第六章 帶傳動

1、機械設(shè)計機械設(shè)計第六章第六章帶帶 傳傳 動動 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 帶傳動類型及其工作原理帶傳動類型及其工作原理 第三節(jié)第三節(jié) 帶傳動工作情況分析帶傳動工作情況分析 第四節(jié)第四節(jié) 普通普通V帶傳動的設(shè)計計算帶傳動的設(shè)計計算 第五節(jié)第五節(jié) V帶傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計帶傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 第六節(jié)第六節(jié) 其他帶傳動簡介其他帶傳動簡介返回章目錄返回章目錄第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 帶傳動是通過帶傳動是通過中間撓性體中間撓性體（傳動帶），將主動軸（傳動帶），將主動軸上的運動和動力傳遞給從動軸的機械傳動形式。上的運動和動力傳遞給從動軸的機械傳動形式。 如圖所示如圖所示: : 帶傳動的帶傳動的一般特點一般特點：

2、大軸距傳動；緩振吸：大軸距傳動；緩振吸振；傳動平穩(wěn)、噪聲??；無需潤滑。振；傳動平穩(wěn)、噪聲?。粺o需潤滑。 適用場合適用場合：通常應用于傳動功率不大（：通常應用于傳動功率不大（5050100100kW），速度適中（帶速一般為），速度適中（帶速一般為5 530 30 m/s），），傳動距離較大的場合。傳動距離較大的場合。 在多級傳動系統(tǒng)中，通常將摩擦型帶傳動置于在多級傳動系統(tǒng)中，通常將摩擦型帶傳動置于第一級第一級。第二節(jié)第二節(jié) 帶傳動類型及其工作原理帶傳動類型及其工作原理 一、帶傳動的基本類型一、帶傳動的基本類型按工作原理不同，分為按工作原理不同，分為摩擦型摩擦型和和嚙合型嚙合型兩種類型：兩種類型：

3、 帶帶傳傳動動嚙合型嚙合型 傳動傳動摩擦型摩擦型 傳動傳動平型帶平型帶V V 帶帶多楔帶多楔帶圓形帶圓形帶同步帶同步帶普通普通V V帶、帶、窄形窄形V V帶、帶、汽車汽車V V帶、帶、寬寬V V帶等帶等具體應用具體應用帶剖面帶剖面平帶還為平帶還為開口傳動開口傳動，交叉?zhèn)鲃咏徊鎮(zhèn)鲃雍秃桶虢徊鎮(zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃印Ｈ?、嚙合型帶傳動三、嚙合型帶傳?依靠撓性同步依靠撓性同步帶上的齒與帶輪齒帶上的齒與帶輪齒槽之間的嚙合來傳槽之間的嚙合來傳遞運動和動力。遞運動和動力。 兼有帶傳動和嚙合傳動的優(yōu)點，傳動比準確；兼有帶傳動和嚙合傳動的優(yōu)點，傳動比準確；效率高效率高(98(9899.599.5) )；傳動比；傳動比

4、較大較大（ 1010），允許帶，允許帶速高速高（v 40m/s40m/s）；）；制造與裝配要求高、成本高制造與裝配要求高、成本高。 第三節(jié)第三節(jié) 帶傳動工作帶傳動工作情況分析情況分析一、帶傳動的力分析一、帶傳動的力分析 1.帶傳動的受力與變化帶傳動的受力與變化 初拉力初拉力F0 緊邊拉力緊邊拉力F1 松邊拉力松邊拉力F2 、摩擦力、摩擦力 Ff 2.力、力矩平衡條件力、力矩平衡條件 有效圓周力有效圓周力 F= Ff =F1- F2 3.狀態(tài)條件：狀態(tài)條件：帶變形前后總長度不變，故力的增量也相同。帶變形前后總長度不變，故力的增量也相同。 則則 F1- F0F0- F2 F1+ F2=2F0 F1

