第九章带和链传动

机械设计基础1之第二部分常用传动机构设计基础（7）2第九章带传动和链传动缝纫机拖拉机汽车发动机自行车摩托车三轮车通过中间挠性体传递运动和动力，适用于两轴中心距较大的场合。日常生活中，带传动与链传动较为普遍。34本章主要内容：§9.1带传动的类型和特点§9.2带传动的工作原理和工作能力分析§9.3

V带的标准及其传动设计§9.4链传动567§9-1带传动的类型和特点1、带传动机构的组成：主动轮从动轮传动带a182、传动原理：以张紧在至少两轮上的带作为中间挠性件，靠带与带轮接触面间产生摩擦力来传递运动与

动力。9103、带传动的类型1）根据带的形状平带（矩形）V带/三角带（梯形）圆形带（圆形）同步齿形带注意带工作面！带传动的类型（平带）11带传动的类型（V带/三角带）12带传动的类型（圆形带）13带传动的类型（多楔带）14带传动的类型（同步齿形带）15162）根据带的传动形式形式开口传动交叉传动半交叉传动角度传动开口传动交叉传动17半交叉传动角度传动184、带传动的几何关系β2ab

»

sin

b

=

d2

-

d1aa

=

p

–

d2

-

d1

rada119βa1）包角a=π±2β因β角较小，所以：2）带长L203）中心矩a22

1221(d

-

d

)a

»[2L

-p

(d

+

d

)]

-882L

-p

(d1+d2

)

-221(d

-

d

)2

2

1

4a(d

1+d2

)

+L

»

2a

+p225、带传动的使用和维护1.安装时，保持两带轮轴平行2.严防与酸碱等介质接触3.不能新旧带混用（多根带时），以免载荷分布不匀4.安装好防护罩5.工作一定时间后，应重新张紧胶带怎样重新张紧呢？1）调节中心矩（最主要）重新张紧带的方法：232）加张紧轮法重新张紧带的方法：24256、带传动的特点优点带具有良好的弹性，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（除同步带），可以防止其他器件损坏；结构简单，制造和维护方便，成本低；适用于两轴中心距较大的传动26缺点工作中有弹性滑动，使传动效率降低，不能准确地保持主动轴和从动轴的转

速比关系；传动的外廓尺寸较大；由于需要张紧，使轴上受力较大；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。§9-2带传动的工作原理和工作能力一、带传动中的力分析工作前:两边初拉力Fo=Fo工作时:①紧边Fo→F1；②松边Fo→F227紧边拉力:F1=F0+Ft/2松边拉力:F2=F0-Ft/2由变形协调：D1=D228紧边:(F1-F0)D1松边:(F0-F2)D2带传动的有效拉力Ft=F1-F2=∑FF1-F0=F0-F22F0=F1+F2带传动的有效拉力Ft=∑F=F1-F2带传动能传递的功率100029vP

=

Ft打滑?30问题的提出：正常情况下，带传动靠带与带轮之间的摩擦力传递动力，当Ft超过最大摩擦力时，带与带轮之间产生打滑，传动失效。开始打滑时的Ft为最大有效圆周力Ftmax.2

2NNfdF

=

(

F

+

dF

)

cos

da

-

F

cos

da2

2dF

=

F

sin

da

+

(

F

+

dF

)

sin

da由法向和切向力的平衡：»

fdF

=

dF

dF

=

FdaNN»

1

cosda2da2da2

sinfdaFdFFdFa0F

2F

1=

=

fda

121faF

=

F

e欧拉公式：311320-1fae

+1e

fa1=

2FFt

maxF0增加，Ftmax随之增大。F0太大，磨损快,寿命短轴承受力大,故带传动一般置于传动的高速级规定a1≥150°（平带）≥

120°（V带）一般a1<

a2

。f

增加,Ftmax随之增大V带的摩擦系数如何取呢?F0FNjF0Fn/2Fn/2平带与V带的摩擦系数j

2233vsin

jf=V带当量摩擦系数f二、带的应力分析1）拉应力rF1F2A34A21=

F2s

=

F1

，sFcFcdFNC2dadarv2=

(rda

)qdFNC=

qv2

dada2C2F

sinA

ACF

qv2=

C

=s2）离心力产生的拉应力35带中的离心拉力处处相等。离心力的存在，使带的拉力增加，带与带轮间的正压力和摩擦力减小，传动能力下降，故要限制带的速度V。3）弯曲应力Brs

=

y

E=

2

y

E36ddBs应力由三部分组成：拉应力、离心力产生的拉应力、弯曲应力带的最大应力在哪里?ABC37D=

s

1

+s

B1

+s

cs

max38带的主要失效形式是?疲劳断裂打

滑三、带的弹性滑动V小带轮>V大带轮>V带速e1

=

F1

EAe2

=

F2

EA39弹性滑动的结果弹性滑动与打滑的区别?弹性滑动与打滑的区别打滑：当带传递的功率增大时，Ft大于带与带轮间的最大静摩擦力时，使带与带轮之间出现全面的滑动，造成传动失效,胶带很快磨损,是应该避免的,但也是一种过载保护方法。40弹性滑动：由带的弹性和拉力差引起的带在带轮上的部分相对滑动，是带传动不可避免的现象,在正常范围可传递运动和动力。41带传动的传动比i

