮缘的截面图及其各部尺寸见表带传动的工作情形分析工作前：两边初拉力Fo=Fo紧力Fo-F1 ；松边Fo-F2F1Fo = FoF2所以:紧边拉力松边拉力F1=Fo + Fe/2F2=FoFe

4、/2F1F2 = 摩擦力总和Ff =有效圆周力Fe带传动的最大有效圆周拉力及其影响当带有打滑趋势时：摩擦力达到极限值，带的有效拉力也达到最大值。 松紧边拉力F1和F2的关系：Fi = e fa n F = F e fa2柔靶体的欧拉公式一包角（rad） 一般为小轮包角a r 180。 D2 - Di x 60。（57.3）1a带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时）_,efa 12 F0( fZi1)=2 F0(一半)efa影响因素分析：Fo : 适当 Fo包角：包角越大承载能力越好f : f越大，Fec越大工作应力分析q = F/A =竺C CgA带传动的应力分析离心应力 。c拉应力紧边七

5、=FJ A松边Q2 = F / A弯曲应力ob 应力散布图最大应力为：。max=o 1+o c+ob1弹性滑动与打滑因为带是弹性体，受到拉力后要产生弹性变形。设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则紧边和松边的单位伸长量别离为由于带在工作时，带两边的拉力不同，F1F2，因此L。绕过从动轮2时，作用在带上的拉力又由R增大到，带的弹性变形也逐渐增大，带将逐 渐伸长，也会沿轮面滑动，使带一边侍从动轮绕进，一边又相对于从动轮向前伸长，故 带的速度v高于从动轮的速度v2。轮缘的箭头表示主、从动轮相对于带的滑动方向。 这种由于带的弹性变形而引发的勺带在带轮上的滑动称为弹性滑动。注意带的弹性滑动和打滑是两个

6、截然不同的概念。弹性滑动是由拉力差引发的，只要传递圆 周力，出现紧边和松边，就必然会发生弹性滑动，所以是带传动工作时的固有特性，是不可 避免的。而打滑是由于超载所引发的带在带轮上的全面滑动，是能够避免的。带传动的设计计算失效形式与设计准则失效形式1）打滑；2）带的疲劳破坏另外：磨损静态拉断等设计准则:保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命单根三角胶带的功率一P0 由疲劳强度条件:b b b b1bl c传递极限圆周力：传递的临界功率：单根三角带在不打滑的前提下所能传递的Fci(1 f) =b 1 如;f VP = (b b b )A(1 ) 南 0b1cefva 1000F V1V7

7、P = r = b A(1 一) (kw)10001 e 1000功率为：普通V带传动的设计步骤和方式设计V带传动时，一般已知条件是：传动的工作情形，传递的功率P，两轮的转速气、 n2（或传动比/ ）和空间尺寸要求等。具体的设计内容有：肯定V带的型号、长度和根数 传动中心距及带轮直径，画出带轮零件图等。肯定计算功率计算功率P是按照传递的额定功率（如电动机的额定功率）P，并考虑载荷性质和天 c天运转时刻的长短因素的影响而肯定的，即(8-1)工况K空、轻载起动重载起动每天工作小时数/h16 16载荷变动微 小液体搅拌机、通风机和鼓风机 （W）、离心式水泵和压缩机、 轻型输送机带式输送机（不均匀载荷

8、）、 通风机（）、旋转式水泵和压 缩机（非离心式）、发动机、 金属切削机床、印刷机、旋转 筛、锯木机和木工机械 制砖机、斗式提升机、往复式 水泵和压缩机、起重机、磨粉载荷变动小载荷变动大式中K为工作情形系数，查表8-1可得。A表8-1工作情形系数K1616机、冲剪机床、橡胶机械、振 动筛、纺织机械、重载输送机载荷变动很 大破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）重载起动工况每天工作小时数/h注：1.空、轻载启动：电动机（交流起动、起动、直流并励）4缸以上的内燃机，装有离心式聚散 器、液力联轴器的动力机。重载起动：电动机（联机交流起动、直流复励或串励），4缸以下的 内燃机。反复起动、

