帶傳動(dòng)課件講義整理

第八章帶傳動(dòng)

(TransmissionofBelts)第八章帶傳動(dòng)

(TransmissionofB11.了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；2.掌握帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力分析、主要失效形式及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則；3.學(xué)會(huì)普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，并能合理地確定各種參數(shù)。一.教學(xué)目標(biāo)二．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)難點(diǎn)：1)帶的彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別;2)保證帶不打滑的條件與影響因素;3)保證帶具有一定疲勞壽命的條件和影響因素。重點(diǎn)：1)帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析;2)帶傳動(dòng)的主要失效形式及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則;3)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；一2第一節(jié)帶傳動(dòng)概述一、帶傳動(dòng)的組成及工作原理組成——帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪1(drivingpulley)、從動(dòng)輪2(drivenpulley)和傳動(dòng)帶3(belt)組成。傳動(dòng)原理——工作時(shí)依靠帶與帶輪之間的摩擦(friction)或嚙合(meshing)來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

主動(dòng)輪1從動(dòng)輪2傳動(dòng)帶3第一節(jié)帶傳動(dòng)概述一、帶傳動(dòng)的組成及工作原理組成——帶傳3優(yōu)點(diǎn)(advantages)：1）中心距變化范圍大，適宜遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；2）過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑(slip)，可以防止其它零件的損壞；3）制造和安裝精度不嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉；4）能起到緩沖(shock)和吸收振動(dòng)(vibration)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。5）維護(hù)方便，不需要潤(rùn)滑等。缺點(diǎn)(disadvantages)：1）摩擦型帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)（creep），不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比（exactspeedratio），傳動(dòng)效率較低；2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力較大；3）打滑現(xiàn)象使得帶的壽命較短。4）帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場(chǎng)合。

二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(advantages)：二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)4三、帶傳動(dòng)的主要類型與應(yīng)用類型平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)摩擦型(frictiontype)嚙合型(meshingtype)同步帶(timingbelt)圓形帶

——摩擦牽引力大——摩擦牽引力大——牽引力小，用于儀器V帶傳動(dòng)應(yīng)用最廣，通常帶速v=5~25m/s，傳動(dòng)比：i≤7，傳遞功率P≤700kW，效率η≈0.9~0.95

。同步帶傳動(dòng)兼有帶傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，既可保證傳動(dòng)比準(zhǔn)確，也可保證較高的傳動(dòng)效率（98％以上）；適應(yīng)的傳動(dòng)比較大，可達(dá)10，且適應(yīng)于較高的速度，帶速可達(dá)50m／s。三、帶傳動(dòng)的主要類型與應(yīng)用類型平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)摩5（1）平帶傳動(dòng)(flat-beltdrives)半交叉?zhèn)鲃?dòng)(quarter-turndrives)交叉?zhèn)鲃?dòng)(crossed-beltdrives)工作面應(yīng)用不太廣，例如：高速磨床。（1）平帶傳動(dòng)(flat-beltdrives)半交叉?zhèn)?（2）V帶傳動(dòng)(V-beltdrives)V帶也稱三角帶工作面QFNFNQFN承載能力較平帶大，常多根并用。應(yīng)用最為廣泛，如發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）V帶傳動(dòng)(V-beltdrives)工作面QFNF7其截面形狀為圓形，牽引能力小，常用于儀器和家用機(jī)械中。相當(dāng)于平帶與多根V帶的組合兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場(chǎng)合。（3）多楔帶傳動(dòng)(multipleV-beltdrives)（4）圓形帶傳動(dòng)(round-beltdrives)其截面形狀為圓形，牽引能力小，常用于儀器和家用機(jī)械中。相當(dāng)于8四、帶傳動(dòng)的參數(shù)(parameters)中心距a(centerdistance)：當(dāng)帶處于張緊狀態(tài)時(shí)，兩帶輪軸線間的距離稱為中心距a。帶長(zhǎng)L(beltlength):帶的計(jì)算長(zhǎng)度。式中“＋”適用大輪包角2，“－”適用小輪包角1包角(contactangle):帶與帶輪接觸弧所對(duì)的中心角。帶的主要幾何參數(shù)之間有如下近似關(guān)系：四、帶傳動(dòng)的參數(shù)(parameters)中心距a(cente9抗拉體是承受負(fù)載拉力的主體。目前普遍采用化學(xué)纖維織物。頂膠和底膠分別承受彎曲時(shí)的拉伸和壓縮。采用彈性好的膠料。包布材料采用橡膠帆布，可起耐磨和保護(hù)作用。五、普通V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)包布頂膠抗拉體底膠簾布結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖所示。抗拉體是承受負(fù)載拉力的主體。目前普遍采用化學(xué)纖維織物。頂膠和10V帶有普通V帶、寬V帶、窄V帶、大楔角V帶、汽車V帶等等，都是標(biāo)準(zhǔn)件，在手冊(cè)中都可以查到。一般多使用普通V帶。V帶楔角為40o，按截面尺寸由小到大普通V帶國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有Y、Z、A、B、C、D、E等7種型號(hào)。當(dāng)帶垂直底邊彎曲時(shí)，帶中原長(zhǎng)度保持不變的一條周線稱作節(jié)線，而全部節(jié)線所組成的面稱作節(jié)面（或中性層），節(jié)面的寬度稱作節(jié)寬，用bp表示。其截面尺寸見P145表8-1

