皮帶傳動(dòng)課件

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第8章皮帶傳動(dòng)8.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)8.2普通V帶和V帶輪8.3帶傳動(dòng)的工作能力分析8.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.5帶傳動(dòng)的張緊維護(hù)與安裝1

高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材第8章皮帶傳動(dòng)18.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

帶傳動(dòng)是應(yīng)用很廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相距較遠(yuǎn)時(shí),常采用這種傳動(dòng)方式。帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪1、從動(dòng)帶輪2和撓性帶3組成，借助帶與帶輪之間的摩擦或相互嚙合，將主動(dòng)輪1的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)輪2，如圖8-1所示。高職高專“十一五”規(guī)劃教材根據(jù)工作原理不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩類。具體應(yīng)用特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合見(jiàn)表8-1。8.1.1帶傳動(dòng)的類型圖8-1工作原理圖

（a）（b）（c）圖8-2平帶傳動(dòng)形式28.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)帶傳動(dòng)高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材傳動(dòng)方式傳動(dòng)原理類型示意圖特點(diǎn)及應(yīng)用摩擦帶傳動(dòng)摩擦帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)的。按帶的橫截面形狀不同可分為四種類型，如圖8-2所示。平帶傳動(dòng)平帶的橫截面為扁平矩形，其工作面為內(nèi)表面。常用的平帶為橡膠帆布帶。

平帶傳動(dòng)的形式一般有三種：最常用的是兩軸平行，轉(zhuǎn)向相同的開(kāi)口傳動(dòng)（見(jiàn)圖8-2a）；還有兩軸平行，轉(zhuǎn)向相反的交叉?zhèn)鲃?dòng)（見(jiàn)圖8-2b）和兩軸在空間交錯(cuò)90°的半交叉?zhèn)鲃?dòng)（見(jiàn)圖8-2c）。V帶傳動(dòng)V帶的橫截面為梯形，其工作面為兩側(cè)面。V帶傳動(dòng)由一根或數(shù)根V帶和帶輪組成。V帶與平帶相比，由于正壓力作用在楔形截面的兩側(cè)面上，在同樣的張緊力條件下，V帶傳動(dòng)的摩擦力約為平帶傳動(dòng)的三倍，能傳遞較大的載荷，故V帶傳動(dòng)應(yīng)用很廣泛。多楔帶傳動(dòng)多楔帶相當(dāng)于若干根V帶的組合。傳遞功率大，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，常用于要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，特別是需要V帶根數(shù)多的場(chǎng)合。圓帶傳動(dòng)圓帶的橫截面為圓形，一般用皮革或棉繩制成。圓帶傳動(dòng)只能傳遞較小的功率，如縫紉機(jī)、真空吸塵器、磁帶盤的機(jī)械傳動(dòng)等。嚙合帶傳動(dòng)靠帶齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶上的齒與帶輪上的齒相互嚙合，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。同步帶傳動(dòng)可避免帶與輪之間產(chǎn)生滑動(dòng)，以保證兩輪圓周速度同步。常用于數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、醫(yī)用機(jī)械等需要速度同步或傳動(dòng)功率較大的場(chǎng)合。齒孔帶傳動(dòng)齒孔帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶上的孔與輪上的齒相互嚙合，以傳遞運(yùn)動(dòng)。如放映機(jī)、打印機(jī)采用的是齒孔帶傳動(dòng)，被輸送的膠片和紙張就是齒孔帶。表8-1V帶傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用3高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材傳動(dòng)方式傳動(dòng)原理類型高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)

與其它機(jī)械傳動(dòng)相比，摩擦帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)方便；適宜用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。(2)膠帶富有彈性，能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。(3)過(guò)載時(shí)可產(chǎn)生打滑、能防止薄弱零件的損壞，起安全保護(hù)作用。(4)帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動(dòng)但不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率較低。(5)傳動(dòng)帶需張緊在帶輪上，對(duì)軸和軸承的壓力較大。(6)外廓尺寸大,結(jié)構(gòu)不夠緊湊。(7)帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。根據(jù)上述特點(diǎn)，帶傳動(dòng)多用于：①中、小功率傳動(dòng)（通常不大于100kW）；②原動(dòng)機(jī)輸出軸的第一級(jí)傳動(dòng)（高速級(jí)）；③傳動(dòng)比要求不十分準(zhǔn)確的機(jī)械。4高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)高職高專“十一五”規(guī)劃教材

8.2普通V帶和V帶輪V帶分為普通V帶、窄V帶、大楔角V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣。8.2.1普通V帶1．普通V帶的構(gòu)造