5、F0F/2， F2F0F/2 F F1 1 、F F2 2可由輸入條件可由輸入條件 F=1000P/v 求得。求得。二、最大有效圓周力二、最大有效圓周力F Fmaxmax及其影響因素及其影響因素 1 1. .撓性體摩擦傳動的基本關(guān)系，即繞過帶輪時帶的撓性體摩擦傳動的基本關(guān)系，即繞過帶輪時帶的張力的變化關(guān)系張力的變化關(guān)系，由，由歐拉公式歐拉公式確定：確定： 2.2.一定結(jié)構(gòu)一定結(jié)構(gòu)的的帶傳動帶傳動( (f、 1 1) )，在張緊力為在張緊力為F F0 0時可傳時可傳遞的遞的最大最大有效圓周力有效圓周力為為: : 當當F載載Fmax時，產(chǎn)生打滑時，產(chǎn)生打滑。 3.3.帶傳動可傳動最大有效圓周力的影

6、響因素：帶傳動可傳動最大有效圓周力的影響因素： 初拉力初拉力F0 0 、小帶輪包角、小帶輪包角1 1 、摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù) f 等等1e21fFF 1e1e2110maxffFF 1 1、初拉力、初拉力F0 0 增大初拉力，可以提高最大拉力，這是因為增大初拉力，可以提高最大拉力，這是因為帶與帶輪之間的初始正壓力增大而使摩擦力增大的結(jié)果。但同帶與帶輪之間的初始正壓力增大而使摩擦力增大的結(jié)果。但同時也加劇了帶的磨損，造成過度的拉伸，加劇老化，縮短壽命時也加劇了帶的磨損，造成過度的拉伸，加劇老化，縮短壽命2 2、小帶輪包角、小帶輪包角1 1 增大小帶輪包角，可以提高最大拉力。增大小帶輪包角，可以提高

7、最大拉力。對于平帶對于平帶 11501150 ，對于，對于 v v 帶帶1 1201 120 。 3 3、摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù) f 提高摩擦系數(shù)，可以增大最大拉力，但以提高摩擦系數(shù)，可以增大最大拉力，但以增加帶輪的表面粗糙度來提高摩擦系數(shù)是不可取的，會加速帶增加帶輪的表面粗糙度來提高摩擦系數(shù)是不可取的，會加速帶的磨的磨 損。采用損。采用V V 帶比平帶能顯著提高傳動能力！帶比平帶能顯著提高傳動能力！4 4、帶的型號、帶的型號 截面尺寸大的截面尺寸大的V V帶，能傳遞更大的力！帶，能傳遞更大的力！ 5 5、帶的根數(shù)帶的根數(shù) 帶的根數(shù)多，傳動能力就越大！帶的根數(shù)多，傳動能力就越大！6 6、帶速和帶的

8、質(zhì)量帶速和帶的質(zhì)量 帶速越大，帶的質(zhì)量越大，離心力越帶速越大，帶的質(zhì)量越大，離心力越大，正壓力減小，摩擦力小，大，正壓力減小，摩擦力小， 帶傳動能力減小。帶傳動能力減小。 三、帶的應力分析三、帶的應力分析 1. 1. 帶運行在不同位置的受力情況帶運行在不同位置的受力情況 2. 2. 各項應力的大小（各項應力的大?。?1 1或或 2 2、 c c 、 b1b1 或或 b2b2） 3. 3. 帶的應力帶的應力 分布圖、最分布圖、最 大應力點大應力點（緊邊進入（緊邊進入 小帶輪處）小帶輪處） max 1 c b1 四、彈性滑動與打滑四、彈性滑動與打滑 帶的拉伸變形規(guī)律基本遵循虎克定律，即變形量帶的拉

