教學目地1了解帶傳動的特點、類型及適用場合.

1、教學目地 ：1 了解帶傳動的特點、類型及適用場合2了解帶傳動的工作情況分析3掌握帶傳動的設計計算方法4熟悉帶傳動的使用、維護方法教學重點 ：1 帶傳動的特點、適用場合。2帶傳動的設計計算3帶傳動的使用、維護方法教學難點：1 帶傳動的工作情況分析2帶傳動的設計計算方法第七章 帶傳動7.1 帶傳動的特點和類型如右圖所示， 帶傳動一般是由主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳動帶及機架組成。當原動機驅(qū)動主動帶輪轉動時，由于帶與帶輪之間摩擦力的作用，是從動帶輪一起轉動，從而實現(xiàn)運動的動力的傳遞。7.1.1 帶傳動的特點 帶傳動一般有以下特點：1. 帶有良好的饒性， 能吸收震動， 緩 和沖擊，傳動平穩(wěn)噪音小。

2、2. 當帶傳動過載時，帶在帶輪上打滑，防止其他機件損壞，起到保護作用。3. 結構簡單，制造，安裝和維護方便；4. 帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動，故不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率較低。5. 由于帶工作時需要張緊，帶對帶輪軸有很大的壓軸力。6. 帶傳動裝置外廓尺寸大，結構不夠緊湊。7. 帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。由于帶傳動存在上述特點，一般情況下，帶傳動傳動的功率P100KW，帶速 v=5-25m/s ，平均傳動比 i 5，傳動效率為 94%-97%。同步齒形帶的帶速為 40-50m/s ，傳動比 i 10，傳遞功率可達 200KW,效率高達 98%-99%。7.1.2 帶傳動的類型帶

3、傳動根據(jù)橫截面形狀不同可分為平帶傳動、5-1 所示V 帶傳動、多楔帶、圓形帶、齒形帶如教材圖平帶有膠帆布帶、編織帶、錦綸復合平帶。各種平帶規(guī)格可查閱有關標準。平帶傳動 結構最簡單，平帶繞曲性好 ，易于加工，在傳動中心距較大場合應用較多。高速帶傳動通 常也使用平帶。目前在一般傳動機械中，應用最廣的是V 帶傳動。傳動時， V帶只和輪槽的兩個側面相接觸，即以兩個側面為工作面，根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下， V 帶傳動較平 帶傳動能產(chǎn)生更大摩擦力， 這是 V 帶傳動最主要的優(yōu)點，此外，V帶傳動傳動較大，結構更緊湊。多楔帶：它是在平帶基體上由多根 V 帶組成的傳動帶?？蓚鬟f很大的功率。圓形帶：橫截

4、面為 圓形。只用于小功率傳動。同步帶傳動是一種嚙合傳動，兼有帶傳動合齒輪傳動的特點。同步帶傳動時無相對滑 動，能保證準確的傳動比。傳動功率較大（數(shù)百千瓦） 、傳動效率高（達 0.98 ），傳動比較 大（ i<12 20 ），允許帶速高（至50m/s ），而且初拉力較小，作用在軸和軸承上的壓力小，但制造、安裝要求高、價格較貴。7.2 V 帶和 V 帶輪7.2.1 V 帶的結構和標準V帶有普通 V 帶、窄 V 帶、寬 V帶、聯(lián)組 V帶等。普通 V 帶為無接頭的環(huán)形帶。由伸張層、強力層、壓 縮層和包布層組成，如左圖所示。包布層由膠帆布制 成。強力層由幾層膠簾布或一排膠線繩制成，前者為 簾布結構