。bpYZABCDEF節(jié)寬(bp)：V帶有普通V帶、寬V帶、窄V帶、大楔角V帶、汽車V帶等等，都11基準(zhǔn)直徑（節(jié)徑）

dd：在輪槽基準(zhǔn)寬度處的直徑?；鶞?zhǔn)長(zhǎng)度

Ld：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于測(cè)量帶輪的基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度稱為（參見P146表8-2）。dd普通V帶的標(biāo)記均由帶型、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)組成。A1400GB/T1154—1997如：bd基準(zhǔn)寬度bd：V帶的節(jié)面在輪槽內(nèi)的相應(yīng)位置的寬度。標(biāo)記：基準(zhǔn)直徑（節(jié)徑）dd：在輪槽基準(zhǔn)寬度處的直徑?；鶞?zhǔn)長(zhǎng)度L12第二節(jié)帶傳動(dòng)的受力分析一、受力分析(forceanalysis)Ffn2FfF1帶工作前：帶工作時(shí)：F0F0此時(shí)，帶只受初拉力F0作用n1F2F2松邊(slackside)－退出主動(dòng)輪的一邊緊邊(tightside)－進(jìn)入主動(dòng)輪的一邊由于摩擦力的作用：緊邊拉力--由F0增加到F1；松邊拉力--由F0減小到F2。F1第二節(jié)帶傳動(dòng)的受力分析一、受力分析(forceanal13Ff=F1–F2=Fe

Fe－有效拉力，即圓周力（peripheralforce）

假設(shè)工作后傳動(dòng)帶總長(zhǎng)度不變（即緊邊拉伸增量＝松邊拉伸減量），且?guī)榫€彈性體，則F1-F0＝F0–F2F0＝(F1＋F

2)/2P

＝Fev/1000kWP增大時(shí)，所需的Fe(即Ff)加大，但Ff不可能無限增大。

當(dāng)Ff達(dá)到極限值Fflim時(shí)，帶傳動(dòng)處于即將打滑的臨界狀態(tài)。此時(shí)，F(xiàn)1達(dá)到最大，而F2達(dá)到最小，并且滿足以下關(guān)系：Fe與傳遞功率P為的關(guān)系為：根據(jù)力平衡條件，得——（1）——（2）——（3）柔韌體摩擦歐拉公式————（4）歐拉公式反映了帶傳動(dòng)喪失工作能力之前，緊、松邊拉力的最大比值。Ff=F1–F2=FeFe－有效拉力，即圓周力14打滑：二、帶傳動(dòng)的最大有效圓周拉力當(dāng)帶所要傳遞的圓周力Fe超過帶與輪面之間的極限摩擦力總和Ff時(shí)，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)。

當(dāng)帶有打滑趨勢(shì)時(shí),摩擦力達(dá)到極限值，帶的有效拉力也達(dá)到最大值。Femax=F1–F2打滑：二、帶傳動(dòng)的最大有效圓周拉力當(dāng)帶所要傳遞的圓周力Fe超15初拉力F0：Fe

與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳動(dòng)能力，避免打滑。但F0過大，將使帶發(fā)熱和磨損加劇，從而縮短帶的壽命。三、影響最大有效圓周拉力的幾個(gè)因素：初拉力的控制：安裝V帶時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。對(duì)于中等中心距的帶傳動(dòng)，也可憑經(jīng)驗(yàn)安裝，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜。新帶使用前，最好預(yù)先拉緊一段時(shí)間后再使用。初拉力F0：Fe與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳16包角

：因?yàn)棣猎酱螅瑤Ш蛶л喗佑|面間的摩擦力總和也越大，傳動(dòng)能力就增強(qiáng)。

↑↑→F摩擦系數(shù)fv：

fv↑↑→F因?yàn)閒v

越大，摩擦力就越大，傳動(dòng)能力增加。對(duì)于V帶，應(yīng)采用當(dāng)量摩擦系數(shù)fv包角：因?yàn)棣猎酱螅瑤Ш蛶л喗佑|面間的摩擦力總和也越大，傳17由離心力(centrifugalforce)產(chǎn)生的拉應(yīng)力；由彎曲(bend)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。緊邊拉應(yīng)力：σ1＝F1/AMPa松邊拉應(yīng)力：σ2＝F2

/AMPa由緊邊和松邊拉力（pullforce）產(chǎn)生的拉應(yīng)力；工作時(shí)，帶橫截面上的應(yīng)力由三部分組成：A－帶的橫截面積，1、拉力F1、F2產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ1、σ2第三節(jié)帶傳動(dòng)的應(yīng)力（stress）分析由離心力(centrifugalforce)產(chǎn)生的拉應(yīng)力；182、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力σc帶繞過帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力。dFNC設(shè)：作用在微單元弧段dl的離心力為dFNC，則截取微單元弧段dl研究，其兩端拉力Fc為離心力引起的拉力。由水平方向力的平衡條件可知：微單元弧的質(zhì)量帶速（m/s)帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）帶輪半徑微單元弧對(duì)應(yīng)的圓心角取：2、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力σc帶繞過帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力19雖然離心力只作用在做圓周運(yùn)動(dòng)的部分弧段，∴即：則離心拉力Fc產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：注意：但其產(chǎn)生的離心拉力（或拉應(yīng)力）卻作用于帶的全長(zhǎng)，且各剖面處處相等。帶的密度雖然離心力只作用在做圓周運(yùn)動(dòng)的部分弧段，∴即：則離心拉力F20帶繞過帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，由材力公式得帶的彎曲應(yīng)力：傳動(dòng)帶的高度帶的彈性模量顯然：dd↓故：σb1>σb2帶繞過小帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力與離心拉應(yīng)力不同，彎曲應(yīng)力只作用在繞過帶輪的那一部分帶上

