莱职院机械设计基础教案第8章 带传动

第1页共14页第8章带传动【教学要求】1．了解带传动的类型与特点，掌握带传动受力分析，了解弹性滑动的概念2．掌握带应力分布规律和V带设计方法，了解带的张紧与维护特点【教学的重点与难点】1．受力分析、弹性滑动，带的应力分布图2．V带传动的设计方法【教学内容】8.1概述

8.2V带和带轮的结构

8.3带传动的工作能力分析

8.4V带传动的设计

8.5同步带传动

8.6带传动的张紧、安装与维护【学习内容】带传动是一种常用的机械传动形式，它的主要作用是传递转矩和改变转速。大部分带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。本章将对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法。重点介绍V带传动的设计计算。8.1概述如图所示，带传动一般是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。当原动机驱动主动带轮转动时，由于带与带轮之间摩擦力的作用，是从动带轮一起转动，从而实现运动的动力的传递。传动原理—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。8.1.1带传动的类型1.按传动原理分（1）摩擦带传动

靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（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。2.按用途分（1）传动带

传递动力用（2）输送带

输送物品用。本章仅讨论传动带。3.

按传动带的截面形状分（1）平带

平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。（2）V带：截面形状为梯形，两侧面为工作表面。（3）多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可传递很大的功率。 多楔带 圆形带（4）圆形带：横截面为圆形。只用于小功率传动。（5）齿形带（同步带）：8.1.2带传动的特点和应用优点：●有过载保护作用；●有缓冲吸振作用、运行平稳无噪音；●适于远距离传动；●制造、安装精度要求不高缺点：●弹性滑动使传动比不恒定；●张紧力较大，轴上压力较大；●结构尺寸较大、不紧凑；●打滑，使带寿命较短；●带与带轮间摩擦放电，不适宜高温、易燃、易爆的场合。一般情况下，带传动传动的功率P≤100KW，带速v=5-25m/s，平均传动比i≤5，传动效率为94%-97%。同步齿形带的带速为40-50m/s，传动比i≤10，传递功率可达200KW,效率高达98%-99%。应用：拖拉机大理石切割机车身冲压机轿车发动机机器人关节8.2V带和带轮的结构

V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。其中以普通V带和窄V带应用较广，本章主要讨论普通V带传动。一、V带的规格标准

标准V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图所示。强力层的结构形式有帘布结构和线绳结构。二、V带带轮的结构设计及材料选择（一）结构设计

带轮由轮缘、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。轮槽尺寸见表。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。

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8.3带传动的工作能力分析8.3.1带传动的受力分析

把一根或多根环形V带张紧套装在主动轮1和从动轮2上，使挠性带与带轮的接触面间产生压力。工作时，靠带与带轮间的摩擦力传递运动与动力。在一定的条件下，摩擦力有一极限值，如果工作阻力超过了摩擦力的极限值，带将在带轮面上打滑，带传动将不能正常工作。

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。当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力F0，如图所示。当传动带传动时，由于带与带轮接触面之间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等，如图所示。一边被拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边；一边被放松，拉力由F0减少到F2，称为松边。设环形带的总长度不变，则紧边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉力的减少量F0-F2。

F1-F0=F0-F2

F0=（F1+F2）/2

带两边的拉力之差F称为带传动的有效拉力。实际上F是带与带轮之间摩擦力的总和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效拉力F与总摩擦力相等，F同时也是带传动所传递的圆周力，即

F=F1-F2带传动所传递的功率为

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。

在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值。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，应避免打滑。8.3.2带传动的应力分析1．拉应力2．离心应力 3．弯曲应力 在a1点最大应力8.3.3带传动的弹性滑动和传动比1．弹性滑动：带的弹性滑动2．滑动率：3．打滑:4．弹性滑动与打滑的区别带的弹性滑动

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,其弹性伸长量也由δ1减小为δ2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了（δ1-δ2），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，如上面动画演示。同样，当带由松边绕过从动轮进入紧边时，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。这种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。

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。

滑动率ε表示。8.4V带传动的设计8.4.1带传动的失效形式及设计准则

失效形式：打滑和疲劳断裂。

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8.4.3V带传动的设计步骤和方法原始条件及设计的主要内容原始条件：P、n1、n2（i)、用途、载荷性质及工作条件等。设计内容：确定带型号、带长及根数、选择带轮的材料及结构尺寸、设计张紧装置。1.确定计算功率Pc，选择V带型号

Pc=KAP

KA为工作情况系数，见表。2.确定带轮的基准直径dd选择小轮基准直径d1计算从动轮基准直径d2：3.验算V带的速度：

带速一般限制在5—25m/s之间。4.确定中心距及基准长度Ld（1）初选a0：（2）计算Ld：（并取相近标准值）

设计时如无特殊要求，可按下式初步确定中心距a0（3）最后求实际中心距：5.验算小带轮包角：6.确定V带根数：7.计算V带的初拉力F0：8.计算作用在轴上的压力FQ：9.带轮的结构设计8.5同步带传动8.5.1同步带传动的特点优点：●动比正确；●预紧力较小，使轴和轴承上所受的载荷较小；●薄而轻，允许高速。缺点：安装时中心距要求严格，且价格较贵。8.5.2同步带传动的应用8.6带传动的张紧、安装与维护8.6.1带传动的张紧张紧的目的：（1）根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；（2）运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置，见表11.15。1.调整中心距方式（1）定期张紧（2）自动张紧轮方式2.张紧轮方式张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。8.6.2带传动的安装与维护1、带传动的安装（1）带轮的安装：各带轮的轴线必须保持平行度。（2）传动带的安装：1）通常应通过调整各轮中心距的方法来装带和张紧；2）安装时，要多处同时缓慢的将带移动，以保持带能平齐移动；3）同组使用的V带型型号相同、长度相等。4）安装带时，应按规定的初拉力张紧。

安装V带时，应按规定的初拉力张紧。对于中等中心距的带传动，也可凭经验安装，带的张紧程度以大拇指能将带按下15mm为宜。新带使