標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形，截面形狀為等腰梯形，兩側(cè)面的夾角=40°。其橫截面由1伸張層、強(qiáng)力層2、壓縮層3和包布層4構(gòu)成，如圖8-3所示。a)簾布結(jié)構(gòu)b)線繩結(jié)構(gòu)圖8-3V帶結(jié)構(gòu)強(qiáng)力層是承受載荷的主體，分為簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)兩種。簾布結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高，制造方便。線繩結(jié)構(gòu)比較柔軟，彎曲性能較好，但拉伸強(qiáng)度低，常用于載荷不大，直徑較小的帶輪和轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。伸張層和壓縮層均由膠料組成，包布層由膠帆布組成，是帶的保護(hù)層。5高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.2普通V帶和2．普通V帶規(guī)格

普通V帶的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。各種型號(hào)的普通V帶的尺寸見(jiàn)表8-2。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-2普通V帶的型號(hào)及剖面尺寸楔角帶型節(jié)寬b（mm）頂寬b（mm）高度h（mm）質(zhì)量m(kg/m)Y5.3640.0340°Z8.51060.06A11.01380.11B14.017110.19C19.022140.33D27.032190.66E32.038231.02返回例題62．普通V帶規(guī)格高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材V帶彎繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲，外層受拉伸變長(zhǎng)，內(nèi)層受壓縮變短，兩層之間存在一層長(zhǎng)度不變的中性層，中性層面稱為節(jié)面，如圖8-4所示。節(jié)面的周長(zhǎng)為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬bp。普通V截面高度h與節(jié)寬bp的比值已標(biāo)準(zhǔn)化（約為0.7）。帶的型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度都?jí)河≡谀z帶的外表面上，以供識(shí)別和選用。例如，B2240GB/T11544-97，表示B型V帶，帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為2240mm。圖8-4V帶的節(jié)面和節(jié)線7高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材V帶彎繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲，外8.2.2V帶帶輪1．帶輪的材料帶輪材料常采用HT150、HT200等灰鑄鐵制造。帶速較高、功率較大時(shí)宜采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接，小功率傳動(dòng)時(shí)可采用鑄鋁或塑料。2．帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪按輪輻結(jié)構(gòu)不同分為四種型式，如圖8-5所示。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑來(lái)確定其結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)dd≤（1.5～3）dh

(dh為軸的直徑)時(shí),可采用實(shí)心帶輪（圖a）；當(dāng)dd≤300mm時(shí)，可采用輻板帶輪（圖b）；當(dāng)dd≤400mm時(shí)，可采用孔板帶輪（圖c）；當(dāng)dd＞400mm時(shí)，可采用橢圓剖面的輪輻帶輪（圖d）。

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88.2.2V帶帶輪高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8高職高專“十一五”規(guī)劃教材3．帶輪的基本尺寸帶輪的基本尺寸分為輪槽尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸兩部分。參見(jiàn)表8-3、8-4和圖8-5、8-6。圖8-6輪槽剖面尺寸9高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材3．帶輪的基本尺寸圖8-6高職高專“十一五”規(guī)劃教材

表8-3V帶輪輪槽尺寸（mm）槽型YZABCDE基準(zhǔn)寬度bd5.38.511.014.019.027.032.0頂寬b6.310.113.217.22332.738.7基準(zhǔn)線上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽間距e8±0.312±0.315±0.319±0.425.5±0.537±0.644.5±0.7槽中心至輪端面間距fmin67911.5162328最小輪緣厚度δmin55.567.5101215輪緣寬度

BB=（z－1）e＋2f(z—輪槽數(shù))外徑dada=dd+2har10.2～0.5r20.5～1.01.0～1.61.6～2.01.6～2.0輪槽角φ(°)32對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)直徑dd≤60－－－－－－34－≤80≤118≤190≤315－－36＞60－－－－≤475≤60038－＞80＞118＞190＞315＞475＞600注:①輪槽角φ＜V帶楔角是為了保證V帶繞在帶輪上工作時(shí)能與輪槽側(cè)面緊密貼合；φ的極限偏差：Y.Z.A.B型為±1°，C.D.E型為±30′。②槽間距e的極限偏差適用于任何兩個(gè)輪槽對(duì)稱中心面的距離，不論相鄰與否。10高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-3V帶輪輪槽尺高職高專“十一五”規(guī)劃教材

帶輪外型結(jié)構(gòu)尺寸Ld1da(1.5～2)

dh(1.8～2)

dhdd＋2hadh由軸的設(shè)計(jì)確定輻板、孔板結(jié)構(gòu)尺寸m（da－2(H＋δ)—d1）/2；式中H=ha+hfdkm＋d1S(0.2～0.3)BS1≥1.5SS2≥0.5S橢圓輪輻結(jié)構(gòu)尺寸h1P—功率（kW）A—輪輻數(shù)n—轉(zhuǎn)速（r/min）h20.8h1α10.4h1α20.8α1f10.2

h1f20.2h2表8-4V帶輪結(jié)構(gòu)尺寸注:

B為輪緣寬度，L為帶輪輪轂寬度，其它參數(shù)意義見(jiàn)圖8-5所示。11高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材帶輪外型結(jié)構(gòu)尺寸