。dd→σb↑3、帶彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σb帶繞過帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，由材力公式得帶的彎曲應(yīng)力：傳動(dòng)帶的高度21帶橫截面的應(yīng)力為三部分應(yīng)力之和。最大應(yīng)力發(fā)生在:緊邊開始進(jìn)入小帶輪處。帶受變應(yīng)力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。各剖面的應(yīng)力分布為：由此可知：帶橫截面的應(yīng)力為三部分應(yīng)力之和。最大應(yīng)力發(fā)生在:緊邊開始進(jìn)入22

一平皮帶傳動(dòng)，傳遞的功率P=15kW，帶速v=15m/s，帶在小輪上的包角1=170o（2.97rad），帶的厚度=4.8mm，寬度b=100mm，帶的密度=1×10-3kg/cm3，帶與輪面間的摩擦系數(shù)f=0.3。求1）傳遞的圓周力；2）緊邊、松邊拉力；3）由于離心力在帶中引起的拉力；4）所需的預(yù)拉力；5）作用在軸上的壓力。例題一平皮帶傳動(dòng)，傳遞的功率P=15kW，帶速v=123（2）緊邊、松邊拉力（1）傳遞的圓周力（3）求由于離心力產(chǎn)生的拉力：（2）緊邊、松邊拉力（1）傳遞的圓周力（3）求由于離心力產(chǎn)生24（4）所需的預(yù)拉力如果考慮到離心力使帶與輪面間的壓力的減少，則：F0FQa1F0F0F0FQ（5）作用在軸上的壓力僅考慮到預(yù)緊力作用下的壓力作用：（4）所需的預(yù)拉力如果考慮到離心力使帶與輪面間的壓力的減少，25第四節(jié)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及其傳動(dòng)比彈性滑動(dòng)

—是指正常工作時(shí)的微量滑動(dòng)現(xiàn)象，是由拉力差（即帶的緊邊與松邊拉力不等）引起的，不可避免。彈性滑動(dòng)是如何產(chǎn)生的？因

F1>F2故松緊邊單位長(zhǎng)度上的變形量不等。1、彈性滑動(dòng)（creep）由于帶是彈性體，受力不同時(shí)變形量不等。第四節(jié)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及其傳動(dòng)比彈性滑動(dòng)—是指正常工26當(dāng)帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，由于拉力逐漸減小，所以帶逐漸縮短，這時(shí)帶沿主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向相反方向滑動(dòng)，使帶的速度V落后于主動(dòng)輪的圓周速度V1。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動(dòng)輪上。但情況有何不同？由此可見：彈性滑動(dòng)是由彈性變形（elasticstentch）和拉力差（differenttension）引起的。當(dāng)帶繞過從動(dòng)輪時(shí)，由于拉力逐漸增大，所以帶逐漸伸長(zhǎng)，這時(shí)帶沿從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向相同方向滑動(dòng)，使帶的速度V超前于從動(dòng)輪的圓周速度V2.彈性滑動(dòng)引起的不良后果：●使從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪，即v2<v1；●產(chǎn)生摩擦功率損失，降低了傳動(dòng)效率；●引起帶的磨損，并使帶溫度升高。當(dāng)帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，由于拉力逐漸減小，所以帶逐漸27正常傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)并不在全部接觸弧上發(fā)生。接觸弧可分為動(dòng)弧和靜弧兩部分。在動(dòng)弧上，帶發(fā)生彈性滑動(dòng)；而在靜弧上帶和帶輪間保持相對(duì)靜止。隨著有效圓周力的增加，動(dòng)弧區(qū)域?qū)⒅饾u擴(kuò)展，當(dāng)有效圓周力達(dá)到最大值時(shí)，小帶輪上動(dòng)弧將擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧。如果繼續(xù)加大工作載荷，則帶沿小帶輪輪緣表面將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即出現(xiàn)打滑。2、彈性滑動(dòng)與打滑所以打滑現(xiàn)象是由于過載引起的全面滑動(dòng)，是帶傳動(dòng)的一種失效形式，應(yīng)當(dāng)避免。正常傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)并不在全部接觸弧上發(fā)生。接觸弧可分為28設(shè)dd1、dd2為主、從動(dòng)輪的直徑，mm；n1、n2為主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速,r/min，則兩輪的圓周速度分別為：3、傳動(dòng)比滑動(dòng)率ε—帶的彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的降低率。傳動(dòng)比i：實(shí)際傳動(dòng)比理論傳動(dòng)比ε反映了彈性滑動(dòng)的大小，ε隨載荷的改變而改變。載荷越大，ε越大，傳動(dòng)比的變化越大。對(duì)于V帶：ε≈0.01～0.02,一般計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)設(shè)dd1、dd2為主、從動(dòng)輪的直徑，mm；n1、n2為主、從29第五節(jié)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、帶傳動(dòng)的主要失效形式●打滑●變應(yīng)力引起的疲勞破壞－。在保證不打滑的前提下，具有足夠的疲勞壽命。要保證帶的疲勞壽命，應(yīng)使最大應(yīng)力不超過許用應(yīng)力：－不疲勞的要求或：2、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3、單根V帶所能傳遞的功率－承載能力計(jì)算第五節(jié)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、帶傳動(dòng)的主要失效形式●30根據(jù)歐拉公式，即將打滑時(shí)的最大有效拉力為：－不打滑的要求則：由此得單根帶所能傳遞的功率：此式包含了不打滑、不疲勞兩個(gè)條件。當(dāng)載荷平穩(wěn)、包角α1＝180o（i＝1）、帶長(zhǎng)Ld為特定長(zhǎng)度、強(qiáng)力層為化學(xué)纖維線繩結(jié)構(gòu)條件下，單根V帶傳遞的基本額定功率P0見P205表10-5。根據(jù)歐拉公式，即將打滑時(shí)的最大有效拉力為：－不打滑的要求則：31當(dāng)實(shí)際工作條件與上述條件不同時(shí)（如傳動(dòng)比、包角、工況等），單根V帶所能傳遞的功率為多少？當(dāng)i≠1時(shí)從動(dòng)輪直徑比主動(dòng)輪直徑大，帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力較繞過小帶輪時(shí)小，故其傳動(dòng)能力有所提高，其功率增量為?P0

