第三章带传动

1、第三章带传动带传动的组成、特点和应用带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动3-1带和带轮3-2力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。带传动的受力分析和应力分析3-3带传动的弹性滑动和打滑普通V带传动的设计计算3-43-5其他带传动简介 3-7浙江大学专用带传动的组成、特点和应用 3-1主动轮1、从动轮2、环形带3。带传动的组成：F0F0n1n2213F0F工作原理：0安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力托动从动轮一起同向回转。特点：传动平稳、噪声小、缓冲、吸振，过载时打滑可以防止 其它零件损坏

2、。外廓尺寸较大，不能保证准确的传动比，效率浙江大学较专用低，带的寿命较短，不宜用在高温、易燃、易爆场合。带传动的几何关系中心距aBA1包角:2因较小,d2d1代入得:DaC带长: L = 2AB + BC + AD：浙江大学专用及q d2 - d1代入得2a以cosq =1- sin 2q 1- 1 q 22= 2a cosq + d2 (p + 2q ) + d1 (p - 2q )22= 2a cosq + p (d+ d) +q (d- d )21221a = p 2qd- d以q sin q= 212aa = p d2 - d1(rad )aa = 180o d2 - d1 57.3o

3、aBA11d2d1DaC带长:已知带长时，由上式可得中心距:带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上，而且当带工作一段时间之后， 因带永久伸长而松弛时，还应当重新张紧。浙江大学专用2L -p (d+ d) +2L -p (d+ d)2 - 8(d- d )2a 1212218p(d- d)2L 2a +(d1 + d2 ) + 2124a带传动的类型平皮带V 型带多楔带圆形带同步带-摩擦牵引力大-摩擦牵引力大-牵引力小，用于仪器摩擦型类型啮合型抗拉体应用：两轴平行、且同向转动的场合。浙江大学专用带传动的张紧方法：1.调整中心距aa调整螺钉滑道式张紧装置调整螺钉摆架式张紧装置浙江大学专用带传动的张紧

4、方法：1. 调整中心距2. 采用张紧轮3. 自动张紧销轴自动张紧装置张紧轮浙江大学专用带传动的优点：1. 适用于中心距较大的传动；2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏；4. 结构简单、成本低廉。带传动的缺点：1. 传动的外廓尺寸较大；2. 需要张紧装置；3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；4. 带的寿命较短；5. 传动效率较低。浙江大学专用应用：两轴平行、且同向转动的场合，中小功率电机与工作机之间的动力传递。V带传动应用最广，带速：v=525m/s传动比：i=7效率： 0.90.95浙江大学专用带和带轮 3-2V带可

5、分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、 汽车V带等类型。其中普通V带应用最广。V带的规格节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。节面：全部节线构成的面。节线组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。包布顶胶抗拉体节面帘布芯结构绳芯结构底胶浙江大学专用 =40，h/bd =0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。表3-1普通V带的截面尺寸（GB11544-89）在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮直径称为基准直径d。V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld 。标准长度系列详见下页表3-2 ，P49浙江大学专用bdd型号OABCDEFb bd顶宽b101317

6、22323850节宽 bd8.5111419273242高度 h6810.513.51923.530楔角40 每米质量q（kq/m）0.060.010.170.300.620.901.52b0bdBf6.3Hh1da d表3-1普通V带轮的轮槽尺寸e浙江大学专用ha槽型YZABCbd5.38.5111419hamin1.62.02.753.54.8e80.3120.3150.3190.425.50.5famin67911.516hfmin4.77.08.710.814.3min55.567.510( )32对应的d 60-34- 80 118 190 3153660-38- 80 118190

7、 315表3-2普通V带的长度系列和带长修正系数（GB/T13575.1-92）KLKL基准长度基准长度Ld / mmYZLd / mm2002242502803153554004505005606307108009001000112012501400160018000.810.820.840.870.890.920.961.001.021.081.101.301.031.061.091.111.131.171.100.980.881.00.911.031.051.071.071.131.151.180.930.950.070.971.021.040.790.800.810.820.840.8