8.3.1帶傳動(dòng)的受力分析1．有效拉力Fe為保證帶傳動(dòng)正常工作，帶傳動(dòng)須以一定的張緊力套在帶輪上。帶傳動(dòng)靜止時(shí)，帶兩邊承受的拉力相等，稱為初拉力Fo，（見(jiàn)圖8-7a）。當(dāng)帶工作時(shí)，由于帶與帶輪間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等。進(jìn)入主動(dòng)輪的一邊被拉緊，稱為緊邊，拉力由Fo增大到F1（見(jiàn)圖8-7b）；而另一邊被放松，稱為松邊，其拉力由Fo減小到F2。高職高專“十一五”規(guī)劃教材8.3帶傳動(dòng)的工作能力分析圖8-7傳動(dòng)帶承受的拉力128.3.1帶傳動(dòng)的受力分析高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材高職高專“十一五”規(guī)劃教材

2．最大有效拉力在帶傳動(dòng)中，當(dāng)帶與帶輪表面間即將打滑時(shí)，摩擦力達(dá)到時(shí)極限值，帶所能傳遞的有效拉力也達(dá)到最大值。

8.3.2帶的應(yīng)力分析

1．帶傳動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生的三種應(yīng)力:由拉力產(chǎn)生的應(yīng)力,離心拉應(yīng)力與彎曲應(yīng)力。2．應(yīng)力分布情況三種應(yīng)力分布如圖8-8所示。帶在工作過(guò)程中，其應(yīng)力是不斷變化的，最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開(kāi)始進(jìn)入小帶輪處，其值為：

緊邊與松邊拉力的差值（F1－F2）為帶傳動(dòng)中起傳遞力矩作用的拉力，稱為有效拉力Fe，即

有效拉力Fe等于帶與帶輪接觸弧上的摩擦力總和。由摩擦的特點(diǎn)可知，在初拉力一定的情況下，帶與帶輪之間的摩擦力是有限的。當(dāng)所要傳遞的圓周力超過(guò)摩擦力總和的極限值時(shí)，帶將沿帶輪產(chǎn)生明顯的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降，以至喪失工作能力，同時(shí)也加劇了帶的磨損，因此應(yīng)盡量避免出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

圖8-8傳動(dòng)帶工作時(shí)的應(yīng)力分布13高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材2．最大有效拉力高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

8.3.3彈性滑動(dòng)和打滑1．帶的彈性滑動(dòng)帶是彈性體，受到拉力作用后將產(chǎn)生彈性變形。由于緊邊和松邊的拉力不同，彈性變形量也不同。如圖8-9所示，在主動(dòng)輪上，當(dāng)帶從緊邊A點(diǎn)轉(zhuǎn)到松邊B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力由F1逐漸降至F2，帶因彈性變形漸小而回縮，由B點(diǎn)縮回至E點(diǎn)，于是帶與帶輪之間產(chǎn)生了向后的相對(duì)滑動(dòng)，帶的圓周速度滯后于帶輪的圓周速度。這種現(xiàn)象也同樣發(fā)生在從動(dòng)輪上，但情況相反，帶將逐漸伸長(zhǎng)，這時(shí)帶的圓周速度超前于帶輪的圓周速度。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。在摩擦帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)是不可避免的。帶傳動(dòng)中，由于彈性滑動(dòng)而引起的從動(dòng)輪圓周速度v2低于主動(dòng)輪圓周速度v1的相對(duì)比率稱為滑動(dòng)率，用表示，即

圖8-9帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)在正常傳動(dòng)中，滑動(dòng)率＝0.01~0.02,故在一般計(jì)算中可忽略不計(jì)。此時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為：14高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.3.3彈性高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

2．打滑

當(dāng)需要傳遞的有效拉力（圓周力）大于極限摩檫力時(shí)，帶與帶輪間將發(fā)生全面滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損并使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇降低，致使傳動(dòng)失效。帶在大輪上包角一般大于在小輪上的包角，所以打滑總是先在小輪上開(kāi)始。帶的打滑和彈性滑動(dòng)是兩個(gè)完全不同的概念。打滑是因?yàn)檫^(guò)載引起的，因此可以避免。而彈性滑動(dòng)是由于帶的彈性和拉力差引起的，是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不可避免的現(xiàn)象。15高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材2．打滑158.4.1帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

由帶傳動(dòng)的工作情況分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式為帶的過(guò)度磨損、打滑和帶的疲勞破壞等。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度的壽命。8.4.2單根V帶的基本額定功率和許用功率

在包角=180°、特定帶長(zhǎng)、工作平穩(wěn)的條件下、單根普通V帶的基本額定功率Po見(jiàn)表8-5高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算168.4.1帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則高職高?！笆晃濉备呗毟邔！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-5單根V帶的基本額定功率Po

（kW）返回例題17高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表返回例題17高職高專“十一五”規(guī)劃教材

