机械设计5-传动机带

14二月20231机械设计

摩擦传动啮合传动

带传动摩擦轮传动齿轮传动

链传动

蜗杆传动传动篇机械传动电传动液力传动（计算机控制）14二月20232简介第一节概述第二节带传动的工作情况的分析第三节V带传动的设计计算第四节V带轮设计第五节V带传动的张紧装置设计作业、复习题第八章带传动制作人：谢宝玲14二月20233基本要求:1）掌握带的类型及应用。2）掌握V带传动的特点。3）掌握弹性滑动和打滑的概念及区别。4）了解带传动的传力特性。重点：1）带的类型及应用。2）弹性滑动和打滑的概念及区别。难点：1）弹性滑动和打滑的概念及区别。2）带传动的传力特性。14二月20234

带传动主要由带轮和带组成，在两个或两个以上的带轮轴之间传递运动和动力。第一节概述14二月20235一.带传动的类型

Ⅰ按照带的形状分类：平带；V带；圆带；多楔带；同步带。14二月20236平带

的截面形状为矩形,内表面为工作面,主要用于两轴平行,转向相同的较远距离的传动。14二月20237平带的应用114二月20238平带的应用214二月20239V带

的截面形状为梯形,两侧面为工作面,带轮的轮槽截面也为梯形。根据斜面的受力分析可知,在相同张紧力和相同摩擦系数的条件下,V带产生的摩擦力要比平带的摩擦力大,所以,V带传动能力强,结构更紧凑,在机械传动中应用最广泛。14二月202310V型带的应用14二月202311多楔带

是平带基体上有若干纵向楔形凸起,它兼有平带和V带的优点且弥补其不足,多用于结构紧凑的大功率传动中。发动机多楔带14二月202312

圆形带的截面形状为圆形,仅用于如缝纫机、仪器等低速小功率的传动。14二月202313同步齿形带

即为啮合型传动带,如图所示。同步带内周有一定形状的齿。14二月202314齿型带的应用14二月202315带传动应用14二月202316Ⅱ按照两轴的位置和转向分类：平行轴、垂直轴实例实例实例14二月20231714二月20231814二月20231914二月202320

V带传动中，由于带与带轮接触面之间的楔形摩擦原理（若f=0.3,则fv=0.53），使得同样条件下V带比平带传递的功率大，故结构紧凑，应用最广

——本章只讨论V带传动14二月202321二、V带的类型与结构

1、类型

普通窄联组

齿形V带

14二月202322

帘布芯V带：制造方便抗拉体

绳芯V带：柔韧性好、抗弯强度大2、普通V带的结构：14二月202323分YZABCDE七种

窄V带的截型分

SPZ，SPA，SPB，SPC四种截面尺寸表8-1基准长度系列表8-23、普通V带截面型号14二月202324截面顶宽b/mm节宽bp/mm高度h/mm楔角a/(°)基准长度Ld/mm

表8-2单位长度质量(kg/m)表8-314二月202325

优点：

1）传动平稳；

2）能过载保护；

3）中心距较大；

4）结构简单，成本较低。

三、带传动的特点14二月202326

缺点：

1）传动比不恒定；

2）传动效率低，带的寿命较短；

3）传动的外廓尺寸大；

4）需要张紧，支承带轮的轴及轴承受力较大；

5）不宜用于高速、可燃等场所。

14二月202327一.带传动的受力分析

带未工作时带受F0初拉力(即预紧力)；在初拉力的作用下带和带轮的接触面上就产生了正压力。第二节带传动的工作情况的分析14二月202328带工作时：

1、F1紧边拉力2、F2松边拉力

3、有效拉力Fe4、F0预紧力14二月202329

F0＝（F1+F2）/2

假定环行带总长度不变：14二月202330

总摩擦力Ff和两边拉力对轴心的力矩T=0：取主动轮一端带为分离体：14二月202331带传动功率：Fe—有效拉力，Nv——带的速度，m/s14二月202332带的摩擦传动原理(小结）带上的作用力初拉力带张紧在带轮上，受工作载荷前紧边拉力作用在紧边上的拉力松边拉力作用在松边上的拉力有效拉力带和带轮接触面上的摩擦力总和各个力之间的关系带传动所传递的功率14二月202333二、带传动的最大有效拉力及其影响系数e--自然对数的底（e=2.718…）--带在带轮上的包角rad（平行传动时为小轮包角）f—摩擦系数（V带采用当量摩擦系数）1、柔韧体的欧拉公式：14二月2023342、带的有效拉力及影响系数推导出极限有效拉力14二月202335最大有效拉力：14二月202336最大有效拉力的影响因素预紧力：包角：摩擦系数：摩擦系数：橡胶——钢f=0.4

