机械设计基础教材课件第12章

第12章带传动

（时间：2次课，4学时）第12章带传动

学习目标：带传动是利用张紧在带轮上的带，在两轴(或多轴)间传递运动或动力，是很多机器或机组的主要组成部分。根据工作原理的不同，带传动分为摩擦型带传动、啮合传动的同步齿形带传动等。本章只介绍摩擦型带传动。第12章带传动

重点与难点： 带的受力分析、带传动的弹性滑动及传动比、带的应力分布图。 普通V带传动的设计计算和注意事项。第12章带传动

案例导入：

用液体搅拌机、离心式水泵、锯木机、制砖机、破碎机和磨碎机等中心距较大又需要过载保护的机械传动装置作为案例导入，为什么要使用带传动？若换作其他传动会出现什么问题？本章的重点是带传动的工作情况分析及普通V带传动的设计计算。12.1带传动的特点和类型12.2V带和带轮12.3V带传动的工作能力分析12.4V带传动的设计计算12.5V带传动的安装、张紧和维护12.6本章实训设计铣床用V带传动12.7练习题第12章带传动

12.1带传动的特点和类型12.1.1带传动的类型12.1.2带传动的特点12.1带传动的特点和类型带传动是由主动带轮、从动带轮和紧套在带轮上的环形带及机架组成的。由于环形带紧套在带轮上，借助它们之间产生的摩擦力，当主动带轮回转时，通过传动带驱动从动轮转动，从而完成两轴间运动和动力的传递。如图12-1所示。图12-1带传动的工作原理

12.1.1带传动的类型带传动的类型很多，对于摩擦型带传动，按截面形状可分为平带、V带、圆带和多楔带传动；另外还有属于啮合传动的同步齿形带传动等，如图12-2所示。图12-2带传动的类型

12.1.2带传动的特点与其他传动相比，带传动具有以下特点。

带是挠性体且有良好的弹性，能缓和冲击，吸收振动，故带传动运转平稳、噪声小。

传动过载时，带会在小带轮上打滑，可防止其他零件的损坏，起到安全保护作用。

结构简单、制造方便、易损件(带)更换快、成本低廉、维护方便，能适用于两轴中心距较大的场合。12.2V带和带轮12.2.1普通V带的结构和标准12.2.2普通V带轮的结构12.2V带和带轮12.2.1普通V带的结构和标准V带有多种类型，如普通V带、窄V带、宽V带、联组V带、汽车V带、轻型V带、齿形V带、大楔角V带等，最常用的是普通V带。普通V带都制成无接头的环形带，它的结构如图12-3所示。由包布、顶胶、抗拉体、底胶等部分组成。按抗拉体结构可分为绳芯V带和帘布芯V带两种类型。帘布结构的V带制造方便，抗拉强度好；而绳芯结构的V带柔韧性好，抗弯强度高。由此可见，抗拉体对带的力学性能起着决定作用，目前已采用尼龙涤纶、玻璃纤维、芳纶等化学纤维代替棉帘布和棉线绳作为抗拉体，以提高带的承载能力。12.2.2普通V带轮的结构带轮的材料常用灰铸铁，当带速v<25ｍ/s时，用HT150；v为25～30ｍ/s时，用HT200。对速度更高的带轮可用铸钢或钢板冲压后焊接的带轮。为减轻带轮的重量，小功率传动时可用铸铝合金或工程塑料制造带轮。

对带轮的要求是：强度足够、结构合理、质量分布均匀、加工工艺性好，与带接触的轮槽工作面的表面粗糙值有一定的要求，以减轻对带的磨损。12.3V带传动的工作能力分析12.3.1带传动的受力分析12.3.2带传动的应力分析12.3.3带传动的弹性滑动及传动比12.3V带传动的工作能力分析12.3.1带传动的受力分析1.带传递的力带以一定初拉力F0紧套在两带轮上，使带与带轮的接触面上产生正压力。工作前，带的上、下两边拉力相等，都等于初拉力F0，如图12-7(a)所示。工作时，由于带与带轮接触面上的摩擦力的作用，使带的两边拉力发生了变化：绕入主动轮的一边被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边；绕入从动轮一边的带被放松，拉力由F0减小到F2，称为松边，如图12-7(b)所示。由于工作前后带的节线长度不变，故紧边拉力的增加量“F1-F0”应等于松边拉力的减少量“F0-F2”，即F1-F0=F0-F212.3.2带传动的应力分析带传动工作时，带中的应力有以下几种。1.拉应力2.弯曲应力3.离心应力4.带中应力分布情况12.3.3带传动的弹性滑动及传动比带是柔软的弹性体，受拉之后会伸长。带在工作时，由于F1>F2，因此，紧边的弹性伸长量大于松边的弹性伸长量。12.4V带传动的设计计算12.4.1带传动的失效形式和设计准则12.4.2单根V带的基本额定功率和许用功率12.4.3普通V带传动的设计计算12.4V带传动的设计计算12.4.1带传动的失效形式和设计准则V带传动的失效形式是带在小带轮上的打滑和带的疲劳破坏(如拉断、脱层、撕裂等)。因此带传动的设计准则是：保证带传动在工作时不打滑，同时又具有一定的疲劳强度或寿命。12.4.2单根V带的基本额定功率和许用功率表12-4给出了小带轮包角1=180(i=1)，特定基准长度的V带、传动载荷平稳时，单根普通V带在工作时既不打滑，又具有一定的疲劳强度或寿命时所能传递的基本额定功率P1，供设计V带传动时查用。如果所设计带传动的使用条件与此不符时，对表中的数值必须进行修正。12.4.3普通V带传动的设计计算设计V带传动的已知条件一般是：传动的用途，载荷性质，传动的功率P，主动轮和从动轮的转速n1、n2(或转动比)，工作条件以及对传动的外廓尺寸要求和原动机的类型等。V带传动设计的主要内容：选择合理的传动参数，确定V带的型号、长度、根数、中心距、带轮直径及结构形式和尺寸、初拉力及对轴的压力，绘制带轮零件工作图等。设计方法和步骤如下。12.5V带传动的安装、张紧和维护12.5.1V带传动的张紧方法12.5.2V带初拉力的测定12.5.3V带传动的安装、使用和维护12.5V带传动的安装、张紧和维护

12.5.1V带传动的张紧方法为得到适当的初拉力F0，带传动安装时需要张紧，常用的张紧方法如下。12.5.2V带初拉力的测定初拉力F0的测定：在V带与带轮切点的跨度中点，施加一规定的垂直带边的力，如图12-13所示，如带在跨距长度每100mm上产生的挠度为1.6mm，则认为传动带的张紧力合适。若挠度大，说明初拉力不够，需要继续张紧，直至达到规定为止。施加于跨距中点的垂直力，由下式计算。12.5.3V带传动的安装、使用和维护为了保证带传动的正常工作和预期使用寿命，必须正确安装、使用和维护带轮机构。1.V带传动的安装2.使用与维护12.6本章实训设计铣床用V带传动实训目的实训设备实训内容实验总结12.7练习题(1) 一普通V带传动传递功率为P=7.5kW，带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1=2F2，试求紧边拉力、松边拉力和有效拉力。(2) 某车床电动机和主轴箱之间为窄V带传动，电动机转速n1=1440r/min，主轴箱负载为4.0kW，带轮基准直径