當(dāng)實(shí)際使用條件與特定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)Po進(jìn)行修正。修正后即得與實(shí)際條件相符的單根V帶所能傳遞的功率，稱為許用功率，用[Po]表示

式中ΔPo——功率增量，考慮傳動(dòng)比i≠1時(shí)，帶繞大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力較小，可使帶的疲勞強(qiáng)度提高，即傳遞的功率增大，ΔPo見(jiàn)表8-6；Kα——包角修正系數(shù)，見(jiàn)表8-7；Kβ——帶長(zhǎng)修正系數(shù)見(jiàn)8-8。18高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材當(dāng)實(shí)際使用條件與特定條高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-6考慮i≠1時(shí)，單根V帶的額定功率增量△Po

(kW)返回例題19高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表返回例題19高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-8普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld及帶長(zhǎng)修正系數(shù)返回例題(Ld)返回例題(KL)20高職高專“十一五”規(guī)劃教材表8-8普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)8.4.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)，通常應(yīng)已知傳動(dòng)用途、工作條件、傳遞功率、帶輪轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）及外廓尺寸等。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：V帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)、中心距、帶輪的基準(zhǔn)直徑、材料、結(jié)構(gòu)以及作用在軸上的壓力等。1.確定設(shè)計(jì)功率Pc設(shè)計(jì)功率Pc按下式計(jì)算

式中P——所需傳遞的功率（kW）KA——工況系數(shù)，按表8-9選取2.選擇V帶的型號(hào)根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pc及主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速n1，由選型圖（見(jiàn)圖8-10）初選帶的型號(hào)若選點(diǎn)落在兩種型號(hào)交界附近，則可以對(duì)兩種型號(hào)同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，最后擇優(yōu)選定。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-7包角修正系數(shù)Kα（摘自GB/T13575.1-92）返回例題218.4.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇高職高?！笆桓呗毟邔！笆晃濉币?guī)劃教材表8-9工況系數(shù)KA注：空、輕載起動(dòng)—電動(dòng)機(jī)（交流起動(dòng)、三角起動(dòng)、直流并勵(lì)）、四缸以上的內(nèi)燃機(jī)、裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī)。重載起動(dòng)－電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流起動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)）、四缸以下的內(nèi)燃機(jī)。返回例題22高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-9工況系數(shù)KA注：空、輕高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材圖8-10普通V帶選型圖返回例題23高職高專“十一五”規(guī)劃教材圖8-10普通V帶選型圖返回3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但小帶輪直徑dd1越小，帶在輪上彎曲加劇，彎曲應(yīng)力也越大，會(huì)使帶的壽命降低，因此應(yīng)對(duì)dd1作必要的限制。表8-10給出各型號(hào)普通V帶許用最小帶輪直徑ddmin。一般應(yīng)使dd1≥ddmin，并從表8-11確定標(biāo)準(zhǔn)直徑。忽略彈性滑動(dòng)的影響，大帶輪直徑dd2

dd2也應(yīng)符合帶輪直徑系列尺寸，見(jiàn)表8-11。高職高專“十一五”規(guī)劃教材

表8-10帶輪最小基準(zhǔn)直徑（mm）槽型YZABCDEddmin205075125200355500返回例題243.確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材高職高專“十一五”規(guī)劃教材表8-11普通V帶輪基準(zhǔn)直徑系列（mm）

注：括弧內(nèi)的數(shù)值盡量不選用。返回例題25高職高專“十一五”規(guī)劃教材表8-11普通V帶輪基準(zhǔn)直徑系4.驗(yàn)算帶速v

帶速太高離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，容易打滑；帶速太低，傳遞功率一定時(shí)所需的有效拉力過(guò)大，也會(huì)打滑，一般應(yīng)使v在5~25m/s范圍內(nèi)。如果帶速超過(guò)上述范圍，應(yīng)重選小帶輪直徑。5.確定中心距a及帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是適用于較大中心距的傳動(dòng)，但也不宜過(guò)大，否則將由于載荷變化而引起帶的顫動(dòng)。同時(shí)也不宜過(guò)小，中心距過(guò)小，在同一轉(zhuǎn)速下，單位時(shí)間內(nèi)帶的繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低帶的壽命，且包角減小，傳動(dòng)能力降低。設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，推薦按下式初定中心距ao

由帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系可得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算公式

根據(jù)帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度的計(jì)算值Ldo，查表8-8選取與之相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。實(shí)際中心距可用下式近似計(jì)算，即

考慮安裝及補(bǔ)償初拉力的要求，中心距的變動(dòng)范圍為高職高專“十一五”規(guī)劃教材264.驗(yàn)算帶速v高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材266.驗(yàn)算小帶輪包角小帶輪上包角1應(yīng)滿足

