机械带传动课件分享学习

机械(Xie)带传动第一页，共八十二页。

（一）主要内(Nei)容

带传动概述；V带和V带轮的结构；V带传动的工作能力分析；V带传动的设计、张紧、安装与维护。第二页，共八十二页。（二(Er)）教学要求1、了解带传动的类型、特点(Dian)与应用。2、掌握带传动的受力分析、应力分析及弹性滑动的概念。3、掌握V带传动的设计计算方法。4、熟悉带传动的张紧与维护。第三页，共八十二页。1、带传动的受力分析、应(Ying)力分析及弹性滑动。2、V带传动的设计计算。（三）教(Jiao)学的重点与难点第四页，共八十二页。

带传动是一种常用的机械传动装(Zhuang)置。主要作用：用来传递转矩和改变转速。工作原理：主要是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。

8.1概(Gai)述

第五页，共八十二页。

工作过程：原动机驱动主动带轮转动，通(Tong)过带与带轮之间产生的摩擦力，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。带传动的组成：主(Zhu)动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带和机架组成。

第六页，共八十二页。8.1.1带(Dai)传动的类型

（1）摩擦带传动：靠传动带与带轮间的摩擦力(Li)实现传动，如V带传动、平带传动等。1、按传动原理分：（2）啮合带传动：

靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。带传动的分类方法有三种:第七页，共八十二页。传动(Dong)带：用于传递动(Dong)力输送带：用于输送物品2、按用途(Tu)分3、按传动带的截面形状分：平带、V带、多楔带、圆形带、齿形带（同步带）第八页，共八十二页。平(Ping)带：

平带的截面形状(Zhuang)为矩形,工作面为内表面,主要用于两轴平行,转向相同的较远距离的传动。平带传动动画展示第九页，共八十二页。1—外覆盖层2、4—布层3—片(Pian)基层5—工作面覆盖层第十页，共八十二页。

V带的截面形状为梯形,工(Gong)作面为两侧面,带轮的轮槽截面也为梯形。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。V带(Dai):v带传动动画展示第十一页，共八十二页。第十二页，共八十二页。

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(Mi)补其不足,多用于结构紧凑的大功率传动中。多(Duo)楔带:多楔带传动动画展示第十三页，共八十二页。

圆形带的截面形状为(Wei)圆形。仅用于如缝纫机、仪器等低速小功率的传动。圆(Yuan)形带:第十四页，共八十二页。齿形(Xing)带（同步带）:

同步齿形带即为啮合(He)型传动带。同步带内周有一定形状的齿。第十五页，共八十二页。8.1.2带传动的特点(Dian)和应用（1）能缓冲吸振，传动平稳，噪音小。（2）具有过载保护作用。（3）结构简单，制造、安装和维护方便，成本(Ben)低；（4）适用于两轴距离较大的传动；优点第十六页，共八十二页。缺(Que)点（1）不能保证恒定的传(Chuan)动比，传(Chuan)动精度和传(Chuan)动效率低。（2）带对轴有很大的压轴力。（3）带传动装置结构不够紧凑。（4）带的寿命较短。（5）不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。第十七页，共八十二页。应(Ying)用：

带传动适用于要求传动平稳、传动比不要求准确，100KW以下的中小功率的远距离传动。如：汽车发动机、拖拉机、石(Shi)材切割机等。第十八页，共八十二页。8.2V带和V带轮的结(Jie)构

V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。其(Qi)中以普通V带和窄V带应用较广。8.2.1普通V带的结构和尺寸标准

标准V带都制成无接头的环形带，横截面结构如下:V带的结构第十九页，共八十二页。帘布结构和线绳结构的区别:

帘布结构抗拉强度高,但柔韧性和抗弯(Wan)强度较差,所以,线绳结构V带适用于转速高,带轮直径较小的场合。带的型号：我国普通(Tong)V带和窄V带都已标准化。按截面尺寸由小到大，普通V带可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号；窄V带可分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号。在同样条件下，截面尺寸大，则传递的功率就大。第二十页，共八十二页。