。1）傳動(dòng)比i≠1Kb——彎曲影響系數(shù)，是考慮不同型號(hào)帶彎曲應(yīng)力的差異，參見P206表10-6。Ki——傳動(dòng)比系數(shù)，是考慮不同傳動(dòng)比對(duì)帶彎曲應(yīng)力的影響，參見P206表10-7。當(dāng)實(shí)際工作條件與上述條件不同時(shí)（如傳動(dòng)比、包角32考慮包角不等于180°時(shí)傳動(dòng)能力有所下降。引入包角修正系數(shù)Kα

（其值參見P206表10-8）；帶越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，則帶的疲勞壽命越長(zhǎng)。相反，短帶的壽命短。引入帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL

（其值參見P198表10－2）2）包角α≠180°3）帶長(zhǎng)L

≠特定長(zhǎng)度綜合考慮以上因素，得到實(shí)際條件下單根V帶所能傳遞的最大功率[P0]的大小?？紤]包角不等于180°時(shí)傳動(dòng)能力有所下降。引入包角修正系數(shù)K33工況系數(shù)P206表10-94、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程帶的型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速查P207圖10-12選取1）確定計(jì)算功率Pc名義功率（需要傳遞的功率）2）選取帶型號(hào)工況系數(shù)P206表10-94、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程帶的343）帶輪直徑的選擇小輪直徑dd1應(yīng)該大于等于最小直徑ddmin，P203表10-4。當(dāng)帶的材質(zhì)和厚度一定時(shí)，帶輪直徑減小，則帶的彎曲應(yīng)力按比例增大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)帶輪直徑減小到某一數(shù)值時(shí)，帶的使用壽命將急劇降低，因此，規(guī)定了各種型號(hào)V帶輪的許用最小直徑ddmin。大輪直徑dd2按以下公式計(jì)算：然后按P203表10-4選取最接近的基準(zhǔn)直徑值。3）帶輪直徑的選擇小輪直徑dd1應(yīng)該大于等于最小直徑ddmi35b）驗(yàn)算小帶輪帶速:離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力↓，傳遞載荷能力↓；且?guī)龠^高，會(huì)增加帶在單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，使帶的疲勞壽命降低。所以普通V帶：vmax

≤25m/sv太小:由P=FV可知，傳遞同樣功率P時(shí)，圓周力F太大，壽命↓，一般應(yīng)使帶速大于5m/s。v太大:4）驗(yàn)算帶速a）驗(yàn)算大帶輪轉(zhuǎn)速誤差:b）驗(yàn)算小帶輪帶速:離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力↓365）確定中心距a、基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld可根據(jù)P198表10-2確定?？紤]到安裝調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為：再調(diào)整實(shí)際中心距為：初選中心距a0：根據(jù)中心距a0計(jì)算帶長(zhǎng)L0：選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld：5）確定中心距a、基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld可根據(jù)P19376）驗(yàn)算小帶輪包角α1V帶傳動(dòng)的包角一般不小于120o，個(gè)別情況下可小到90o。7）普通V帶根數(shù)z的確定6）驗(yàn)算小帶輪包角α1V帶傳動(dòng)的包角一般不小于120o，個(gè)別38對(duì)于新帶，受力后易變形，因此安裝新帶時(shí)，取上式的1.5倍。8）計(jì)算初拉力F0和壓軸力FQ對(duì)于V帶傳動(dòng)，既能保證功率又不出現(xiàn)打滑時(shí)的單根傳動(dòng)帶最合適的初拉力F0可由下式計(jì)算：帶傳動(dòng)對(duì)帶輪軸的壓力很大，會(huì)影響到后續(xù)軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算，故需計(jì)算壓軸力FQ。對(duì)于新帶，受力后易變形，因此安裝新帶時(shí)，取上式的1.5倍。839第六節(jié)帶輪的結(jié)構(gòu)二、帶輪材料可采用鑄鋼(caststeel)或鋼板沖壓(steelpuntched)后焊接塑料(plastic)、木材(wooden)高速：其他：帶輪常用鑄鐵(castiron)制造(允許的最大圓周速度v＝25m/s)。一、設(shè)計(jì)要求重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、質(zhì)量分布均勻，高速時(shí)要經(jīng)動(dòng)平衡，輪槽表面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般為1.6），以減輕帶的磨損。各輪槽尺寸與角度要有一定的精度，以使載荷分布較均勻。第六節(jié)帶輪的結(jié)構(gòu)二、帶輪材料40四、結(jié)構(gòu)尺寸1）實(shí)心式

dd≤(2.5～3)d(軸徑)2)腹板式dd≤300mm3）孔板式dd≤300mm(D1-d1≥100mm)4）輪輻式dd≥300mm三、帶輪楔角(wedgeangle)與皮帶截面夾角的關(guān)系普通V帶兩側(cè)面的夾角均為40，帶輪輪槽的楔角比皮帶截面夾角小，其目的是為了使皮帶在彎曲后仍能緊貼輪槽的兩面。一般輪槽的楔角等于32