9、伸變形規(guī)律基本遵循虎克定律，即變形量 與受力成正比。與受力成正比。 起始段起始段AA上無相上無相對滑動。對滑動。 F2F1 帶沿著帶帶沿著帶輪表面在輪表面在BA弧段上弧段上向向A點回縮，點回縮， 微量的相對滑動，微量的相對滑動，v帶帶 v帶輪帶輪2 帶傳動過程中因傳動帶帶傳動過程中因傳動帶彈性變形量的改變彈性變形量的改變，引，引起的帶與輪面在局部接觸弧上發(fā)生微量相對滑動的起的帶與輪面在局部接觸弧上發(fā)生微量相對滑動的現(xiàn)象，稱為現(xiàn)象，稱為彈性滑動彈性滑動。 性質(zhì)：因帶彈性變形量的改變而引起，不可避免。性質(zhì)：因帶彈性變形量的改變而引起，不可避免。 后果：后果： v2 2 120120否則應適當增大中

10、心距或減小傳動比來滿足。否則應適當增大中心距或減小傳動比來滿足。5.5.傳動帶根數(shù)傳動帶根數(shù)Z 計算計算LccKKPPPPPZ)(000 將計算值圓整確定帶的根數(shù)將計算值圓整確定帶的根數(shù)Z。為保證多根帶受力均勻，。為保證多根帶受力均勻，Z不不應超過應超過Zmax；否則應當改選帶的截面型號或加大帶輪直徑后重新；否則應當改選帶的截面型號或加大帶輪直徑后重新設(shè)計。設(shè)計。 V 帶型號 Y Z A B C D E zmax 1 2 5 6 8 8 96.6.確定初拉力確定初拉力F F0 0 初拉力初拉力F0 0不能過大也不能過小。推薦單根不能過大也不能過小。推薦單根V帶張緊帶張緊的初拉力的初拉力F0為：

11、為：2c015.2500qvKvZPF在此初拉力的張緊下，作用于帶輪軸上的載荷為在此初拉力的張緊下，作用于帶輪軸上的載荷為：2sin210ZFFQ五、設(shè)計實例五、設(shè)計實例 具體說明了具體說明了V V帶傳動設(shè)計的步驟和方法。帶傳動設(shè)計的步驟和方法。 第五節(jié)第五節(jié) V V帶傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計帶傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、一、V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 V帶輪是典型的帶輪是典型的盤類零件盤類零件，由輪緣、輪轂和輪輻（腹，由輪緣、輪轂和輪輻（腹板）三部分組成。工作面（輪緣）結(jié)構(gòu)尺寸見表板）三部分組成。工作面（輪緣）結(jié)構(gòu)尺寸見表6-2。 V帶輪常用的材料包括鑄鐵、鑄鋼、鋁合金或工程塑帶輪常用的材料包括鑄鐵、鑄鋼、鋁合金

12、或工程塑料，鑄鐵材料應用最廣。料，鑄鐵材料應用最廣。 小功率傳動帶輪可采用鑄鋁或工程塑料；小功率傳動帶輪可采用鑄鋁或工程塑料； 當帶速當帶速v25m/s時，常用灰口鑄鐵時，常用灰口鑄鐵HT150或或HT200； 當當v 25m/s40m/s時，宜用球墨鑄鐵、鑄鋼或沖時，宜用球墨鑄鐵、鑄鋼或沖壓鋼板焊接制造帶輪。壓鋼板焊接制造帶輪。如果帶輪采用鑄鐵材料制造：如果帶輪采用鑄鐵材料制造： 當帶輪基準直徑當帶輪基準直徑dd (2.53)d（d為帶輪軸直徑）為帶輪軸直徑）時，采用實心式結(jié)構(gòu)，時，采用實心式結(jié)構(gòu)，圖圖； 當當dd 350mm，且，且d2d1 350mm，應采用橢圓輪輻式結(jié)構(gòu)，應采用橢圓輪輻