=

n1

=

dd

2n2

dd

1

(1

-

e)2d

1n

di»

dd

2=

n1理滑动率m

/

sm

/

s2160

·1000v

=v

=60

·1000pd2

n2pd1n142四、带传动的设计基础失效形式:打滑(磨损)和带的疲劳破坏设计准则：在不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。§9-3V带的标准及其传动设计一、V带的标准V带的结构受拉伸受压缩43V带的类型普通V带窄V带联组V带齿形V带大楔角V带宽V带44bP45节

线节面、节宽型号(7种)YZABCDE节宽bP5.38.51114192732顶宽b6101317223238高度h4.06.08.011141925楔角ψ40°q/(kg/m).04.06.10.17.30.600.87bp普通V带的截面尺寸

普通V带：楔角40

，相对高度

h

=

0.746节宽bpψdd基准长度LP

（表9-2）基准直径dd

（表9-3）474849二、单根普通V带的许用功率：强度条件smax

=s1

+sB1

+sc

£

s]s

1

£

s

]-s

B1

-scFt

=

F1

-

F2F1

=

F2e1fa由150t

1efa1

efa1F

=F(1-

1

)

=s

A(1-

1

)单根V带的基本额定功率P0P

=B1tFv

11

e

fa-s

)

-

1

Avc

11000

1000=

([s

]-s0151t

1efa1

efa1F

=F(1-

1

)

=s

A(1-

1

)52许用功率[P0

]

=

(P0

+

DP0

)Ka

KLP0见表9-4aKa

—对包角的修正，表9—6KL

—对带长的修正，图9—2基本额定功率P0是在i=1、α=180°、载荷平稳和特定带长条件下，由实验求得ΔP0

—功率增量,表9—4b5354三、V带传动设计已 知：工作情况、传动用途、功率、转速、传动比等。设计结果：带型、带长、根数、中心距、预紧力、带轮。设计中应满足的条件：带速，最小带轮直径、包角、中心距的范围。1）确定计算功率Pc设计步骤:P

—传递的名义功率（KW）KA—工况系数，表9-6如何确定带的型号？552）确定带的型号由Pc和n1查图9

-9563）确定带轮基准直径，并验算带速小带轮直径：d1≥dmin（表9-3），标准化。d1太小：结构紧凑，但弯曲应力大，带的根数增多；d1太大：弯曲应力小，但结构大。小带轮直径一般取d1=dmin或略大。：验算带速=

(5

~

25

-

30)m

/

s5760

·1000v

=pdd1n1速度大：离心力大，影响工作能力；单位时间内绕过带轮的次数多，寿命短；速度小：在一定的功率下Ft大，带的根数多。确定从动轮基准直径：dd

2

=

dd1

1-e)i58按表9-3的数值圆整ε通常不计dd

2

=

dd1i0

2

1

1

202

4a(d

-

d

)2(d

+

d

)+d0»

2a

+初定带的长度：Lp4）确定中心距和带的长度初

定

中

心

距：0.7dd1

+

dd

2

)£

a0

£

2

dd1

+

dd

2

)确定带根据L的长度d0，查表9-2选取标准值Ld259d

0dL

-

La

»

a0

+确定的中心距：60a太大:利于增大包角和减少带的绕转次数；但是外廓尺寸大，易引起颤振；a太小:

带长小，单位时间绕过带轮的次数多，易疲劳损坏，且小带轮的包角小。amin

=

a

-

0.015Ldamax

=

a

+

0.03Ld中心距的调节范围5）验算包角d2

-d11a

=180

-a不满足条件时：1）a↑·57.3

‡120

(90

)2）加张紧轮6）确定带的根数max610

1Pc[P]

(P

+

DP

)K

Kz

=

Pc

= £

za

Lz太大，带的受力不均匀，zmax一般为107）确定带的预紧力F02620F

=

500zv

KP

2.5c(

-1)

+

qvaq—V带单位长的质量（表9-1）OABC8）计算带轮轴上的压力FQa163FQ

=

2zF0cosb

=

2zF0cos

2近似计算642、V带轮的结构形式1、带轮常用材料–灰铸铁、铸钢、铝合金、塑料轮缘轮辐-实心：带轮直径很小-辐板：带轮直径中等-辐条：带轮直径很大轮毂带轮的结构型式由什么决定呢?四、V带轮的材料和结构V带轮的结构（实心带轮）带轮的结构型式由基准直径决定65V带轮的结构（辐板带轮）66V带轮的结构（辐条带轮）67ψdd轮槽尺寸:---带型(表9-1)节宽bp68V带轮轮槽角度是多少?

V带轮轮槽尺寸的确定？V带轮轮槽角度：

32°、34°、36°、38°69707172何为弹性滑动?

何为打滑?普通V带的楔角为40°，为何带轮槽角分别为32°、34°、36°、38°?胶带绕在带轮上要弯曲，这样胶带顶层受拉在横向要收缩，而胶带底层受压其横向要伸长，因此带的的楔角变小。为保证带两侧面与轮槽有良好的接触，故轮槽角依轮径的大小不同均适当减小.课堂练习F

0

=

1194

N73F

0

=

0

.

5

(

F1

+

F

2

)

=

694

N-

1

)

F

2

=

F

tF

t

=

F

2

(

e3.预紧力e=

e

0

.

3

·

2

.

97e=

1000

N=

1000

P

=

1000

·

15v

151

.圆周力

Ffa

1e

-

1fa

1fa

1fa

1=

1694

Ne

-

1fa

1t11fa

1)

F1

=

F

tF

t

=

F1

(1