、34

、36或38

。帶輪由輪緣(flange)、腹板（輪輻spoke）和輪轂(hub)三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯(lián)接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯(lián)接成一整體。

V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式四、結(jié)構(gòu)尺寸1）實(shí)心式dd≤(2.5～3)d(軸徑)41SolidpulleywebpulleySolidpulleywebpulley42holepulleyspokepulleyholepulleyspokepulley43第七節(jié)帶的安裝、張緊與維護(hù)

(Installation,TensionerandMaintenanceofBelts)初拉力的控制：安裝V帶時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。對(duì)于中等中心距的帶傳動(dòng)，也可憑經(jīng)驗(yàn)安裝，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜。新帶使用前，最好預(yù)先拉緊一段時(shí)間后再使用。一、帶的安裝帶在輪槽中的位置必須正確。第七節(jié)帶的安裝、張緊與維護(hù)

(Installation44由于各種皮帶都不是完全的彈性體，經(jīng)過一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生塑性變形而松弛；同時(shí)，由于磨損的存在，也會(huì)使初拉力F0下降，所以必須定期檢查初拉力，發(fā)現(xiàn)不足必須重新張緊。常用的張緊裝置有三種：二、帶的張緊帶傳動(dòng)常用的張緊方法是調(diào)節(jié)中心距。由于各種皮帶都不是完全的彈性體，經(jīng)過一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生塑性變45中心距不能調(diào)節(jié)，可采用具有張緊輪的裝置。張緊輪位置：①松邊常用內(nèi)側(cè)靠大輪②松邊外側(cè)靠小輪

自動(dòng)張緊中心距不能調(diào)節(jié)，可采用具有張緊輪的裝置。張緊輪位置：①松邊常46①安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小中心距a或順勢(shì)盤上）②帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免腐蝕帶，不能曝曬③不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不勻④防護(hù)罩⑤定期張緊⑥安裝時(shí)兩輪槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)，處于同一平面三、帶的維護(hù)

①安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小中心距a或順勢(shì)盤上）三、帶的維護(hù)47第八章帶傳動(dòng)

(TransmissionofBelts)第八章帶傳動(dòng)

(TransmissionofB481.了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；2.掌握帶傳動(dòng)的受力分析、應(yīng)力分析、主要失效形式及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則；3.學(xué)會(huì)普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，并能合理地確定各種參數(shù)。一.教學(xué)目標(biāo)二．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)難點(diǎn)：1)帶的彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別;2)保證帶不打滑的條件與影響因素;3)保證帶具有一定疲勞壽命的條件和影響因素。重點(diǎn)：1)帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析;2)帶傳動(dòng)的主要失效形式及設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則;3)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.了解帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；一49第一節(jié)帶傳動(dòng)概述一、帶傳動(dòng)的組成及工作原理組成——帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪1(drivingpulley)、從動(dòng)輪2(drivenpulley)和傳動(dòng)帶3(belt)組成。傳動(dòng)原理——工作時(shí)依靠帶與帶輪之間的摩擦(friction)或嚙合(meshing)來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

主動(dòng)輪1從動(dòng)輪2傳動(dòng)帶3第一節(jié)帶傳動(dòng)概述一、帶傳動(dòng)的組成及工作原理組成——帶傳50優(yōu)點(diǎn)(advantages)：1）中心距變化范圍大，適宜遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；2）過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑(slip)，可以防止其它零件的損壞；3）制造和安裝精度不嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉；4）能起到緩沖(shock)和吸收振動(dòng)(vibration)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。5）維護(hù)方便，不需要潤(rùn)滑等。缺點(diǎn)(disadvantages)：1）摩擦型帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)（creep），不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比（exactspeedratio），傳動(dòng)效率較低；2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力較大；3）打滑現(xiàn)象使得帶的壽命較短。4）帶與帶輪間會(huì)產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場(chǎng)合。

二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(advantages)：二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)51三、帶傳動(dòng)的主要類型與應(yīng)用類型平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)摩擦型(frictiontype)嚙合型(meshingtype)同步帶(timingbelt)圓形帶

——摩擦牽引力大——摩擦牽引力大——牽引力小，用于儀器V帶傳動(dòng)應(yīng)用最廣，通常帶速v=5~25m/s，傳動(dòng)比：i≤7，傳遞功率P≤700kW，效率η≈0.9~0.95

