大学机械设计基础《带传动》专题课件

机械设计基础课程机械设计基础《带传动》专题课件组成·受力·设计·维护年份2026年课程导览01认识带传动组成原理、类型特点与应用场合02工作机理受力分析、应力分布与滑动辨析03设计计算V带传动设计流程与参数确定04结构与维护带轮结构、张紧装置与安装维护05工程应用应用场景、发展趋势与课程思政章节导览认识带传动从缝纫机到生产线，处处有它的身影认识带传动的组成、原理与类型01两轮一带传递运动与动力带传动是依靠传动带与带轮间的摩擦或啮合传递运动与动力的机械传动带传动通过主动轮、从动轮与挠性传动带三者协调，实现运动与动力的可靠传递。组成3项主动轮从动轮紧套在两轮上的挠性传动带1步骤01张紧传动带带被张紧，产生初拉力带与带轮间产生压力2步骤02主动轮转动依靠摩擦（或啮合）传动带动从动轮同向回转按原理与截面双维度分类类型截面形状工作面平带矩形内侧面V带等腰梯形两侧面多楔带多楔形楔面圆带圆形圆弧面同步带带齿齿啮合注按工作原理分为摩擦型与啮合型两大类，截面形状决定工作面结构简单却能过载保护优点4项结构简单，制造成本低传动平稳，噪声小缓冲吸振，过载时打滑可起保护作用允许较大中心距，安装维护方便缺点4项有弹性滑动，传动比不恒定传动效率较低，受温湿度影响大张紧力大，轴上压力较大，结构不紧凑打滑使带寿命较短，不宜用于易燃易爆场合适合大中心距低精度场合带传动适用于传动比要求不高、需过载保护、中心距较大的场合带传动适用于传动比要求不高、需过载保护、中心距较大的场合带速5~25m/s线速度运行范围，适配常规带传动工况。传动比i<8单级传动比上限，超过需采用多级或其它传动方式。传递功率P≤45kW功率承载上限，超出需选型更大规格带型。高速级布置多级传动多级传动中，带传动布置在高速级，利用其缓冲吸振特性保护后续齿轮。应用领域典型行业广泛应用于机床、汽车、拖拉机、农业机械、纺织机械、轻工机械等。章节导览工作机理力从哪里来，滑动为何生受力分析、应力分布与滑动辨析02紧边松边差即有效拉力静止状态F1=F2=F0带两边初拉力相等工作状态F1+F2=2F0紧边拉力由

F0

增至

F1，松边拉力降至

F2带总长不变假设下，紧边增量等于松边减量有效拉力

Fe=F1−F2，即带与带轮接触面上的总摩擦力

Ff欧拉公式揭示承载极限打滑临界状态下，紧边拉力与松边拉力之比满足欧拉公式：F1/F2=e^(fα)参参数说明f带与带轮间摩擦系数α包角（弧度）力最大有效拉力公式Fec=2F0·[e^(fα)−1]/[e^(fα)+1]导出联立F1+F2=2F0可导出三个因素决定承载能力预紧力F0注意事项F0增大则Fec增大预紧力是带传动承载的基础，增大F0

可提升有效拉力过大会加剧磨损预紧力并非越大越好，过高会加剧带的磨损缩短带寿命长期过度张紧将缩短带的使用寿命包角α注意事项α增大则Fec增大包角越大，带与带轮的接触弧越长，传递能力越强小带轮包角α1<α2须用较小的

α1校核，确保最不利工况满足要求过小时可用张紧轮包角过小时可借助张紧轮增大包角摩擦系数f注意事项f增大则Fec增大摩擦系数越大，带与带轮间的摩擦力越大V带楔形增压效应V带凭借楔形结构产生增压效应承载能力约为平带的

3倍得益于楔形增压效应，V带承载能力约为平带的3倍最大应力在紧边入小轮处分析带工作时的三种应力及其叠加位置最大应力位置：紧边刚绕入小带轮处

三种应力叠加，最大应力出现在紧边刚绕入小带轮处，是疲劳破坏的危险点拉应力紧边

σ1=F1/A松边

σ2=F2/A离心拉应力σc=qv²/A由离心力引起，作用于带全长弯曲应力σb与带轮基准直径成反比，直径越小弯曲应力越大局部微量滑动不同于全面打滑弹性滑动是带传动的固有特性，打滑则是过载引发的失效形式对比项弹性滑动打滑产生原因紧边松边拉力差超载发生范围局部接触弧整个包角可否避免不可避免可以避免主要后果传动比不准确磨损加剧、转速急降章节导览设计计算从已知功率到确定带型与根数V带传动设计流程与参数确定03从已知条件到完整参数设计任务：由传递功率与转速等已知条件，确定V带型号与全部传动参数V带传动设计：由已知传递功率与转速，逐步确定型号与全部传动参数V带传动设计流程：七步递进·逐项校核确定计算功率Pd按工况系数与传递功率›选择V带型号依据计算功率与转速›确定带轮基准直径验算带速是否合理›确定中心距与基准长度初选并圆整验算小带轮包角保证不小于许用值›确定V带根数按单根许用功率计算›计算初拉力与压轴力作为轴与轴承设计依据工况系数放大传递功率计算功率：Pd=KA