其截面呈楔角等于40゜的梯形，如图。

需要掌握的概念：

1、节宽bp：长度不变层。所在位置称为中性层。

2、截面高度h：相对高度h/bp已标准(Zhun)化（普通V带为0.7，窄V带为0.9）。V带截面尺(Chi)寸（见表8.2）：第二十一页，共八十二页。3、基准直径dd:V带装在(Zai)带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径。（标准值见表8.3）

4、基准长度Ld：V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。它用于带传动的几何计算。（标准值见表8.4）第二十二页，共八十二页。

带的标记：普通V带和窄V带的标记都是由带型、带长和标准号组成。例如：A型、基准长度为1400㎜的普通V带，其标记为：A-1400GB11544-89。又如：SPA型、基准长度为1250㎜的窄V带，其标记为：SPA－1250GB12730－91。带的标记通常压印在带的外表面上，以便选用识(Shi)别。

第二十三页，共八十二页。8.2.2普通(Tong)V带轮的结构

（1）带轮应具有足够的强度和刚度，无过大的铸造内应力；（2）质量小且分布均匀，结构工艺性好(Hao)，便于制造；（3）转速高时要经过动平衡；（4）轮槽工作面应光滑，以减小带的磨损。1、V带轮的设计要求第二十四页，共八十二页。2、带(Dai)轮的材料

带轮的材料主要采用铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，灰铸铁应用最广。常用材料的牌号为HT150（v≤25m/s时）或HT200（v=25～30m/s时）；转速较高时宜采用球墨铸铁、铸钢或锻钢，也用采用钢板冲压后焊(Han)接带轮。小功率时可采用铸铝或塑料等材料。第二十五页，共八十二页。

带轮由(You)轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。轮缘是带轮的工作部分，制有梯形轮槽。轮毂是带轮与轴的联接部分，轮缘与轮毂则用轮辐（腹板）联接成一整体。3、带轮的结(Jie)构轮缘腹板轮毂第二十六页，共八十二页。V带(Dai)轮的分类：V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：（1）实心带轮（2）腹板带轮（3）孔板带轮（4）轮辐带轮第二十七页，共八十二页。实(Shi)心带轮第二十八页，共八十二页。腹板(Ban)带轮第二十九页，共八十二页。孔(Kong)板带轮第三十页，共八十二页。轮(Lun)辐带轮(Lun)第三十一页，共八十二页。8.3带传动的工作(Zuo)能力分析

8.3.1带传动的受力分(Fen)析

为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力套在带轮上。初拉力F0：紧边拉力F1：松边拉力F2：

F1-F0=F0-F2

有效拉力F：F=F1-F2第三十二页，共八十二页。

实质上，带传动的有效拉力是带与带轮之间摩擦力的总和。在最大静摩擦力范围内，二者是相等的。同时F也是带传动所传动的圆周力。带传动所传递的功率(Lv)为：P=Fv/1000

式中：P为传递功率，单位为KW；

F为有效圆周力，单位为N；

V为带的速度，单位为m/s。第三十三页，共八十二页。

带的打滑：在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总(Zong)和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的总(Zong)和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了带的磨损，打滑—应避免。第三十四页，共八十二页。带传动的最大有效圆周力：当传动带和带轮表面间即将打滑，摩擦力达到最大值，即有效圆周力达到最大值。此时，紧边拉力和松边拉力之间的关系可用(Yong)欧拉公式表示，即式中：