5、 V帶，后者稱為繩芯結構 V帶。簾布結構 V 帶抗拉強度大， 承載能力較強；繩芯結構 V 帶柔韌性好，抗彎強度高，但承載能力 較差。為了提高 V 帶抗拉強度，近年來已開始使用合成纖維 （錦綸、 滌綸等）繩芯作為強力層。我國生產(chǎn)的普通 V 帶的尺寸采用基準寬度制， 共有 Y、Z、A、B、 C、D、E七種型號。 Y型 V帶截面尺寸最小， E型 V 帶截面尺寸最大， 如左圖所示。各種型號V帶的基準寬度 bp對應 V帶輪基準直徑 dd，V帶在規(guī)定的張緊 力下位于帶輪基準直徑上的圓周線的長度稱基準長度 Ld, 它是 帶的公稱長度。用于帶傳動的幾何尺寸計算和帶的標記。v 帶傳動相比，窄 v 帶傳動具有傳動

6、能v 帶傳動功率大 50 150），能用于高速傳動 （ v=35 45m/s）。效率高（達v 帶傳動已廣泛應用于高速、大功率的機械窄 v 帶頂面呈弧形，可使帶芯受力后保持直線平齊排列， 因而各線繩受力均勻；兩側呈凹形，帶彎曲后側面變直，與輪槽 能更好貼合，增大了摩擦力；主要承受拉力的強力層位置較高， 使帶的傳力位置向輪緣靠近；壓縮層高度加大，使帶與帶輪的有 效接觸面積增大，可增大摩擦力和提高傳動能力；保布層采用特 制柔性保布，使帶繞性更好，彎曲應力較小。因此，與普通 力更大、（比同尺寸普通 92 96）、結構緊湊、疲勞壽命長等優(yōu)點。目前，窄 傳動裝置。普通 V 帶的標記為：截面 基準長度 標記

7、編號標記實例： B 型帶，基準長度為 1000mm,標記為： B1000 GB11544 89V 帶截面與公稱長度的關系： 帶彎曲時不伸長又不縮短的層中性層又稱節(jié)面。 帶的 節(jié)面寬度 bp，bp/h稱相對高度：普通 V 帶 DP/h=0.7； 窄 V 帶 D P/h=0.9 帶輪基準直徑 D 帶輪上與節(jié)面相對應的直徑。Ld基準長度 Ld位于帶輪基準直徑上的周線長度對稱公稱長度 7.2.2、 V 帶輪的材料和結構 帶輪材料：鑄鐵、鑄鋼鋼板沖壓件 鑄鋁或塑料 結構尺寸：1）實心式圖 5-7aD( 2.53)d2)膠板式5-7bD 300mm3）孔板式5-7cD 300(D1-D1 100mm 時)

8、4）輪輻式5-7dD>3005）沖壓式結構尺寸按帶的型號參照教材表 5-3 和教材表 5-4 定7.3 帶傳動的受力分析和應力分析 7.3.1 帶傳動的受力分析和打滑 為保證帶傳動正常工作，傳動帶必須以一定的張緊力套在帶輪上。當傳動帶靜止時，帶兩邊承 受相等的拉力，稱為初拉力 F0，如圖所示。當傳動帶傳動時，由于帶與帶輪接觸面之間摩擦力的作 用，帶兩邊的拉力不再相等，如圖所示。一邊被拉緊， 拉力由 F0 增大到 F1，稱為緊邊；一邊被放松，拉力由 F0 減少到 F2，稱為松邊。設環(huán)形帶的總長度不變，則緊邊 拉 力 的 增 加 量 F1-F 0 應 等 于 松 邊 拉 力 的 減 少 量

9、F0-F 2。F 1-F0=F0-F 2F 0=（F1+F2）/2帶兩邊的拉力之差 F 稱為帶傳動的有效拉力。實際 上 F 是帶與帶輪之間摩擦力的總和，在最大靜摩擦力范圍內(nèi)，帶傳動的有效拉力 F 與總摩擦力相等， F 同時也是帶傳動所傳遞的圓周力，即 F=F1-F2 帶傳動所傳遞的功率為 P=Fv/1000 式中 P為傳遞功率，單位為 KW； F為有效圓周力，單位為 N；v 為帶的速度，單位為 m/s。 在一定的初拉力 F0 作用下，帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當帶所傳遞的圓周力 超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為 打滑。帶打滑時