8、60.900.920.940.950.981.011.041.061.071.091.121.151.181.211.230.810.830.850.870.890.910.930.960.991.010.820.840.860.880.900.92 0.830.95 0.86浙江大学专用200022402500280031503550400045005000560063007100800090001000011200125001400016000带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。实心式直径小；带轮的结构HL实心式浙江大学专用带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。实心式

9、直径小；带轮的结构腹板式中等直径；斜度1：25dh = (1.82)ds dr = de -2(H+) s= (0.2 0.3) Bd0=( dh +dr) /2腹板式一H 见图13 - 8s11.5ss20.5s浙江大学专用dhS2d da带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。实心式直径小；带轮的结构腹板式中等直径；斜度1：25dh = (1.82)ds dr = de -2(H+) s= (0.2 0.3) Bd0=( dh +dr) /2腹板式二H 见图13 - 8s20.5s浙江大学专用dhd da带轮的材料：常用铸铁，有时也采用钢或塑料和木材。实心式直径小；带轮的结构腹板式

10、中等直径；轮辐式-d350 mm；P功率n转速 A轮幅数3 P h=290nA斜度1：251h2 =0.8 h1a1 = 0.4 h1a2 = 0.8 a1f10.2 h1f2 0.2 h2浙江大学专用dhd dah1h2带传动的受力分析和应力分析 3-3为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。n2静止时，带两边的初拉力相等：n1F1= F2= F0松边F2F0F0F2nn12F0F1F0F1主动轮紧边从动轮传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：F1 F2F2 松边F1 ，紧边设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：浙江大学专用F1 F0 = F0 F2F0 =

11、(F1 + F2 )/2称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：F = F1 - F2且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系当圆周力FFf时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致传动失效。以平带为例，分析打滑时紧边拉力F1 dF2和松边拉力F2之间的关系。取一小段弧进行分析：参数如图F2正压力：dFN摩擦力： f dFNdlf dFNdFN两端的拉力：F 和F+dF力平衡条件：忽略离心力, 水平、垂直力分别平衡dda2da2dFN= F sin+ (F + dF ) sind2F1F+dFdadafdFN= (F + dF ) cos

12、- F cos22浙江大学专用：P =Fv1000dF= F sinda + (F + dF ) sinda由力平衡条件：N22fdF= (F + dF ) cos da - F cos daN22sin da da , cos da 1去掉二阶微量dF da2因da很小，可取222F1= faln积分得F2F1= e fa紧边和松边的拉力之比为：F2绕性体摩擦的基本公式浙江大学专用：F1 dF= afdaF2F0dF=fda FdFN= FdafdFN= dFFQFN f=fsin j2fsin j2联立求解：F=F1 - F2f分析： F 用1 1f浙江大学专用=f FQFN f=FQFN

13、F1= e faF2F = F - F= F (1-1)121e fae faF1 = F e fa -1F= F 12e fa -1e f aF1 = F e f a1F = F F= F (11)121e f a1F2= F e f a1F1= e f aF2在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。用 f 代替 f后，得以下计算公式：e f aF1 = F e f a-11F= F e f a2-1)1e f aF = F- F= F (1-121浙江大学专用F1= e f aF21)紧边和松边拉力产生的拉应力带工作时应力由三部分组成紧边拉应力A为

14、带的横截面积松边拉应力F22)离心力产生的拉应力带在微弧段上产生的离心力： dFNcdlrd= m a = (rda )q rw 2dFNcv2F1= (rda )qr= qv2 daN浙江大学专用：s= F1MPa1 A：s= F2MPa2 A离心力FNc在微弧段两端会产生拉力Fc。由力平衡条件得：往x轴投影dF2Fc2dlrdFNc离心力只发生在带作圆周运动的部分， 但由此引起的拉力确作用在带的全长。d离心拉应力： d2F1Fc浙江大学专用s= F= qv2 cMPacAAF= qv2Nc取sinda da ，得: 222Fsinda= qv 2 dac23)弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯

15、曲而产生弯曲应力设y为带的中心层到最外层的垂直距离；E为带的弹性模量；d为带轮直径。y由材料力学公式得弯曲应力为:d4. 应力分布及最大应力最大应力max出现在紧边与小轮的接触处。V带轮的基准圆2弯曲应力b2b1cn2n112离心应力max1拉应力浙江大学专用s max= s 1 + s b1 + s cs= 2 yEMPabdV带的节线：带传动的弹性滑动和打滑 3-4设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为：F2松边e=紧边2AEF2F2 F Fnn11 221 2带绕过主动轮时，将逐渐缩F1F短并沿轮面滑动，使带速落1主动轮从动轮后于轮速。带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，

16、使带速超前于轮速。这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。总有：v v2 1 浙江大学专用v=pd1n1m / s v=pd2n2m / s160 1000260 1000e=F11AE定义：e = v1 - v2= d1n1 - d2n2为滑动率。v1d1n1n1d1 (1- e )=得从动轮的转速： n2d2n1d2d1 (1- e )带传动的传动比：i =n2V带传动的滑动率=0.010.02，一般可忽略不计。定义：带传动这种因带的两边拉力不等而使弹性变形量不等，引起带和带轮之间的局部微小相对滑动，称为弹性滑动。弹性滑动是靠摩擦力工作的带传动不可避免的物理现象。浙江大学专用带载带

17、轮上打滑或发生脱层、撕裂、拉断等疲劳损坏普通带传动的设计计算 3-5V时，就不能传递动力。因此带传动的设计依据是保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。一、单根普通V带的许用功率单根带所能传递的有效拉力为：传递的功率为：为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：max=1 +b+ c1= -b-c代入得：在=，Ld为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得 P0 称为单根带的基本额定功率。详见图浙江大3学-专用13 教材P56。P= (s -s-s)(1-1) AvKW0bce f a1000P= F v= F (1-1) v= sA(1-1) v010001e f a10001e f a1000F

18、 = F - F= F (1-1)121e f a考虑在i1，带在大轮上的弯曲应力较小，故在寿命相可增大传递功率，取值详见表13-4实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正。 修正结果称为许用功率P0KL 长度系数（表32） ；K 包角系数（表33）情况下，P -功率增量；0式中：Kb 弯曲影响系数（表34）；Ki 传动比系数（表35）；n1 小带轮速，r/min。二、普通V带的型号和根数的确定计算功率：KA工作情况系数（表3详见6表）13-6 P205型号的确定: 根据Pc和小带轮的转速n1，由选型图确定。图3PcPcz =根数的确定:浙江大学专用(P0 + DP0 )Ka KLP0

19、 点击按钮：Pc= K A PDP= Kn (1-1)(kW同的0b1K)iP0 = (P0+ DP0 )Ka KL-点击按钮50004000小3000带2500轮2000普通V带选型图的1600A转速12501000B800C500400300E2001000.8 11.2523.15 458 1016 2030 40 50 63 80 100200250浙江大学专用n1 ( r / min)DZ表3-6工作情况系数-点击按钮原动机电动机（联机交流启动、电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上内燃机载荷性质直流复励或串励）、四缸以下内燃机工作机每天工作小时数/ h1616载荷变动很小

20、液体搅拌机、通风机和1.01.11.21.11.21.3鼓风机、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机。带式输送机、旋转式水载荷变动小泵和压缩机、发电机、1.11.21.31.21.31.4金属切削机床、印刷机、旋转筛、木工机械。制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械等。载荷变动较大1.21.31.41.41.51.6破碎机（旋转式、颚 式）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）。载荷变1.31.41.51.51.61.8动很大浙江大学专用三、主要参数的选择1.带轮直径与带速带轮的直径过小，则带的弯曲应力大，寿命降低。应取：d1dmin表3-7 带轮的最小

21、直径dmin大带轮的直径d ：2d1、d2：必须符合带轮的基准直径系列：20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 475 500 530 560 630 670 710 750 800 900 1000浙江大学专用d=n1d(1- e )2n12型号YZABCDEdmin205075125200315500pd1n1带速： v =m / s601000一般应使v在525m/s的范围内。2.中心距、带长和包角推荐范围：0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2)初定V带基准长度根据L0由表13-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距：中心距变动范围为：考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要。(a-0.015Ld) (a +0.015Ld)浙江大学专用a a+ Ld- L002p(d- d)2：L= 2a+(d+ d) + 21 002124a0- d2 - d1小轮包角：a= 180 57.31a一般应使