7.確定帶的根數(shù)Z

Z

≥帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，帶的根數(shù)Z不宜過(guò)多，一般Z<10。8.計(jì)算初拉力Fo適當(dāng)?shù)某趵o是保證帶傳動(dòng)正常工作的重要因素。Fo過(guò)小，摩擦力小，容易打滑。F0過(guò)大，不僅使軸及軸承受力過(guò)大，并使帶的壽命降低。通常單根V帶的初拉力可按下式計(jì)算高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材276.驗(yàn)算小帶輪包角高職高專“十一五”規(guī)劃教材279.計(jì)算帶對(duì)軸的壓力FQ為了設(shè)計(jì)支承帶輪的軸和軸承，需先計(jì)算帶作用于軸上的壓力FQ。FQ可按圖8-11，用下式計(jì)算

10.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式輻板、輪轂等結(jié)構(gòu)尺寸；繪制帶輪工作圖，并標(biāo)注技術(shù)要求等。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材【例8-1】設(shè)計(jì)某銑床電動(dòng)機(jī)與變速箱的普通V帶傳動(dòng)。已知所需電動(dòng)機(jī)輸出功率為P＝3.8kW（電動(dòng)機(jī)額定功率P＝4kW），主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1＝1440r/min，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2＝400r/min，要求中心距約為450mm，兩班制工作，載荷變動(dòng)較小。【解】設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程列于下表：289.計(jì)算帶對(duì)軸的壓力FQ高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材【例8-1轉(zhuǎn)速誤差為：[（405.6-400）/400]×100％=1.4％＜5％,允許。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材由表8-9查得，KA=1.2，由式（8-15）得由表8-10、8-11選帶輪基準(zhǔn)直徑，小帶輪dd1=100mm；大帶輪由式（8-12）得Ld=1600mm

由表8-8查得相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1600mm。6.初算帶長(zhǎng)Ld0a0=450mm得318.5≤ao≤910根據(jù)已知條件取中心距ao=450mm。5.初定中心距a0v=7.54m/sv在5～25m/s之間，合適。

4.驗(yàn)算帶速vdd1=100mmdd2=355mm轉(zhuǎn)速誤差＜5％,允許。3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑A型根據(jù)Pc=4.56kW，n1=1440r/min，由圖8-10確定為A型V帶。2.選擇V帶型號(hào)KA=1.2；Pc=4.56kW1.計(jì)算功率Pc結(jié)果計(jì)算過(guò)程設(shè)計(jì)項(xiàng)目按表8-11將dd2取標(biāo)準(zhǔn)為355mm，則實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速由式（8-13）由下式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ldo29高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材由表8-9查得，KA=1.2，由式高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材設(shè)計(jì)項(xiàng)目

結(jié)果7.計(jì)算中心距a

=144.7°>120°。

=144.7°>120°合適。9.確定帶的根數(shù)Z取Z=410.單根V帶初拉力F0

式中m由查得m=0.1kg/m。Fo=138N11.作用在軸的力FQ

FQ=1052N12.帶輪的零件圖根據(jù)以上確定的尺寸，繪制出從動(dòng)皮帶輪的零件圖見(jiàn)圖8-12按式（8-15）計(jì)算實(shí)際中心距a8.驗(yàn)算小帶輪的包角包角查表8-5，用插值法求得單根V帶的基本額定功率Po=1.31kW；（按

A型和dd1帶查得n1=1200r/min與n1=1460r/min時(shí)，P0的值分別為1.14kW與1.32kW，故當(dāng)n1=1440r/min時(shí)查表8-6，用插值法求得功率增量ΔPo=0.168kW；查表8-7，用插值法求得包角系數(shù)Kα=0.91；查表8-8

帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL=0.99；由式（8-17）得由式（8-18）得由式（8-19）得Po=1.31kWΔPo=0.168kWKα=0.91KL

=0.99取Z=4a=425mm計(jì)算過(guò)程表8-230高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)果7.計(jì)算中心距a高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材31高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材31高職高專“十一五”規(guī)劃教材8.5帶傳動(dòng)的張緊維護(hù)與安裝8.5.1帶傳動(dòng)的張緊帶傳動(dòng)工作一段時(shí)間后會(huì)由于塑性變形而松弛，使初拉力減小、傳動(dòng)能力下降。為了保證帶的傳動(dòng)能力，必須重新張緊。常用的張緊裝置見(jiàn)表8-12。8.5.2帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)正確的安裝和維護(hù)是保證帶傳動(dòng)正常工作、延長(zhǎng)膠帶使用壽命的有效措施，一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）選用Ｖ帶時(shí)要注意型號(hào)和長(zhǎng)度，型號(hào)要和帶輪輪槽尺寸相符合。新舊不同的Ｖ帶不能同時(shí)使用。2）傳動(dòng)帶不宜與酸、堿或礦物油等介質(zhì)接觸，工作溫度不宜超過(guò)60℃，應(yīng)避免日光暴曬。3）安裝Ｖ帶時(shí)，兩軸線應(yīng)平行，兩輪相對(duì)應(yīng)輪槽的中心線應(yīng)重合，以防帶側(cè)面磨損加??；應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。也可憑經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于中心距不太大的帶傳動(dòng)，帶的張緊程度以手按下15mm為宜。水平安裝應(yīng)保證帶的松邊在上，緊邊在下，以增大包角。4）帶傳動(dòng)裝置必須安裝安全防護(hù)罩。這樣既可防止傷人，又可以防止灰塵、油及其它雜物飛濺到帶上影響傳動(dòng)。5）裝拆時(shí)不能硬撬，應(yīng)先縮短中心距后再裝拆膠帶。裝好后再調(diào)到合適的張緊程度。