13、式結(jié)構(gòu)，圖圖 。 二、帶傳動的張緊裝置二、帶傳動的張緊裝置 1定期張緊裝置定期張緊裝置 通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整加大中心距，以達到張緊目的。通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整加大中心距，以達到張緊目的。 2自動張緊裝置自動張緊裝置 3張緊輪張緊裝置張緊輪張緊裝置 利用電動機及擺架的自利用電動機及擺架的自重，自動調(diào)整中心距，達重，自動調(diào)整中心距，達到張緊的目的。到張緊的目的。 張緊輪一般應布置在松邊的張緊輪一般應布置在松邊的內(nèi)側(cè)，盡量靠近大帶輪安裝。內(nèi)側(cè)，盡量靠近大帶輪安裝。 第六節(jié)第六節(jié) 其他帶傳動簡介其他帶傳動簡介 一、同步齒形帶傳動一、同步齒形帶傳動 同步帶以聚氨酯或氯丁橡膠為基體，以鋼絲繩或玻同步帶以聚氨酯或

14、氯丁橡膠為基體，以鋼絲繩或玻璃纖維繩等作為抗拉體，制作成如圖形式，依靠工作璃纖維繩等作為抗拉體，制作成如圖形式，依靠工作面上的帶齒與帶輪輪齒相互嚙合來傳遞動力和運動。面上的帶齒與帶輪輪齒相互嚙合來傳遞動力和運動。 具有具有嚙合型帶嚙合型帶傳動的典傳動的典型特點。型特點。二、窄二、窄V V帶傳動帶傳動 與普通與普通V帶相比，窄帶相比，窄V帶相對帶相對高度（截面高與節(jié)寬之比高度（截面高與節(jié)寬之比h/bP）較大較大,h/bP0.9（普通（普通V帶帶h/bP0.7）；帶頂部呈弓形，頂寬約）；帶頂部呈弓形，頂寬約為同高度普通為同高度普通V帶的帶的3/4。 與普通與普通V帶傳動相比，相同高度的窄帶傳動相比

15、，相同高度的窄V帶帶承載能承載能力力可提高可提高1.52.5倍；傳遞相同功率時，倍；傳遞相同功率時，窄窄V帶傳動比帶傳動比普通普通V帶傳動在結(jié)構(gòu)上能縮小尺寸帶傳動在結(jié)構(gòu)上能縮小尺寸50左右。窄左右。窄V帶允帶允許較高的帶速（可達許較高的帶速（可達4045m/s）；傳動效率更高，可）；傳動效率更高，可達達9097。 高速帶傳動需要采用重量輕、厚度薄、撓性好、質(zhì)高速帶傳動需要采用重量輕、厚度薄、撓性好、質(zhì)地均勻的環(huán)形平帶，這種帶稱為高速帶。地均勻的環(huán)形平帶，這種帶稱為高速帶。 高速帶輪要求質(zhì)量輕高速帶輪要求質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)對稱均勻、強度高結(jié)構(gòu)對稱均勻、強度高、空阻、空阻小小，并進行動平衡處理，并進行動

16、平衡處理，通常采用鋼或鋁合金制造通常采用鋼或鋁合金制造。 三、高速帶傳動三、高速帶傳動 帶的線速度帶的線速度v 30 m/s，或高速軸轉(zhuǎn)速，或高速軸轉(zhuǎn)速n11000050000r/min的帶傳動屬于高速帶傳動。的帶傳動屬于高速帶傳動。它可以看作是由平帶和多根它可以看作是由平帶和多根V V帶組合而成的結(jié)構(gòu)，因帶組合而成的結(jié)構(gòu)，因而多楔帶傳動兼有平帶撓性好和而多楔帶傳動兼有平帶撓性好和V V帶傳動摩擦力大的帶傳動摩擦力大的優(yōu)點。優(yōu)點。 在相同結(jié)構(gòu)尺寸下，多楔帶傳動所能傳遞的功率比在相同結(jié)構(gòu)尺寸下，多楔帶傳動所能傳遞的功率比普通普通V帶傳動提高約帶傳動提高約30；在傳遞相同功率時，多楔帶；在傳遞相同功率時，多楔帶傳動的尺寸比普通傳動的尺寸比普通V帶傳動減小帶傳動減小25