。同步帶傳動(dòng)兼有帶傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，既可保證傳動(dòng)比準(zhǔn)確，也可保證較高的傳動(dòng)效率（98％以上）；適應(yīng)的傳動(dòng)比較大，可達(dá)10，且適應(yīng)于較高的速度，帶速可達(dá)50m／s。三、帶傳動(dòng)的主要類型與應(yīng)用類型平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)摩52（1）平帶傳動(dòng)(flat-beltdrives)半交叉?zhèn)鲃?dòng)(quarter-turndrives)交叉?zhèn)鲃?dòng)(crossed-beltdrives)工作面應(yīng)用不太廣，例如：高速磨床。（1）平帶傳動(dòng)(flat-beltdrives)半交叉?zhèn)?3（2）V帶傳動(dòng)(V-beltdrives)V帶也稱三角帶工作面QFNFNQFN承載能力較平帶大，常多根并用。應(yīng)用最為廣泛，如發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）V帶傳動(dòng)(V-beltdrives)工作面QFNF54其截面形狀為圓形，牽引能力小，常用于儀器和家用機(jī)械中。相當(dāng)于平帶與多根V帶的組合兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場(chǎng)合。（3）多楔帶傳動(dòng)(multipleV-beltdrives)（4）圓形帶傳動(dòng)(round-beltdrives)其截面形狀為圓形，牽引能力小，常用于儀器和家用機(jī)械中。相當(dāng)于55四、帶傳動(dòng)的參數(shù)(parameters)中心距a(centerdistance)：當(dāng)帶處于張緊狀態(tài)時(shí)，兩帶輪軸線間的距離稱為中心距a。帶長(zhǎng)L(beltlength):帶的計(jì)算長(zhǎng)度。式中“＋”適用大輪包角2，“－”適用小輪包角1包角(contactangle):帶與帶輪接觸弧所對(duì)的中心角。帶的主要幾何參數(shù)之間有如下近似關(guān)系：四、帶傳動(dòng)的參數(shù)(parameters)中心距a(cente56抗拉體是承受負(fù)載拉力的主體。目前普遍采用化學(xué)纖維織物。頂膠和底膠分別承受彎曲時(shí)的拉伸和壓縮。采用彈性好的膠料。包布材料采用橡膠帆布，可起耐磨和保護(hù)作用。五、普通V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)包布頂膠抗拉體底膠簾布結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖所示?？估w是承受負(fù)載拉力的主體。目前普遍采用化學(xué)纖維織物。頂膠和57V帶有普通V帶、寬V帶、窄V帶、大楔角V帶、汽車V帶等等，都是標(biāo)準(zhǔn)件，在手冊(cè)中都可以查到。一般多使用普通V帶。V帶楔角為40o，按截面尺寸由小到大普通V帶國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有Y、Z、A、B、C、D、E等7種型號(hào)。當(dāng)帶垂直底邊彎曲時(shí)，帶中原長(zhǎng)度保持不變的一條周線稱作節(jié)線，而全部節(jié)線所組成的面稱作節(jié)面（或中性層），節(jié)面的寬度稱作節(jié)寬，用bp表示。其截面尺寸見P145表8-1

。bpYZABCDEF節(jié)寬(bp)：V帶有普通V帶、寬V帶、窄V帶、大楔角V帶、汽車V帶等等，都58基準(zhǔn)直徑（節(jié)徑）

dd：在輪槽基準(zhǔn)寬度處的直徑。基準(zhǔn)長(zhǎng)度

Ld：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于測(cè)量帶輪的基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度稱為（參見P146表8-2）。dd普通V帶的標(biāo)記均由帶型、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)組成。A1400GB/T1154—1997如：bd基準(zhǔn)寬度bd：V帶的節(jié)面在輪槽內(nèi)的相應(yīng)位置的寬度。標(biāo)記：基準(zhǔn)直徑（節(jié)徑）dd：在輪槽基準(zhǔn)寬度處的直徑?；鶞?zhǔn)長(zhǎng)度L59第二節(jié)帶傳動(dòng)的受力分析一、受力分析(forceanalysis)Ffn2FfF1帶工作前：帶工作時(shí)：F0F0此時(shí)，帶只受初拉力F0作用n1F2F2松邊(slackside)－退出主動(dòng)輪的一邊緊邊(tightside)－進(jìn)入主動(dòng)輪的一邊由于摩擦力的作用：緊邊拉力--由F0增加到F1；松邊拉力--由F0減小到F2。F1第二節(jié)帶傳動(dòng)的受力分析一、受力分析(forceanal60Ff=F1–F2=Fe

Fe－有效拉力，即圓周力（peripheralforce）

假設(shè)工作后傳動(dòng)帶總長(zhǎng)度不變（即緊邊拉伸增量＝松邊拉伸減量），且?guī)榫€彈性體，則F1-F0＝F0–F2F0＝(F1＋F

2)/2P

＝Fev/1000kWP增大時(shí)，所需的Fe(即Ff)加大，但Ff不可能無限增大。

當(dāng)Ff達(dá)到極限值Fflim時(shí)，帶傳動(dòng)處于即將打滑的臨界狀態(tài)。此時(shí)，F(xiàn)1達(dá)到最大，而F2達(dá)到最小，并且滿足以下關(guān)系：Fe與傳遞功率P為的關(guān)系為：根據(jù)力平衡條件，得——（1）——（2）——（3）柔韌體摩擦歐拉公式————（4）歐拉公式反映了帶傳動(dòng)喪失工作能力之前，緊、松邊拉力的最大比值。Ff=F1–F2=FeFe－有效拉力，即圓周力61打滑：二、帶傳動(dòng)的最大有效圓周拉力當(dāng)帶所要傳遞的圓周力Fe超過帶與輪面之間的極限摩擦力總和Ff時(shí)，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)。

當(dāng)帶有打滑趨勢(shì)時(shí),摩擦力達(dá)到極限值，帶的有效拉力也達(dá)到最大值。Femax=F1–F2打滑：二、帶傳動(dòng)的最大有效圓周拉力當(dāng)帶所要傳遞的圓周力Fe超62初拉力F0：Fe

與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳動(dòng)能力，避免打滑。但F0過大，將使帶發(fā)熱和磨損加劇，從而縮短帶的壽命。三、影響最大有效圓周拉力的幾個(gè)因素：初拉力的控制：安裝V帶時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。對(duì)于中等中心距的帶傳動(dòng)，也可憑經(jīng)驗(yàn)安裝，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜。新帶使用前，最好預(yù)先拉緊一段時(shí)間后再使用。初拉力F0：Fe與F0成正比，增大F0有利于提高帶的傳63包角