—包角(Jiao)，带与小带轮的接触弧所对圆心角(Jiao)（rad）。

f—带与带轮接触面间的摩擦系数。第三十五页，共八十二页。将F1-F0=F0-F2

和F=F1-F2

代入上式，整理后可得带传动的最大(Da)有效圆周力（临界值）：第三十六页，共八十二页。上式表明，带所传动的圆周力与下列(Lie)因素有关：

（1）初拉力F0

：F与F0成正比。增大F0，带与带轮间正压力增大（F0=fQ），传动时摩擦力就大，F越大。但F0过大会加剧带的磨损，致使带过快松弛，缩短其工作寿命。（2）摩擦系(Xi)数f:

f越大，摩擦力越大，F越大。（3）包角:F随包角的增大而增大，所以包角增大，带的传动能力提高。第三十七页，共八十二页。

带传动工作时,带中的应力由以下三部(Bu)分组成：式中,A为带的(De)横截面面积,单位为mm2。

8.3.2带传动的应力分析

1、由拉力产生的应力：紧边拉应力σ1：松边拉应力σ2：第三十八页，共八十二页。

由于带本身的质量,带绕过带轮时随着带轮作圆周运动将产生离心力。离心力将使带受拉,在截面(Mian)产生离心拉应力

式中(Zhong),σc为离心拉应力,单位为MPa；v为带速,单位为m/s；q为带单位长度上的质量,单位为kg/m,见表8.6。

2、由离心力产生的离心拉应力第三十九页，共八十二页。

传动带绕经带轮时要弯曲,其弯曲应力可近似按下式(Shi)确定：

式中,E为带的弹性模量,单(Dan)位为MPa；h为带的厚度,单位为mm；dd

为带轮的基准直径,单位为mm。因为dd

1﹤dd2

所以3、带的弯曲产生的弯曲应力第四十页，共八十二页。带工(Gong)作时的应力分布情况：σmax=σ1+σc+σb1≤［σ］

为(Wei)保证带具有足够的疲劳强度,应满足：

带中最大应力发生在紧边刚绕上主动轮处(A点)，其值为第四十一页，共八十二页。

传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小为F2，其弹性伸长量也减小。这说(Shuo)明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩，带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动轮的圆周速度。8.3.3带传动的弹性滑(Hua)动和传动比第四十二页，共八十二页。

同样，当带由松边绕过(Guo)从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周速度。第四十三页，共八十二页。

带的弹性滑动：

由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。由于弹性滑动引起的从(Cong)动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动系数。

由上式的(De)带传动的(De)传动比为：带的弹性滑动演示第四十四页，共八十二页。弹性滑动和打滑的区别：

弹性滑动和打滑是(Shi)两个截然不同的概念。打滑是(Shi)指过载引起的全面滑动，是(Shi)带传动的失效形式，是(Shi)可以避免的。而弹性滑动是(Shi)由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是(Shi)不可以避免的。注意：

一般带传动的滑动系(Xi)数，因值很小，非精确计算时可以忽略不计。第四十五页，共八十二页。8.4V带传动的设(She)计失效形式：打滑和疲劳断裂（如脱层(Ceng)、撕裂或拉断）。设计准则：在保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳强度和寿命。8.4.2单根V带允许传递的功率

8.4.1带传动的失效形式和设计准则

在包角α=1800、特定带长、工作平稳的条件下，单根普通V带的基本额定功率Po见表8.7-8.15。第四十六页，共八十二页。

当实际工作条件与确定Po值的特定条件不(Bu)同时，应对查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能传递的功率[Po]：式中:Kα—包角系数，查表8.11；

KL—带长修正(Zheng)系数，查表8.4；

Kb—弯曲影响系数，查表8.18；

n1—小带轮转速；

Ki—传动比系数，查表8.20。

△P0—功率增量，i12≠1时单根普通V带传递功率的增量；第四十七页，共八十二页。8.4.3V带传动的设计(Ji)步骤和方法已知条件一般为：带传动的工作(Zuo)情况;传动功率;两带轮的转速n1、n2（或传动比i12）;外廓尺寸要求。设计内容：1、确定普通V带的型号、基准长度Ld和根数z；2、基准直径dd1、dd2；3、确定传动的中心距a；4、画出带轮的零件工作图。第四十八页，共八十二页。设计步(Bu)骤和方法：（1）确定(Ding)计算功率式中：Pc—计算功率(kW)；