；橡胶——铸铁f=0.814二月202337

结论：带传动的最大有效拉力与初拉力、包角以及摩擦系数有关，且与F0成正比。若F0过大，将使带的工作寿命缩短。

分析：

包角越大传动的最大有效拉力Fmax越大：

1）计算时要用小轮上包角1；

2）理论上应松边在上；

3）打滑一定发生在小轮上；

4）通常1≥120°，最小为90°；

5)包角不能过小限制了带传动的传动比。

摩擦系数f越大传动的最大有效拉力Fmax越大：

1）对于V带计算时要用当量摩擦系数fv；

2)V带的传动能力大于平带。14二月202338

问题1：是否可用无限增加F0或使带轮表面粗糙的方法来增加带传动的传动能力？初拉力F0越大传动的最大有效拉力Fmax越大：1）F0过大将使磨损加剧，加速带的松弛，使带的工作寿命降低；

2）F0过小则不能充分发挥带的传动能力；

3）F0按国家标准推荐方法确定；

4）F0为一定值，限制了带的传动能力。14二月202339增大小轮包角的结构措施1、合理安排松边、紧边的位置2、合理张紧14二月202340三、带的应力分析1、拉应力14二月202341ha—带的高度；dd—带轮的基准直径；E—带的弹性模量。带轮的最小基准直径（表8-6）14二月202342q--带单位长度上的质量，Kg/m（表8-3）A--带的截面面积,mm2（表8-1）14二月202343轮径减小10%功率提高10%带寿命缩短一半。带长减小50%4、最大应力14二月202344四、带的弹性滑动和打滑1、带的弹性滑动

由于带是弹性体，受力不同时，带的变形量也不相同，这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动。14二月20234514二月20234614二月202347弹性滑动现象分析：紧边在A点绕上主动轮带的拉力逐渐降低，变形量减小带速滞后于带轮

ABB*动弧静弧

即带与轮之间发生相对滑动14二月202348滑动率

弹性滑动使得从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，其速度降低率称为弹性滑动率ε：14二月202349带传动的传动比i:

可见带传动的传动比与滑动率有关，故不能保持一个准确值。由于ε≈1%~2%，粗略计算时，可忽略不计。14二月202350产生的原因带的弹性变形、松边与紧边拉力差定义由于带的弹性变形而产生的带与带轮之间的相对滑动称为弹性滑动。弹性滑动的特点不可避免的传动比不准确,丢转；带的磨损;效率降低;温度升高.弹性滑动的后果弹性滑动率14二月202351

当传递的有效拉力大于极限摩擦力时，带与带轮间将发生全面滑动，这种滑动称为打滑。

2、带的打滑14二月202352产生的原因外载荷增加，使得造成的后果带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。打滑的特点可以避免的ABB*动弧静弧14二月202353(1)从现象上看：弹性滑动是局部带在带轮的局部接触弧面上发生的微量相对滑动；打滑则是整个带在带轮的全部接触弧面上发生的显著相对滑动；

(2)从本质上看：弹性滑动是由带本身的弹性和带传动两边的拉力差(未超过极限值)引起的，带传动只要传递动力，两边就必然出现拉力差，所以弹性滑动是不可避免的。而打滑则是带传动载荷过大使两边拉力差超过极限摩擦力而引起的，因此打滑是可以避免的。弹性滑动和打滑的区别？

14二月202354带的弹性滑动和打滑小结

1.动弧是接触弧的一部分

2.动弧位于主、从动轮的出口边

3.欧拉公式适用于动弧

4.当动弧扩展到整个接触弧时发生打滑

5.弹性滑动不可避免，打滑可以避免

6.弹性滑动造成传动比不稳定14二月202355

带在预紧力作用下，经过一定时间的运转后，会由于塑性变形而松驰，使初拉力降低。为了保证带传动的能力，应定期检查初拉力的数值，随时张紧。为什么要张紧？

常见的三种张紧装置（P162）

1.定期张紧装置图８-15a、b2.采用张紧轮的装置图图8-173.自动张紧装置图8-16第三节V带传动的张紧装置14二月2023561、定期张紧：采用定期改变中心距的方法来调节带的预紧力，使带重新张紧。a)滑道式b)摆架式14二月2023572、张紧轮张紧：当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲，同时还应尽量靠近大轮，以免过份影响小带轮的包角。若张紧轮置于松边外侧，则应尽量靠近小带轮。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。

14二月202358第四节V带传动的设计计算课程设计：4学时要求：根据初始数据设计带传动，写出说明书和画带轮的零件图14二月202359一.带传动的失效形式和设计准则失效形式：打滑；磨损；疲劳折断设计准则：

在保证带传动不打滑的前提下、具有一定的疲劳强度和寿命.