：因?yàn)棣猎酱?，帶和帶輪接觸面間的摩擦力總和也越大，傳動(dòng)能力就增強(qiáng)。

↑↑→F摩擦系數(shù)fv：

fv↑↑→F因?yàn)閒v

越大，摩擦力就越大，傳動(dòng)能力增加。對(duì)于V帶，應(yīng)采用當(dāng)量摩擦系數(shù)fv包角：因?yàn)棣猎酱?，帶和帶輪接觸面間的摩擦力總和也越大，傳64由離心力(centrifugalforce)產(chǎn)生的拉應(yīng)力；由彎曲(bend)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。緊邊拉應(yīng)力：σ1＝F1/AMPa松邊拉應(yīng)力：σ2＝F2

/AMPa由緊邊和松邊拉力（pullforce）產(chǎn)生的拉應(yīng)力；工作時(shí)，帶橫截面上的應(yīng)力由三部分組成：A－帶的橫截面積，1、拉力F1、F2產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ1、σ2第三節(jié)帶傳動(dòng)的應(yīng)力（stress）分析由離心力(centrifugalforce)產(chǎn)生的拉應(yīng)力；652、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力σc帶繞過帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力。dFNC設(shè)：作用在微單元弧段dl的離心力為dFNC，則截取微單元弧段dl研究，其兩端拉力Fc為離心力引起的拉力。由水平方向力的平衡條件可知：微單元弧的質(zhì)量帶速（m/s)帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）帶輪半徑微單元弧對(duì)應(yīng)的圓心角?。?、離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力σc帶繞過帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力66雖然離心力只作用在做圓周運(yùn)動(dòng)的部分弧段，∴即：則離心拉力Fc產(chǎn)生的拉應(yīng)力為：注意：但其產(chǎn)生的離心拉力（或拉應(yīng)力）卻作用于帶的全長(zhǎng)，且各剖面處處相等。帶的密度雖然離心力只作用在做圓周運(yùn)動(dòng)的部分弧段，∴即：則離心拉力F67帶繞過帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，由材力公式得帶的彎曲應(yīng)力：傳動(dòng)帶的高度帶的彈性模量顯然：dd↓故：σb1>σb2帶繞過小帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力與離心拉應(yīng)力不同，彎曲應(yīng)力只作用在繞過帶輪的那一部分帶上

。dd→σb↑3、帶彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σb帶繞過帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，由材力公式得帶的彎曲應(yīng)力：傳動(dòng)帶的高度68帶橫截面的應(yīng)力為三部分應(yīng)力之和。最大應(yīng)力發(fā)生在:緊邊開始進(jìn)入小帶輪處。帶受變應(yīng)力作用，這將使帶產(chǎn)生疲勞破壞。各剖面的應(yīng)力分布為：由此可知：帶橫截面的應(yīng)力為三部分應(yīng)力之和。最大應(yīng)力發(fā)生在:緊邊開始進(jìn)入69

一平皮帶傳動(dòng)，傳遞的功率P=15kW，帶速v=15m/s，帶在小輪上的包角1=170o（2.97rad），帶的厚度=4.8mm，寬度b=100mm，帶的密度=1×10-3kg/cm3，帶與輪面間的摩擦系數(shù)f=0.3。求1）傳遞的圓周力；2）緊邊、松邊拉力；3）由于離心力在帶中引起的拉力；4）所需的預(yù)拉力；5）作用在軸上的壓力。例題一平皮帶傳動(dòng)，傳遞的功率P=15kW，帶速v=170（2）緊邊、松邊拉力（1）傳遞的圓周力（3）求由于離心力產(chǎn)生的拉力：（2）緊邊、松邊拉力（1）傳遞的圓周力（3）求由于離心力產(chǎn)生71（4）所需的預(yù)拉力如果考慮到離心力使帶與輪面間的壓力的減少，則：F0FQa1F0F0F0FQ（5）作用在軸上的壓力僅考慮到預(yù)緊力作用下的壓力作用：（4）所需的預(yù)拉力如果考慮到離心力使帶與輪面間的壓力的減少，72第四節(jié)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及其傳動(dòng)比彈性滑動(dòng)

—是指正常工作時(shí)的微量滑動(dòng)現(xiàn)象，是由拉力差（即帶的緊邊與松邊拉力不等）引起的，不可避免。彈性滑動(dòng)是如何產(chǎn)生的？因