KA—工作情况系数，查表8.21；

P—传递的额定功率(kW)。第四十九页，共八十二页。（2）选择(Ze)V带的型号

根(Gen)据计算功率Pc和小带轮转速n1，按下图选择普通V带的型号。第五十页，共八十二页。

一般取，若过小则带的弯曲应力太大而导致带的寿命降低；反之，则带传动的外廓尺寸增大。普通V带轮的最(Zui)小基准直径查表8.6。带(Dai)轮的基准直径、应符合带(Dai)轮基准直径尺寸系列，如下表：2022.4252831.535.54045505663677175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153553754004254504755005305606006306707107508009001000…

（3）确定带轮的基准直径dd1、dd2大带轮的基准直径由下式计算:第五十一页，共八十二页。（4）验算带(Dai)速vm/s带速一(Yi)般限制在5—25m/s之间。

式中:dd1—小带轮的基准直径(mm)；

n1—小带轮的转速(r/min)第五十二页，共八十二页。

设计时如无特殊要求，可按下式(Shi)初步确定中心距a0（5）确(Que)定中心距a和带的基准长度Ld0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

基准长度计算：由带传动的几何关系可得带的计算公式：L0—带的基准长度计算值，查表8.4选定Ld实际中心距a

:第五十三页，共八十二页。（6）验算(Suan)小带轮包角

一般要求，若不能满足，可增大中心距(Ju)或设置张紧轮。（7）确定带的根数z

考虑到安装、张紧的调整，将中心距设计成可调式

amin=a-0.015Ldamax=a+0.03Ld

第五十四页，共八十二页。（8）确定单(Dan)根带的初拉力F0

保持适当的初拉力(Li)是带传动正常工作的必要条件。初拉力(Li)过小，则传动时摩擦力(Li)过小易打滑；过大则降低带的寿命，并增大了轴和轴承的压力(Li)。单根V带的初拉力可按下式计算Nq为每米带长的质量(kg/m),查表8.6

带的根数应取整数。为使各根带受力均匀，带的根数不能太多，一般2-5根为宜，最多不多于8-10根。否则应加大带轮基准直径或选择较大型号的带，重新设计。第五十五页，共八十二页。（9）计算作用在带轮轴上的压(Ya)力FQ

为了设计轴和轴承，必须求出V带作用在(Zai)轴上的压力。可按下式计算N（10）带轮结构设计确定带轮结构，绘制带轮零件图。第五十六页，共八十二页。解(Jie):1、确定计算功率

则2、选定带(Dai)型

根据Pc=13kW、n1=1450r/min

，由图8.13选用B型普通V带。根据已知工作条件查表8.21，取KA=1.3

例8.1设计一鼓风机用普通V带传动。已知电动机额定功率P=10kW、转速n1=1450r/min，从动轴转速n2=400r/min，中心距约为1500mm，每天工作24h。第五十七页，共八十二页。3、选小带轮(Lun)数z1和带轮直径d1、d2

则实际传动比i、从动轮的(De)实际转速分别为从带轮的转速误差率为（406-400）/400=1.5%

由表8.6和图8.13选取，且。大带轮基准直径

按表8.3选取标准值第五十八页，共八十二页。4、校核带(Dai)速v

5、确定中心距(Ju)a及带长Lp根据机器的结构要求，初定中心距a0=1500mm。带速在5-25m/s范围内。带长L0为由表8.4选取基准长度

第五十九页，共八十二页。因为轴间距可调整，则实(Shi)际中心距a为中心矩a的变动范围(Wei)为：6.校核小带轮包角第六十页，共八十二页。7、确定(Ding)V带根数z根据查表8.10，用内插法得取P0=2.82k，得功率增量查表8.18，根据传动比，查表8.19得，则第六十一页，共八十二页。得(De)普通V带的根数由表8.4查得长度修正系(Xi)数，由图8.11查得包角系数圆整得z＝4根。8.确定初拉力F0及带轮轴上的压力FQN第六十二页，共八十二页。作用在轴(Zhou)上的压力9.带轮(Lun)的结构设计10.设计结果