32高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.5帶傳動(dòng)的張緊維護(hù)與安裝8高職高專“十一五”規(guī)劃教材示意圖說(shuō)明

如圖（a)所示，將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)1裝在滑道2上，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘3以增大或減小中心距從而達(dá)到張緊或松開(kāi)的目的。圖（b)為把電機(jī)裝在一擺動(dòng)底座2上，通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘3調(diào)節(jié)中心距達(dá)到張緊的目的。

（b）重錘張緊把電動(dòng)機(jī)1裝在如圖（a）所示的搖擺架2上，利用電機(jī)的自重，使電機(jī)機(jī)軸心繞鉸點(diǎn)A擺動(dòng)，拉大中心距達(dá)到自動(dòng)張緊的目的。如圖（b）所示為利用重錘自動(dòng)張緊。

表8-12常用的張緊裝置改變帶長(zhǎng)自動(dòng)張緊定期張緊自動(dòng)張緊定期張緊用張緊輪張緊用調(diào)整軸的位置張緊張緊方式對(duì)有接頭的平帶，常采用定期截短帶長(zhǎng)，使帶張緊，截去長(zhǎng)度（a）自重張緊（b）擺架式（a）滑道式如圖所示為定期張緊裝置，定期調(diào)整張緊輪的位置可達(dá)到張緊的目的。V帶和同步帶張緊時(shí)，張緊輪一般放在帶的松邊內(nèi)側(cè)并應(yīng)盡量靠近大帶輪一邊，這樣可使帶只受單向彎曲，且小帶輪的包角不致過(guò)分減小。若張緊輪放置外側(cè)（中心距小或傳動(dòng)比大,需要增大小帶輪包角時(shí)），則張緊輪應(yīng)放在松邊靠近小帶輪處。

如圖所示為擺錘式自動(dòng)張緊裝置，依靠擺捶重力可使張緊輪自動(dòng)張緊。平帶傳動(dòng)時(shí)，張緊輪一般應(yīng)放在松邊外側(cè)，并要靠近小帶輪處。這樣小帶輪包角可以增大，提高了平帶的傳動(dòng)能力。33高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

本章重點(diǎn)口訣皮帶傳動(dòng)經(jīng)常見(jiàn)，多靠摩擦來(lái)傳動(dòng)。角標(biāo)符號(hào)傳動(dòng)比，主動(dòng)轉(zhuǎn)速比從動(dòng)；轉(zhuǎn)速直徑成反比，計(jì)算應(yīng)用要牢記。普通V帶有七種，最大E型最小Y。選用參數(shù)有要求：小輪直徑中心距、帶長(zhǎng)帶速和包角。傳動(dòng)能力為多大，帶的功率表中查。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)很有用，參數(shù)選定算根數(shù)，選定結(jié)構(gòu)帶輪畫。

34高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材本章重點(diǎn)口訣34思考題8-1摩擦帶傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是什么？8-2摩擦帶傳動(dòng)按膠帶截面形狀有哪幾種？各有什么特點(diǎn)?為什么傳遞動(dòng)力多采用V帶傳動(dòng)？按國(guó)標(biāo)規(guī)定，普通V帶橫截面尺寸有哪幾種？8-3帶傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是什么？8-4帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶截面上產(chǎn)生哪些應(yīng)力？應(yīng)力沿帶全長(zhǎng)是如何分布的？最大應(yīng)力在何處？8-5帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑是怎樣產(chǎn)生的？二者有何區(qū)別？它們對(duì)傳動(dòng)有何影響？是否可以避免？帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？8-6設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，如果根數(shù)過(guò)多，應(yīng)如何處理？何謂帶輪包角？包角的大小對(duì)帶傳動(dòng)能力有何影響？若小輪包角過(guò)小，可通過(guò)什么措施增大？8-7帶傳動(dòng)張緊的目的是什么？張緊輪應(yīng)安放在松邊還是緊邊上？?jī)?nèi)張緊輪應(yīng)靠近大帶輪還是小帶輪？外張緊輪又該怎樣？并分析說(shuō)明兩種張緊方式的利弊。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材35思考題8-1摩擦帶傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是什么？高職高?！笆呗毟邔！笆晃濉币?guī)劃教材