9、正反转频繁、工作条件恶劣等场合，Ka应乘。增速传动时K应乘下列系数：增速比 N系数2.选择V带的型号按照计算功率P c和主动轮转速n1由图8-1和8-2选择V带型号。被选择的坐标点载图 中两种型号分界限周围时，可选择两种型号别离进行计算，然后择优选用。KA空、轻载起动计算功率/1/kW图8-1普通V带选型图2 00016001250计算功率图8-2窄V带（基准宽度制）选型图3.肯定带轮基准直径d和d带轮直径小可使传动结构紧凑2但另一方面弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时应取小带轮的基准直径dd1巳d d . , dd .的值查表8-4。忽略弹性滑动的影响， d = d - n n , d、d

10、宜取标准值（查表8-2）。 d 1d 21 2 d 1 d 2验算带速V(8-2)兀d nV =dii60 x 1000带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动中容易打滑。另外单位时 刻内带绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命。若带速太低，则当传递功率一按时， 使传递的圆周力增大，带的根数增多。一般应使V N5m/s，对于普通V带应使V = 25 30m/s，对于窄V带应使V = 3540m/s。如带速超过上述范围，应重选小带轮的直径d。初定中心距a和基准带长Ld传递中心距小则结构紧凑，但传动带较短，包角减小，且带的绕转次数增多，降低了带 的寿命，致使传动能力降低。若是中心

11、距过大则机结构尺寸增大，当带速较高时会产生哆嗦。 设计时应按照具体的结构要求或按下式初步肯定中心距a00.7（d + d ） a = P二=cP (P +A p ) K K000 a l带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过量，一般应知足Zd =125mm。大带轮基准直径为d 1d 1d min HYPERLINK l bookmark101 o Current Document d = n d = 45Q x 140mm = 507.5mm d2 n d 14002按表8-2选取标准值d22 =500mm，则实际传动比、从动轮的实际转速别离为500140=3.57n = n i =

12、1450 3.57r/min = 406r/min21从动轮的转速误差率为406一400400 x 100% = 1.5%在5%之内，为允许值。验算带速v兀d ndl_160 x 1000KX140 x 145060 x 1000m / s = 10.63m / s带速在525m/s范围内。肯定带的基准长度L和实际中心距a 按结构设计要求初定中心、距a = 1500mm。由式8-4得兀(d -d )2L 2 a + (d + d ) + d 002 d 1d 24 a02 x 1500 +1 (140 + 500) +(500 一140)2 24x15004026.9mm由表8-3选取基准长度

13、L =4000mm。由式8-5得实际中心距a为4000 4026.9、I(1500 +2)mm = 1487mm中心距a的变更范围为a = a 0.015 L(1487 0.015 x 4000) mm = 1427mma = a + 0.03 L1487 + 0.03 x 4000)mm = 1607mm校验小带轮包角a1由式（8-6）得a 180。气 1 气 x 57.3。1a180。一500 1401487x 57.3。166.13 120。肯定V带根数乙由式（8-7）得z P (P + P )K K0 a l用内插法得00 按照d = 140mm n=1450r/min,查表 6-8,

14、 P0 = 2.82kW由公式得功率增量P为 TOC o 1-5 h z A,I 1 P = K n (1 -0b 1由表 8-16 查得 K = 2.6494 x 10-3 b按照传动比i = 3.57，查表8-17得匕=L1373，则 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document /-1，八 P = 2.6494 x 10-3 x 1450(1 -)kW = 0.46kW01.1373由表8-3查得带长度修正系数K = L13,由图查得包角系数Ka= 0.97,得普通V带13根数Z =根(2.82 + 0.46) x 0.97 x 1.13=3-62 根圆整得Z =4根。求初拉力F八及带轮轴上的压力F0Q由表6-4查得B型普通V带得每米长质量q = 0.17kg/m，按照式（8-8）得单根V带得初拉力为500P ,2.5F =c ( 1) + qv 2ar 500 x 13 2.5=(1) + 0.17 x (10.63)2N4 x 10.63 0.97=260.33N由式（8-9）可得作用在轴上得压力Fq为aF = 2 F z srn_1=2 x 260.33 x 4 sin166.13 N2=2067.4N带轮的结构设计按本章节进行设计（设计进