精密機械設(shè)計基礎(chǔ)(合肥工業(yè)大學)第八章(帶傳動)

1、張策主編，張策主編，機械原理與機械設(shè)計機械原理與機械設(shè)計（下（下冊），機械工業(yè)出版社，冊），機械工業(yè)出版社，20042004濮良貴主編，濮良貴主編，機械設(shè)計機械設(shè)計，高等教育出，高等教育出版社，版社，20062006其他機械設(shè)計的相關(guān)書籍其他機械設(shè)計的相關(guān)書籍http:/ 1. 摩擦傳動型摩擦傳動型 2. 嚙合傳動型嚙合傳動型 （同步帶）（同步帶） 結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、具傳動平穩(wěn)、具有過載保護功有過載保護功能，但不能保能，但不能保證恒定的傳動證恒定的傳動比，傳動精度比，傳動精度較低。較低。 組成：主、從動輪，傳動帶組成：主、從動輪，傳動帶 在靜止時，帶被拉緊，所受的張力為在靜止時，帶

2、被拉緊，所受的張力為F0，而在帶與帶輪的，而在帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生壓力，當主動輪在外力矩帶動下，利用主動輪接觸面間產(chǎn)生壓力，當主動輪在外力矩帶動下，利用主動輪與帶的摩擦力帶動傳遞帶運動，進而傳動帶又利用摩擦力帶與帶的摩擦力帶動傳遞帶運動，進而傳動帶又利用摩擦力帶動從動輪旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩。動從動輪旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩。分類（主要按照截面形狀分）分類（主要按照截面形狀分）（1）平帶傳動）平帶傳動 工作面是與輪面相接觸的內(nèi)表面。工作面是與輪面相接觸的內(nèi)表面。 常用的有膠布帶、皮革帶、絲織帶、鋼帶、塑料帶常用的有膠布帶、皮革帶、絲織帶、鋼帶、塑料帶（2）三角帶（）三角帶（V帶）傳動帶）傳動 工作面為與輪槽相

3、接觸的兩側(cè)面。工作面為與輪槽相接觸的兩側(cè)面。 可多帶安裝，為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，沒有接頭，運轉(zhuǎn)速度高?？啥鄮О惭b，為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，沒有接頭，運轉(zhuǎn)速度高。（3）圓帶傳動）圓帶傳動 牽引力小，常用于低速小功率傳動。牽引力小，常用于低速小功率傳動。（4）多楔帶傳動）多楔帶傳動 兼有平帶和三角帶傳動的特點兼有平帶和三角帶傳動的特點V帶與帶輪帶與帶輪 （1） V形帶（楔形帶）形帶（楔形帶） 包布層強力層拉壓層p（2）帶輪）帶輪 帶輪的楔形角是帶輪的楔形角是， 38，36，34，32，而，而V帶的帶的楔角是楔角是40 ？帶輪的結(jié)構(gòu)型式帶輪的結(jié)構(gòu)型式實心式實心式 （小尺寸）（小尺寸）腹板式腹板式 （中等尺寸）（中等尺寸）

4、孔板式孔板式 （大尺寸）（大尺寸） 傳動比準確，速比恒定，傳動比范圍大，傳動比準確，速比恒定，傳動比范圍大，允許線速度高，傳動效率可達允許線速度高，傳動效率可達98%，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊。緊湊。一、帶傳動的幾何關(guān)系一、帶傳動的幾何關(guān)系21118057.3DDa小帶輪上的包角小帶輪上的包角22112224DDLaDDa帶的基本長度帶的基本長度222121212288LDDLDDDDa中心距中心距傳動帶張緊傳動帶張緊 靜止時傳動帶應張緊在帶輪上，使得帶與帶輪靜止時傳動帶應張緊在帶輪上，使得帶與帶輪接觸間產(chǎn)生一定的壓力（初張力）。接觸間產(chǎn)生一定的壓力（初張力）。 帶兩邊拉力相等，為初拉力帶兩邊拉力相等，

5、為初拉力F0 常用張緊方法常用張緊方法：調(diào)節(jié)兩輪中心距、利用張緊輪：調(diào)節(jié)兩輪中心距、利用張緊輪滑道式滑道式擺架式擺架式張緊輪張緊輪二、帶傳動的受力分析二、帶傳動的受力分析緊邊緊邊拉力拉力F1：帶在進入主動輪一邊被拉緊為緊邊，拉力：帶在進入主動輪一邊被拉緊為緊邊，拉力由由F0增加為增加為F1。松邊松邊拉力拉力F2：帶在進入從動輪一邊被放松稱為松邊。拉：帶在進入從動輪一邊被放松稱為松邊。拉力由力由F0減少為減少為F2。 有效拉力有效拉力Ft：帶傳動所能傳遞的有效圓周力：帶傳動所能傳遞的有效圓周力（有效有效拉力拉力）。Ft= F1-F2 正常工作時正常工作時 它是帶與帶輪接觸面上所產(chǎn)生的摩擦力的總和