F1>F2故松緊邊單位長(zhǎng)度上的變形量不等。1、彈性滑動(dòng)（creep）由于帶是彈性體，受力不同時(shí)變形量不等。第四節(jié)帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及其傳動(dòng)比彈性滑動(dòng)—是指正常工73當(dāng)帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，由于拉力逐漸減小，所以帶逐漸縮短，這時(shí)帶沿主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向相反方向滑動(dòng)，使帶的速度V落后于主動(dòng)輪的圓周速度V1。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動(dòng)輪上。但情況有何不同？由此可見：彈性滑動(dòng)是由彈性變形（elasticstentch）和拉力差（differenttension）引起的。當(dāng)帶繞過從動(dòng)輪時(shí)，由于拉力逐漸增大，所以帶逐漸伸長(zhǎng)，這時(shí)帶沿從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向相同方向滑動(dòng)，使帶的速度V超前于從動(dòng)輪的圓周速度V2.彈性滑動(dòng)引起的不良后果：●使從動(dòng)輪的圓周速度低于主動(dòng)輪，即v2<v1；●產(chǎn)生摩擦功率損失，降低了傳動(dòng)效率；●引起帶的磨損，并使帶溫度升高。當(dāng)帶繞過主動(dòng)輪時(shí)，由于拉力逐漸減小，所以帶逐漸74正常傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)并不在全部接觸弧上發(fā)生。接觸弧可分為動(dòng)弧和靜弧兩部分。在動(dòng)弧上，帶發(fā)生彈性滑動(dòng)；而在靜弧上帶和帶輪間保持相對(duì)靜止。隨著有效圓周力的增加，動(dòng)弧區(qū)域?qū)⒅饾u擴(kuò)展，當(dāng)有效圓周力達(dá)到最大值時(shí)，小帶輪上動(dòng)弧將擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧。如果繼續(xù)加大工作載荷，則帶沿小帶輪輪緣表面將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，即出現(xiàn)打滑。2、彈性滑動(dòng)與打滑所以打滑現(xiàn)象是由于過載引起的全面滑動(dòng)，是帶傳動(dòng)的一種失效形式，應(yīng)當(dāng)避免。正常傳動(dòng)中，帶的彈性滑動(dòng)并不在全部接觸弧上發(fā)生。接觸弧可分為75設(shè)dd1、dd2為主、從動(dòng)輪的直徑，mm；n1、n2為主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速,r/min，則兩輪的圓周速度分別為：3、傳動(dòng)比滑動(dòng)率ε—帶的彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的降低率。傳動(dòng)比i：實(shí)際傳動(dòng)比理論傳動(dòng)比ε反映了彈性滑動(dòng)的大小，ε隨載荷的改變而改變。載荷越大，ε越大，傳動(dòng)比的變化越大。對(duì)于V帶：ε≈0.01～0.02,一般計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)設(shè)dd1、dd2為主、從動(dòng)輪的直徑，mm；n1、n2為主、從76第五節(jié)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、帶傳動(dòng)的主要失效形式●打滑●變應(yīng)力引起的疲勞破壞－。在保證不打滑的前提下，具有足夠的疲勞壽命。要保證帶的疲勞壽命，應(yīng)使最大應(yīng)力不超過許用應(yīng)力：－不疲勞的要求或：2、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3、單根V帶所能傳遞的功率－承載能力計(jì)算第五節(jié)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、帶傳動(dòng)的主要失效形式●77根據(jù)歐拉公式，即將打滑時(shí)的最大有效拉力為：－不打滑的要求則：由此得單根帶所能傳遞的功率：此式包含了不打滑、不疲勞兩個(gè)條件。當(dāng)載荷平穩(wěn)、包角α1＝180o（i＝1）、帶長(zhǎng)Ld為特定長(zhǎng)度、強(qiáng)力層為化學(xué)纖維線繩結(jié)構(gòu)條件下，單根V帶傳遞的基本額定功率P0見P205表10-5。根據(jù)歐拉公式，即將打滑時(shí)的最大有效拉力為：－不打滑的要求則：78當(dāng)實(shí)際工作條件與上述條件不同時(shí)（如傳動(dòng)比、包角、工況等），單根V帶所能傳遞的功率為多少？當(dāng)i≠1時(shí)從動(dòng)輪直徑比主動(dòng)輪直徑大，帶繞過大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力較繞過小帶輪時(shí)小，故其傳動(dòng)能力有所提高，其功率增量為?P0

。1）傳動(dòng)比i≠1Kb——彎曲影響系數(shù)，是考慮不同型號(hào)帶彎曲應(yīng)力的差異，參見P206表10-6。Ki——傳動(dòng)比系數(shù)，是考慮不同傳動(dòng)比對(duì)帶彎曲應(yīng)力的影響，參見P206表10-7。當(dāng)實(shí)際工作條件與上述條件不同時(shí)（如傳動(dòng)比、包角79考慮包角不等于180°時(shí)傳動(dòng)能力有所下降。引入包角修正系數(shù)Kα

（其值參見P206表10-8）；帶越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少，則帶的疲勞壽命越長(zhǎng)。相反，短帶的壽命短。引入帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL

（其值參見P198表10－2）2）包角α≠180°3）帶長(zhǎng)L

≠特定長(zhǎng)度綜合考慮以上因素，得到實(shí)際條件下單根V帶所能傳遞的最大功率[P0]的大小?？紤]包角不等于180°時(shí)傳動(dòng)能力有所下降。引入包角修正系數(shù)K80工況系數(shù)P206表10-94、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程帶的型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速查P207圖10-12選取1）確定計(jì)算功率Pc名義功率（需要傳遞的功率）2）選取帶型號(hào)工況系數(shù)P206表10-94、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程帶的813）帶輪直徑的選擇小輪直徑dd1應(yīng)該大于等于最小直徑ddmin，P203表10-4。當(dāng)帶的材質(zhì)和厚度一定時(shí)，帶輪直徑減小，則帶的彎曲應(yīng)力按比例增大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)帶輪直徑減小到某一數(shù)值時(shí)，帶的使用壽命將急劇降低，因此，規(guī)定了各種型號(hào)V帶輪的許用最小直徑ddmin。大輪直徑dd2按以下公式計(jì)算：然后按P203表10-4選取最接近的基準(zhǔn)直徑值。3）帶輪直徑的選擇小輪直徑dd1應(yīng)該大于等于最小直徑ddmi82b）驗(yàn)算小帶輪帶速:離心力太大，帶與輪的正壓力減小，摩擦力↓，傳遞載荷能力↓；且?guī)龠^高，會(huì)增加帶在單位時(shí)間內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，使帶的疲勞壽命降低。所以普通V帶：vmax

≤25m/sv太小:由P=FV可知，傳遞同樣功率P時(shí)，圓周力F太大，壽命↓，一般應(yīng)使帶速大于5m/s。v太大:4）驗(yàn)算帶速a）驗(yàn)算大帶輪轉(zhuǎn)速誤差:b）驗(yàn)算小帶輪帶速:離心