选用4根B-4000GB1171-89V带，中心矩a＝1487mm，带轮直径dd1=140mm，dd2=500mm，轴上压力FQ＝2.6704N。第六十三页，共八十二页。8.5V带传动的张紧(Jin)、安装和维护8.5.1带传动的(De)张紧

1.调整中心距方式

采用定期改变中心距的方法来调节带的张紧力，使带重新张紧。常见的有滑道式和摆架式两种结构。

带传动工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛，使初拉力减小，传动能力下降，这时必须重新张紧。常用的张紧方式可分为调整中心距方式和张紧轮方式。（1）定期张紧第六十四页，共八十二页。滑(Hua)道式第六十五页，共八十二页。摆(Bai)架式第六十六页，共八十二页。

将装有带轮的电动机安装在(Zai)浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。(2)自动(Dong)张紧第六十七页，共八十二页。

当中心距不能调节时，可采(Cai)用张紧轮张紧。张紧轮一般放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。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。2.张紧轮方(Fang)式第六十八页，共八十二页。1）通常应通过调整(Zheng)各轮中心距的方法来装带和张紧。切忌硬将传动带从带轮上拨下或扳上，严禁用撬棍等工具将带强行撬入或撬出，以免对带造成不必要的损坏。2）同组使用的V带应型号相同，长度相等，以免各带受力不均；不同厂家生产的V带、新旧V带不能同时使用。3)安装V带时，按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动，可凭经验安装，带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜。新带使用前,应预先拉紧一段时间后再使用。

（1）带(Dai)轮的安装8.5.2.带传动的安装与维护1.带传动的安装

安装带轮时，两带轮轴线应相互平行，其V型槽对称平面应重合。

（2）V带的安装第六十九页，共八十二页。2.带传动(Dong)的维护（1）带传动装置外面要采用安全防护罩，以保(Bao)障操作人员的安全；同时防止油、酸、碱对带的腐蚀。（2）禁止给带轮上加润滑剂，应及时清除带轮槽及带上的油污。（3）定期对带进行检查有无松驰和断裂现象，如有一根松驰和断裂则应全部更换新带。（4）带传动工作温度不应过高，一般不超过60°C。（5）若带传动久置后再用，应将传动带放松。第七十页，共八十二页。8.6同步带(Dai)传动8.6.1同步带的特点和应(Ying)用

同步带综合了带传动和链传动的特点。由1强力层、2带齿、3带背组成同步带的优点：无相对滑动、带长不变，传动比稳定带薄而轻，强度高，适合高速传动带的柔性好，可用直径较小的带轮，能获得较大的传动比传动效率高，可达0.98-0.99，因而应用日益广泛初拉力较小，故轴和轴承上所受的载荷小第七十一页，共八十二页。同步带的(De)缺点：

制造、安装精度要求高、成(Cheng)本高同步带的用途：

主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录音机、磨床和纺织机械等第七十二页，共八十二页。8.6.2同步带的参数、型(Xing)式1.同(Tong)步带的参数：(1)节距pb：(2)模数m：第七十三页，共八十二页。同(Tong)步带从结构上分为单面带和双面带。双面带的带齿排列(Lie)分为DA型和DB型两种形式。此外还有用于特殊用途的特殊结构同步带2.同步带的型式第七十四页，共八十二页。总(Zong)结1、带传动的类型、特点及应用(Yong)2、普通V带的结构和尺寸标准3、普通V带轮的材料和结构4、带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑5、V带传动的失效形式及设计准则6、V带传动的设计步骤和方法7、带传动的张紧与维护第七十五页，共八十二页。1、平带、V带传动主要依靠（）传递运动和动力（a）带的紧边拉力（b）带和带轮接触面间的摩擦力（c）带的预紧力2、下列普通V带传动中以（）型带的截(Jie)面尺寸最小。（a）Y型（b）A型