6、。它是帶與帶輪接觸面上所產(chǎn)生的摩擦力的總和。 對于一定的預緊力對于一定的預緊力F0，此摩擦力有一極限，即有效，此摩擦力有一極限，即有效拉力拉力Ft有一極限有一極限Ftmax，當傳遞的拉力超過，帶將打，當傳遞的拉力超過，帶將打滑，剛要開始打滑時，滑，剛要開始打滑時， F1，F(xiàn)2 的關(guān)系用歐拉公式的關(guān)系用歐拉公式表示。表示。 201tFFF202tFFF12vfFF e vf：當量摩擦系數(shù)：當量摩擦系數(shù)vff sin2vff 平帶V V帶正常工作時正常工作時，F(xiàn)2F0= F1- F0代入代入 得得 102tFFF 202tFFF12vfFF e 001221111vvvvvftffftfFeFeF

7、 eFeFFe 當傳遞的圓周力超過此極限當傳遞的圓周力超過此極限值時，帶將在輪面上打滑。值時，帶將在輪面上打滑。避免打滑的措施：避免打滑的措施：（1） F0增大（但會增加軸增大（但會增加軸的壓力，加劇磨損，帶的疲的壓力，加劇磨損，帶的疲勞強度降低）；勞強度降低）；（2）增大）增大 值；值；（3）增大）增大fv值；值；（4）與帶速有關(guān)。）與帶速有關(guān)。三、帶傳動的應力分析三、帶傳動的應力分析 帶傳動工作時的應力帶傳動工作時的應力：由緊邊和松邊拉：由緊邊和松邊拉力所產(chǎn)生的應力；由離心力產(chǎn)生的應力以力所產(chǎn)生的應力；由離心力產(chǎn)生的應力以及由于帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的應力。及由于帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的應力。由緊

8、邊和松邊拉力產(chǎn)生的應力由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的應力由離心力產(chǎn)生的應力作用于帶的全長由離心力產(chǎn)生的應力作用于帶的全長 1212FFAA2ccFqvAA帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應力帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應力最大應力發(fā)生在帶緊邊進入最大應力發(fā)生在帶緊邊進入小帶輪處。小帶輪處。 /2()/2bEyEEDDcb11max四、彈性滑動、打滑和滑動率四、彈性滑動、打滑和滑動率 彈性滑動彈性滑動：帶是彈性體，受拉力作用后產(chǎn)生拉伸彈性變形，：帶是彈性體，受拉力作用后產(chǎn)生拉伸彈性變形，工作時由于存在緊邊拉力，松邊拉力，帶在通過帶輪時拉工作時由于存在緊邊拉力，松邊拉力，帶在通過帶輪時拉伸變形發(fā)生變化，使帶與帶輪之間

9、產(chǎn)生相對滑動，伸變形發(fā)生變化，使帶與帶輪之間產(chǎn)生相對滑動， 這種滑動與帶的彈性變形有關(guān)。這種滑動與帶的彈性變形有關(guān)。 彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞 圓周力，彈性滑動就不可避免。圓周力，彈性滑動就不可避免。 不是全部接觸弧都發(fā)生彈性滑動，有不是全部接觸弧都發(fā)生彈性滑動，有 相對相對滑動弧滑動?。ㄖ行慕牵ㄖ行慕?），相對），相對 靜止弧靜止?。ㄖ行慕牵ㄖ行慕?），且靜止弧在），且靜止弧在 帶進入帶輪的一邊，隨著負荷的增大，帶進入帶輪的一邊，隨著負荷的增大， 滑動弧增大，靜止弧縮小，當有些圓滑動弧增大，靜止弧縮小，當有些圓 周力周力Ft達到最大值時，滑動弧達到