10、從動輪轉速急劇下降，使傳動失效，同時也加劇了帶的磨損，應避免打滑。當 V 帶即將打滑時， 緊邊拉力 F1與松邊拉力 F2 之間的關系可用柔韌體摩擦的歐拉公式表示，即F1 efF1 F2e f式中：f 摩 F2擦系數(shù)（對 V 型帶 ffV代）D2 D11 180 2 1 60 （57.3）包角（ rad）一般為主動輪（小輪包角）a2 180D2 D1大輪包角） a60 (57.3)e 自然對數(shù)的底（ e=2.718 ）工作中，緊邊伸長，松邊縮短，但總帶長不變（代數(shù)之和為 在力關系上即拉力差相等0，伸長量 =縮短量）這個關系反應即：F1 F0 F0 F2 F1 F2 2F05-4)在不打滑的條件下

11、所能傳遞的最大圓周力為：effFec 2F0 (e1 ) 2F0 (1ef1efF0：Fec F0。F0大 ；N大， Ff大Fec但 F0 過大，磨損重，易松馳，壽命短。 F0 過小，工作潛力不能充分發(fā)揮，易于跳動與打滑。結 論：適當 F0（經(jīng)驗）與 ： 大接觸弧長， Fec大，傳遞 Fec 大傳遞扭矩 T 越大 f：相同條件下， f 大， Ff， Fe 大，傳動承載能力高。三角帶 fv>f，帶承載能力大。1Ffc Fec F1（1f ）最大拉力與 F1 的關系為：e7.3.2 帶傳動的應力分析帶傳動工作時，帶上應力有以下三種：緊邊 1 F1 / A1、拉應力2 F2 / A （ Mpa

12、） 1 2 A 帶的橫截面積2、離心應力 C由于帶有厚度，繞輪作圓周運動，必有離心慣性力C（分布力學）在帶中引起離心拉力FC，從而產(chǎn)生離心應力 C 。 離心拉應力：C FC / A qV式中： q單位帶比質(zhì)量（ N ），V 帶的線速度（ m/s）g重力加速度gA ( Mpa)2 g=9.8m/s2Mh bE3、彎曲應力 b ，作用在帶輪段，其大小為： W D （ Mpa ） 式中： E 為帶的彈性模量 Mpa； h 為帶的高度 mm; D 為帶輪的基準直徑 mm。4、帶中應力分布情況如圖左所示 1 2 ，從緊邊 1 松邊 2b1 b2 只在彎曲部分有C 帶全長存在在 A1 點最大應力： max

13、 1 b1 cmax 位置產(chǎn)生在緊邊與小帶輪相切處 工作時帶中的應力是周期性變化的，隨著位置的不同，應力大小在不斷地變化，帶容易產(chǎn)生 疲勞破壞。由疲勞強度條件： max 1 b1 c 帶的許用拉應力7.4 傳動帶的彈性滑動和傳動比 傳動帶是彈性體，受到拉力后會產(chǎn)生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞 過主動輪進入松邊時，帶的拉力由F1減小為 F2,其彈性伸長量也由 1 減小為 2。這說明帶在繞過帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮了（1- 2），帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對滑動，導致帶的速度逐步小于主動輪的圓周速度。同樣，當帶由松邊繞過從動輪進入緊邊時，拉力增加，帶逐漸 被拉長，沿輪面

14、產(chǎn)生向前的彈性滑動，使帶的速度逐漸大于從動輪的圓周速度。這種由于帶的彈性 變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是可以避免的。而彈 性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避 免的。彈性滑動的影響，使從動輪的圓周速度v2 低于主動輪的圓周速度 v1，其圓周速度的相對降低d2d1(1 )帶傳動的實際傳動比：程度可用滑差率 來表示。即 滑動率 v1 v2 v1帶傳動的理論傳動比：i = n1/n2=d2/d1in1n2在一般傳動中 =0.010.02 其值不大 ,可不予考慮 .7.5普通