带在变应力的长期作用下，因疲劳而发生裂纹、脱层、松散，直至断裂——疲劳折断或14二月202360二.单根V带的基本额定功率P0P151

由表格看出P0与带的型号，材料，长度，轮径，包角，速度等诸多因素有关P152表8-4a、b单根V带的基本额定功率（包角=180°，特定长度，平稳工作）14二月202361三.原始数据和设计内容功率P主动轮转速n1被动轮转速n2（或i）工作条件带型号带轮直径dd1,dd2带根数z中心距a带长Ld初拉力F0压轴力Fp带轮结构原始数据设计内容14二月202362设计一带式运输机中的普通V带传动。原动机为Y112M-4异步电动机，其额定功率P=13kW，满载转速n1=1460r/min，从动轮转速n2=400r/min，主从动轮传动的允许误差为3%,两班制工作，载荷变动较小，要求结构紧凑.

设计例题：（参考教材P151)

要求：1，V带传动的设计计算，写出详细的说明书一份；2，带轮的设计计算，画出带轮的零件图。3，时间4学时，当堂画图。4，将说明书与零件图装订在一起（用A4纸）14二月202363四、V带设计步骤和方法：（P155参考）

1.确定计算功率PcaPca=KAPkW表8-7工作情况系数KA

Pca—计算功率，KWP—传递的额定功率，KWKA—工作情况系数表8-7P156

注意会查表14二月202364n1Pc2.选择带型：根据计算功率和小带轮转速

查图8-1114二月2023653.确定带轮的基准直径dd1和dd2

表8-6普通V带轮最小基准直径200C75A20Y50035512550dminEDBZ带型计算从动轮直径dd2

根据表8-8查基准直径14二月202366验算带速：一般取5~25m/s最佳速度10~20m/s14二月202367验算传动误差：实际传动比：理论传动比：实际从动轮转速：传动误差：14二月2023684.确定中心距a0和带的基准长度Ld

i12345a0/dd21.51.210.950.9014二月2023695.确定带的基准长度Ld

6.计算实际中心距14二月2023707.验算小轮包角a1

根据对包角的要求，应保证（至少90度）14二月2023718.计算带的根数

Ka—当包角不为1800时的包角系数

(表8-5)

KL—长度系数(表8-2)P0

—当传动比不等于1时，单根带额定功率的增量(表8-4a,8-4b)14二月2023729.张紧力F0由表8-3查取

14二月202373F0F0F10.作用在轴上的力，简称压轴力F

11.带轮的设计。14二月202374V带的设计计算总结14二月2023751.V带轮的设计要求质量小；结构工艺性好；工作面和尺寸保持一定精度2.带轮材料HT150;HT200;3.带轮结构设计轮槽尺寸(表8-10)结构尺寸P160(图8-14)第五节V带轮设计14二月202376实心式带轮

1）实心式：带轮基准直径小于2.5d(d为轴的直径)时

14二月202377腹板式带轮

2）腹板式：带轮基准直径小于300～350mm时

14二月202378孔板式带轮14二月202379轮辐式带轮

3）轮幅式：带轮基准直径大于350～350mm时

14二月202380结构尺寸参考图８-1414二月202381其他带轮结构14二月202382设计一带式运输机中的普通V带传动。原动机为Y112M-4异步电动机，其额定功率P=4kW，满载转速n1=1440r/min，从动轮转速n2=450r/min，一班制工作，载荷变动较小，要求中心距a≤550mm。设计作业：（参考教材P163)要求：1，V带传动的设计计算，写出详细的说明书一份；2，带轮的设计计算，画出带轮的零件图。3，时间4学时，当堂画图。4，将说明书与零件图装订在一起（用A4纸）14二月202383作业和思考题

1、带传动的优、缺点有哪些？2、带传动的最大有效拉力与哪些因素有关?