再

見(jiàn)化學(xué)工業(yè)出版社36高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

再

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第8章皮帶傳動(dòng)8.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)8.2普通V帶和V帶輪8.3帶傳動(dòng)的工作能力分析8.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算8.5帶傳動(dòng)的張緊維護(hù)與安裝37

高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材第8章皮帶傳動(dòng)18.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)

帶傳動(dòng)是應(yīng)用很廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相距較遠(yuǎn)時(shí),常采用這種傳動(dòng)方式。帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪1、從動(dòng)帶輪2和撓性帶3組成，借助帶與帶輪之間的摩擦或相互嚙合，將主動(dòng)輪1的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)輪2，如圖8-1所示。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材根據(jù)工作原理不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩類。具體應(yīng)用特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合見(jiàn)表8-1。8.1.1帶傳動(dòng)的類型圖8-1工作原理圖

（a）（b）（c）圖8-2平帶傳動(dòng)形式388.1帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)帶傳動(dòng)高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材傳動(dòng)方式傳動(dòng)原理類型示意圖特點(diǎn)及應(yīng)用摩擦帶傳動(dòng)摩擦帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)的。按帶的橫截面形狀不同可分為四種類型，如圖8-2所示。平帶傳動(dòng)平帶的橫截面為扁平矩形，其工作面為內(nèi)表面。常用的平帶為橡膠帆布帶。

平帶傳動(dòng)的形式一般有三種：最常用的是兩軸平行，轉(zhuǎn)向相同的開(kāi)口傳動(dòng)（見(jiàn)圖8-2a）；還有兩軸平行，轉(zhuǎn)向相反的交叉?zhèn)鲃?dòng)（見(jiàn)圖8-2b）和兩軸在空間交錯(cuò)90°的半交叉?zhèn)鲃?dòng)（見(jiàn)圖8-2c）。V帶傳動(dòng)V帶的橫截面為梯形，其工作面為兩側(cè)面。V帶傳動(dòng)由一根或數(shù)根V帶和帶輪組成。V帶與平帶相比，由于正壓力作用在楔形截面的兩側(cè)面上，在同樣的張緊力條件下，V帶傳動(dòng)的摩擦力約為平帶傳動(dòng)的三倍，能傳遞較大的載荷，故V帶傳動(dòng)應(yīng)用很廣泛。多楔帶傳動(dòng)多楔帶相當(dāng)于若干根V帶的組合。傳遞功率大，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，常用于要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，特別是需要V帶根數(shù)多的場(chǎng)合。圓帶傳動(dòng)圓帶的橫截面為圓形，一般用皮革或棉繩制成。圓帶傳動(dòng)只能傳遞較小的功率，如縫紉機(jī)、真空吸塵器、磁帶盤的機(jī)械傳動(dòng)等。嚙合帶傳動(dòng)靠帶齒的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力同步帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶上的齒與帶輪上的齒相互嚙合，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。同步帶傳動(dòng)可避免帶與輪之間產(chǎn)生滑動(dòng)，以保證兩輪圓周速度同步。常用于數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、醫(yī)用機(jī)械等需要速度同步或傳動(dòng)功率較大的場(chǎng)合。齒孔帶傳動(dòng)齒孔帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶上的孔與輪上的齒相互嚙合，以傳遞運(yùn)動(dòng)。如放映機(jī)、打印機(jī)采用的是齒孔帶傳動(dòng)，被輸送的膠片和紙張就是齒孔帶。表8-1V帶傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用39高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材傳動(dòng)方式傳動(dòng)原理類型高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)

與其它機(jī)械傳動(dòng)相比，摩擦帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)方便；適宜用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。(2)膠帶富有彈性，能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。(3)過(guò)載時(shí)可產(chǎn)生打滑、能防止薄弱零件的損壞，起安全保護(hù)作用。(4)帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動(dòng)但不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率較低。(5)傳動(dòng)帶需張緊在帶輪上，對(duì)軸和軸承的壓力較大。(6)外廓尺寸大,結(jié)構(gòu)不夠緊湊。(7)帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。根據(jù)上述特點(diǎn)，帶傳動(dòng)多用于：①中、小功率傳動(dòng)（通常不大于100kW）；②原動(dòng)機(jī)輸出軸的第一級(jí)傳動(dòng)（高速級(jí)）；③傳動(dòng)比要求不十分準(zhǔn)確的機(jī)械。40高職高專“十一五”規(guī)劃教材8.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

8.2普通V帶和V帶輪V帶分為普通V帶、窄V帶、大楔角V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣。8.2.1普通V帶1．普通V帶的構(gòu)造

標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形，截面形狀為等腰梯形，兩側(cè)面的夾角=40°。其橫截面由1伸張層、強(qiáng)力層2、壓縮層3和包布層4構(gòu)成，如圖8-3所示。a)簾布結(jié)構(gòu)b)線繩結(jié)構(gòu)圖8-3V帶結(jié)構(gòu)強(qiáng)力層是承受載荷的主體，分為簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié)構(gòu)兩種。簾布結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高，制造方便。線繩結(jié)構(gòu)比較柔軟，彎曲性能較好，但拉伸強(qiáng)度低，常用于載荷不大，直徑較小的帶輪和轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。伸張層和壓縮層均由膠料組成，包布層由膠帆布組成，是帶的保護(hù)層。41高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.2普通V帶和2．普通V帶規(guī)格