10、最大值時，滑動弧 ，若再增加負荷，帶與帶輪全部滑動，若再增加負荷，帶與帶輪全部滑動， 即即打滑打滑。 打滑打滑：當外載荷大到一定值時，帶與帶輪間：當外載荷大到一定值時，帶與帶輪間產(chǎn)生全面滑動；產(chǎn)生全面滑動； 打滑是由過載引起的全面滑動，只要限制打滑是由過載引起的全面滑動，只要限制載荷，就可以避免，而且應當避免。載荷，就可以避免，而且應當避免?；瑒勇蕪膭虞喫俣鹊慕档吐驶瑒勇蕪膭虞喫俣鹊慕档吐?e12 帶傳動的實際傳動比帶傳動的實際傳動比%100121VVV)1 (1221DDnni運行時，帶齒與帶輪的齒槽相嚙合傳遞運動和動力。運行時，帶齒與帶輪的齒槽相嚙合傳遞運動和動力。綜合了皮帶傳動、鏈傳動和

11、齒輪傳動各自優(yōu)點的新型綜合了皮帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自優(yōu)點的新型帶傳動。帶傳動。 帶與帶輪無相對滑動；帶與帶輪無相對滑動；傳動效率高傳動效率高（0.980.99）；）；能保持精確的傳動比；能保持精確的傳動比；傳動噪聲小，不需潤滑，傳動噪聲小，不需潤滑，壽命長；壽命長；制造和安裝精度高，制造和安裝精度高，中心距要求嚴格；中心距要求嚴格；一、同步帶結(jié)構(gòu)一、同步帶結(jié)構(gòu) 組成：組成： 1. 強力層：多采用鋼絲繩或玻璃纖維。布強力層：多采用鋼絲繩或玻璃纖維。布置在帶的節(jié)線位置。置在帶的節(jié)線位置。 2. 基體：帶齒基體：帶齒與帶輪輪齒嚙合與帶輪輪齒嚙合 帶背帶背用來粘結(jié)包覆強用來粘結(jié)包覆強力層。常用材

12、料為聚氨脂力層。常用材料為聚氨脂和氯丁橡膠。和氯丁橡膠。國產(chǎn)同步帶采用周節(jié)制，也有采用模數(shù)制。國產(chǎn)同步帶采用周節(jié)制，也有采用模數(shù)制。節(jié)距節(jié)距pb ：在規(guī)定的張緊力下，同步帶縱向截：在規(guī)定的張緊力下，同步帶縱向截面上相鄰兩齒中心軸線間節(jié)線上的距離。面上相鄰兩齒中心軸線間節(jié)線上的距離。節(jié)線：指當同步帶垂直其底邊彎曲時，在帶節(jié)線：指當同步帶垂直其底邊彎曲時，在帶中保持原長度不變的周線，通常位于承載層中保持原長度不變的周線，通常位于承載層的中線上。的中線上。同步帶分類：同步帶分類： 單面齒單面齒 梯形齒梯形齒 雙面齒雙面齒 半圓弧齒半圓弧齒 弧形齒弧形齒 雙圓弧齒雙圓弧齒同步帶按節(jié)距不同分為最輕型同步

13、帶按節(jié)距不同分為最輕型MXL、超輕型、超輕型XXL、特輕型特輕型XL、輕型、輕型L、重型、重型H、特重型、特重型XH、超重型、超重型XXH七種。七種。帶齒分類帶齒分類同步帶的標記內(nèi)容和順序為帶長代號、帶同步帶的標記內(nèi)容和順序為帶長代號、帶型、寬度代號，如型、寬度代號，如XXL型單面帶的標記：型單面帶的標記：120 XXL 019寬度代號，帶寬寬度代號，帶寬4.8mm帶型，節(jié)距帶型，節(jié)距3.175mm帶長代號，節(jié)線長帶長代號，節(jié)線長304.8mm304.8mm 特點特點1. 帶與帶輪間無相對滑動；帶與帶輪間無相對滑動；2. 允許較高的線速度。齒形帶較薄，單位長允許較高的線速度。齒形帶較薄，單位長度質(zhì)量小。度質(zhì)量小。3. 允許帶輪直徑較小，傳動比較大。帶的柔允許帶輪直徑較小，傳動比較大。帶的柔性好。性好。4. 初拉力小。軸及軸承上受的載荷?。怀趵π?。軸及軸承上受的載荷??；5. 噪聲小。噪聲小。6. 中心距要求嚴格，安裝精度要求較高。否中心距要求嚴格，安裝精度要求較高。否則同步帶工作中會跑偏。則同步帶工作中會跑偏。二、帶輪設(shè)計二、帶輪設(shè)計 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的節(jié)圓帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的節(jié)圓直徑、軸間距及安裝形式確定結(jié)構(gòu)形式及尺直徑、軸間距及安裝形式確定結(jié)構(gòu)形式及尺寸。寸