×P，其中KA

为工况系数，P为传递功率工况系数取值KA

取值范围载荷变动程度KA

取值范围载荷变动微小1.0~1.2载荷变动很大1.5~1.8带型选择要点3项确定型号依据

Pd

与小带轮转速

n1

查选型图确定型号可选型号序列Y、Z、A、B、C、D、E选型图坐标纵坐标为

n1，横坐标为

Pd带速决定传动能力与寿命带速过快或过慢都会影响传动性能普通V带带速允许范围

5~25m/s，最优约

20m/s带速计算公式：v=π·dd1·n1/(60×1000)基准直径确定小带轮基准直径dd1须不小于该型号最小基准直径大带轮基准直径dd2dd2=i·dd1，并圆整为标准系列值带速影响对比带速过低拉力大、根数多、压轴力大带速过高离心力大、寿命短中心距越大包角越大中心距越大，包角越大，传动越可靠01初选范围0.7(dd1+dd2)≤a0<2(dd1+dd2)02长度估算Ld0=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)²/(4a0)03反算中心距按标准系列选取相近基准长度Ld，再反算实际中心距a04调整量安装侧amin=a−(2bd+0.09Ld)，补偿侧amax=a+0.02Ld包角与根数决定承载能力带传动设计的关键在于包角校核与根数计算小带轮包角校核公式突出包角公式α1≈180°−(dd2−dd1)/a×57.3°过小影响包角过小会降低传动能力对策应增大中心距或采用张紧轮V带根数计算公式突出根数公式z=Pca/[(P0+ΔP0)·Kα·KL]P0单根V带基本额定功率ΔP0传动比引起的功率增量Kα包角修正系数KL带长修正系数初拉力与压轴力支撑选轴F0=500·Pca/(z·v)·(2.5/Kα-1)+qv²单根V带初拉力计算式，其中q为V带每米质量，单位kg/m压轴力计算式Fr=2z·F0·sin(α1/2)作用在轴上的压轴力计算式带轮轴与轴承设计校核的重要依据压轴力用途带轮轴设计校核轴承设计校核实例演示完整设计过程3.7kW传递功率960r/min小带轮转速2.8传动比两班制平稳载荷工况第1步计算功率取工况系数取

KA=1.2，计算功率

Pca=4.4kW第2步选型据选型图选

A型V带第3步基准直径取基准直径小带轮

dd1=125mm，大带轮

dd2=355mm第4步验算带速验算带速v=6.28m/s，在

允许范围内第5步中心距初定中心距初定

700mm，查表选基准长度

Ld=2240mm，反算

实际中心距章节导览结构与维护设计落地，维护护航带轮结构、张紧装置与安装维护04四层结构各有分工包布层层三角带最外层，起保护与耐磨作用伸张层层弯曲时承受拉伸，位于带体上方压缩层层弯曲时承受压缩，位于带体下方强力层层分帘布芯与绳芯两类，绳芯柔顺性更好型号系列7型YZABCDE标记与基准长度标记示例A-1400

GB/T11544基准长度Ld指位于带轮基准直径上的周线长度直径决定带轮结构型式常用材料：铸铁HT150、HT200，以及钢、铝合金、工程塑料带轮组成3部分轮缘与带直接接触的工作面轮辐连接轮缘与轮毂的支撑部分轮毂与轴配合的安装部分结构型式按直径选择3种实心式D≤(2.5~3)d腹板式、孔板式D≤300mm轮辐式D>300mm型号越大直径下限越高为避免弯曲应力过大，带轮基准直径不得小于各型号最小基准直径，带型规格越大，最小基准直径要求越高。各带型最小基准直径Z带型最小基准直径

50mmA带型最小基准直径

75mmB带型最小基准直径

125mmC带型最小基准直径

200mm张紧保证传动稳定可靠带工作后产生永久变形而松弛，初拉力减小，影响传动能力，因此必须张紧01方法一调整中心距在中心距可以调整的情况下采用。02方法二使用张紧轮在中心距不能调整的情况下采用。张紧轮一般布置在松边内侧，避免增大带的反弯。正确安装延长带寿命安装保障正确安装保证带轮对中，张紧程度合适，避免强制撬装检查定期检查状态定期检查带的磨损情况与张紧程度更换成组更换原则同组V带应成组更换，保证型号一致维护正确存放维护正确存放，避免油污与暴晒，延长使用寿命章节导览工程应用从课堂走向车间与未来应用场景、发展趋势与课程思政05广泛应用于各类机械设备典型应用领域3类机床带传动常置于主轴输入前端动力传动汽车、拖拉机、农业机械等轻载高速纺织机械、轻工机械等场合典型实例4例皮带输送装置典型工业带传动设备碾米机农产品加工粮食机械面条机食品加工传动应用录音机传动精密轻载传动机构生活应用2类缝纫机家用带传动典型设备洗衣机中的带传动日常家电中的传动应用高性能与智能化是方向高性能传动带材料突破高强度、耐磨损、耐高温材料的研发与应用。智能化与自动化智能控制通过传感器与控制系统实现实时监测与调整。绿色环保可持续发展采用可降解或环保材料制造传动带。复合传动集成创新将带传动与齿轮传动、链传动等结合，满足更复杂