他们对最大有效拉力有何影响?3、带传动过程中是否使预紧力越大越好？为什么？4、是否使带与带轮之间的摩擦系数越大越好？为什么？5、V带的主要失效形式是什么？6、什么叫做带的弹性滑动？带传动的打滑是如何发生的？（其产生的原因？）14二月2023847、打滑与弹性滑动的区别是什么？8、带传动的打滑产生的原因是什么？打滑对带传动会产生什么影响？（或造成的后果是什么？）其特点？9、打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？10、弹性滑动引起什么后果？11、为什么说带的弹性滑动是不可避免的？（或为什么说带的弹性滑动是带传动的固有特性？）12、在带的设计计算过程中，你需要设计计算哪些参数？14二月20238513、在带的设计计算过程中，你需要设计计算哪些参数？14、带传动的打滑是怎样发生的？打滑首先发生在大带轮还是小带轮上？为什么？15、为了避免打滑将带轮与带接触的表面加工粗糙些以增加摩擦力，这样做是否合理？为什么？16、V带梯形剖面夹角为40。，而V带轮的楔角一般制成34。、36。、38。、为什么？14二月202386复习题

一、问答题

1.问：带传动常用的类型有哪些？

2.问：V带的主要类型有哪些？

3.问：普通V带和窄V带的截型各有哪几种？

4.问：什么是带的基准长度？

5.问：带传动工作时，带中的应力有几种？

6.问：带传动中的弹性滑动是如何发生的？

7.问：带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影响？

8.问：打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？

9.问：弹性滑动引起什么后果？10.问：当小带轮为主动轮时，最大应力发生在何处？

14二月20238711.问：带传动的主要失效形式是什么？

12.问：带传动的设计准则是什么？

13.问：提高带传动工作能力的措施主要有哪些？

14.问：带轮的结构形式有哪些？

15.问：根据什么来选定带轮的结构形式？

16.问：V带传动常见的张紧装置有哪些？

17.问：带传动中，在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置较为合理？

18.问：带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？

19.问：为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？

20.问：与普通V带相比，窄V带的截面形状及尺寸有何不同？其传动有何特点？

14二月202388二、选择题

1、带传动是依靠＿＿来传递运动和功率的。

A、带与带轮接触面之间的正压力B、带与带轮接触面之间的摩擦力C、带的紧边拉力D、带的松边拉力2、带张紧的目的是＿＿。

A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命

C、改变带的运动方向D、使带具有一定的初拉力3、与链传动相比较，带传动的优点是＿＿。

A、工作平隐，基本无噪声B、承载能力大

C、传动效率高D、使用寿命长4、与平带传动相比较，V带传动的优点是＿＿。

A、传动效率高B、带的寿命长

C、带的价格便宜D、承载能力大5、选取V带型号，主要取决于＿＿。

A、带传递的功率和小带轮转速B、带的线速度

C、带的紧边拉力D、带有松边拉力

14二月2023896、V带传动中，小带轮直径的选取取决于＿＿。

A、传动比B、带的线速度

C、带的型号D、带传递的功率7、中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由＿＿决定。

A、小带轮直径B、大带轮直径

C、两带轮直径之和D、两带轮直径之差8、两带轮直径一定时，减小中心距将引起＿＿。

A、带的弹性滑动加剧B、带传动效率降低

C、带工作噪声增大C、小带轮上的包角减小9、带传动的中心距过大时，会导致＿＿。

A、带的寿命缩短B、带的弹性滑动加剧

C、带的工作噪声增大D、带在工作时出现颤动10、设计V带传动时，为防止＿＿，应限制小带轮的最小直径。

A、带内的弯曲成力过大B、小带轮上的包角过小

C、带的离心力过大D、带的长度过长14二月20239011、一定型号V带内弯曲应力的大小，与＿＿成反比关系。

A、带的线速度B、带轮的直径

C、带轮上的包角D、传动比12、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带＿＿。

A、进入大带轮处B、紧边进入小带轮处

C、离开大带轮处D、离开小带轮处13、带传动产生弹性滑动的原因是＿＿。

A、带与带轮间的摩擦系数较小B、带绕过带轮产生了离心力

C、带的紧边和松边存在拉力差D、带传递的中心距大答案：B、D、A、D、A、C、D、D、D、A、B、B、C14二月202391三、填空题1．带传动中，带上受的三种应力是：

应力、

应力和

应力。最大应力等于

，它发生在

带的许用应力小于它，将导致带的

失效。2．带传动中，打滑是指

，多发生在

轮上。刚