15、 V 帶傳動的設計7.5.1 帶傳動的實效形式和設計1、失效形式（主要） 1） 打滑； 2） 帶的疲勞破壞 另外還有磨損靜態(tài)拉斷等2、設計準則：保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的疲勞強度和壽命7.5.2 單根 V 帶的基本額定功率單根普通 v 帶在試驗條件所能傳遞的功率，稱為基本額定功率，用P1 表示單根普通 v 帶在設計所給定的實際條件下，允許傳遞的功率，稱為額定功率，用P表示：P=（P1+P1）KKL 式中: P1 為單根 V 帶的基本額定功率 ,kW； 查表 55單根普通 v 帶基本額定功率 P1 是在特定試驗條件（特定的帶基準長度Ld，特定使用壽命，傳動比 i=1 ，包角 180 ，載

16、荷平穩(wěn)）下測得的帶所能傳遞的功率。一般設計給定的實際條件與上述 試驗條件不同，須引入相應的系數(shù)進行修正。 P1為功率增量 ,Kw; 當傳動比 i 1 時,帶在大輪上的彎曲應力較小 ,傳遞的功率可以增大些。 查表 56。 K 包角修正系數(shù)，見教材表 5 7；KL帶長修正系數(shù) , 見教材表 58。 7.5.3帶截面型號和根數(shù)的確定帶截面型號可由計算功率 和小帶輪轉速 n1查教材圖 10 得到。PC=KAP式中： P 為傳動的額定功率 kW； KA為工作情況系數(shù)，查教材表 59。V型帶的根數(shù) Z 可按下式確定：Z=PC/ P = PC/(P 1+P1)K KL一般 Z=， max 10. 以保證受力

17、均勻。7.5.4 主要參數(shù)的確定1. 帶輪的基準直徑和帶速帶輪直徑小，則傳動結構緊湊，但彎曲應力大，使帶的壽命降低。設計時，應取小輪基準直徑dd1 ddmin。 ddmin 值見表。帶速 Vdd1n1/60 ×1000式中： V 的單位 m/s; d d1的單位為 mm; n1 的單位為 r/min.若 V 太小，由 P=FV可知，傳遞同樣功率 <P 時，圓周力 F 太大，帶的根數(shù)太多，且 P1 太小，彎 曲增加，壽命降低，措施：應 dd1增加。 V太大，則離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力降低， 傳遞載荷能力下降，傳遞同樣載荷時所需張緊力增加，帶的疲勞壽命下降，這時措施d

18、d1 應減小，否則壽命太短。一般 V 25 之間。2. 中心距和帶長如結構布置有要求已定則中心距 a 按結構確定。若求中心距 a時：初選 a0 的取值范圍為： 0.7(D1 D2) a0 2(D1 D2) 帶的長度可由幾何條件求得：2L 2a+1.57(d d1+ d d2)+( d d2+ d d1) /4a根據(jù)中心距 a0計算出帶長 L0, 由表 52 中取接近基準長度 Ld,再按下式計算實際中心距 a: aa0+(Ld-L 0)/23. 小輪包角0 da 2 da101 1800a 2a1 57.30a一般要求 120 , 若不能滿足此條件 ,可增大中心距或減小兩輪直徑差。4. 初拉力 適當?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動正常工作的重要因素，初拉力太小容易打滑，初拉力太大降低帶的 壽命，且對軸和軸承的壓力增大。單根 V帶的初拉力 F0 可按下式計算：F0 500 Pca (2.5 K ) q V 20 VZ K式中： q 為 V 帶每米的質(zhì)量 kg/m,該式為單根帶不打滑所適合的 F0值。新安裝常易松馳(如非自動張緊)取F0 1.5F0 ，F(xiàn)0初拉力的控制：通過在兩帶和帶輪兩切點跨距中點加一載荷G，測量帶的撓度(教材圖5-11 )，要求L=100mm，撓度 y=1.6mm合適