普通V帶的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)。各種型號(hào)的普通V帶的尺寸見(jiàn)表8-2。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-2普通V帶的型號(hào)及剖面尺寸楔角帶型節(jié)寬b（mm）頂寬b（mm）高度h（mm）質(zhì)量m(kg/m)Y5.3640.0340°Z8.51060.06A11.01380.11B14.017110.19C19.022140.33D27.032190.66E32.038231.02返回例題422．普通V帶規(guī)格高職高專“十一五”規(guī)劃教材V帶彎繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲，外層受拉伸變長(zhǎng)，內(nèi)層受壓縮變短，兩層之間存在一層長(zhǎng)度不變的中性層，中性層面稱為節(jié)面，如圖8-4所示。節(jié)面的周長(zhǎng)為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬bp。普通V截面高度h與節(jié)寬bp的比值已標(biāo)準(zhǔn)化（約為0.7）。帶的型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度都?jí)河≡谀z帶的外表面上，以供識(shí)別和選用。例如，B2240GB/T11544-97，表示B型V帶，帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為2240mm。圖8-4V帶的節(jié)面和節(jié)線43高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材V帶彎繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲，外8.2.2V帶帶輪1．帶輪的材料帶輪材料常采用HT150、HT200等灰鑄鐵制造。帶速較高、功率較大時(shí)宜采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接，小功率傳動(dòng)時(shí)可采用鑄鋁或塑料。2．帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪按輪輻結(jié)構(gòu)不同分為四種型式，如圖8-5所示。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑來(lái)確定其結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)dd≤（1.5～3）dh

(dh為軸的直徑)時(shí),可采用實(shí)心帶輪（圖a）；當(dāng)dd≤300mm時(shí)，可采用輻板帶輪（圖b）；當(dāng)dd≤400mm時(shí)，可采用孔板帶輪（圖c）；當(dāng)dd＞400mm時(shí)，可采用橢圓剖面的輪輻帶輪（圖d）。

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448.2.2V帶帶輪高職高專“十一五”規(guī)劃教材8高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材3．帶輪的基本尺寸帶輪的基本尺寸分為輪槽尺寸和結(jié)構(gòu)尺寸兩部分。參見(jiàn)表8-3、8-4和圖8-5、8-6。圖8-6輪槽剖面尺寸45高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材3．帶輪的基本尺寸圖8-6高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-3V帶輪輪槽尺寸（mm）槽型YZABCDE基準(zhǔn)寬度bd5.38.511.014.019.027.032.0頂寬b6.310.113.217.22332.738.7基準(zhǔn)線上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽間距e8±0.312±0.315±0.319±0.425.5±0.537±0.644.5±0.7槽中心至輪端面間距fmin67911.5162328最小輪緣厚度δmin55.567.5101215輪緣寬度

BB=（z－1）e＋2f(z—輪槽數(shù))外徑dada=dd+2har10.2～0.5r20.5～1.01.0～1.61.6～2.01.6～2.0輪槽角φ(°)32對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)直徑dd≤60－－－－－－34－≤80≤118≤190≤315－－36＞60－－－－≤475≤60038－＞80＞118＞190＞315＞475＞600注:①輪槽角φ＜V帶楔角是為了保證V帶繞在帶輪上工作時(shí)能與輪槽側(cè)面緊密貼合；φ的極限偏差：Y.Z.A.B型為±1°，C.D.E型為±30′。②槽間距e的極限偏差適用于任何兩個(gè)輪槽對(duì)稱中心面的距離，不論相鄰與否。46高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-3V帶輪輪槽尺高職高專“十一五”規(guī)劃教材

帶輪外型結(jié)構(gòu)尺寸Ld1da(1.5～2)

dh(1.8～2)

dhdd＋2hadh由軸的設(shè)計(jì)確定輻板、孔板結(jié)構(gòu)尺寸m（da－2(H＋δ)—d1）/2；式中H=ha+hfdkm＋d1S(0.2～0.3)BS1≥1.5SS2≥0.5S橢圓輪輻結(jié)構(gòu)尺寸h1P—功率（kW）A—輪輻數(shù)n—轉(zhuǎn)速（r/min）h20.8h1α10.4h1α20.8α1f10.2

h1f20.2h2表8-4V帶輪結(jié)構(gòu)尺寸注:

B為輪緣寬度，L為帶輪輪轂寬度，其它參數(shù)意義見(jiàn)圖8-5所示。47高職高專“十一五”規(guī)劃教材帶輪外型結(jié)構(gòu)尺寸

8.3.1帶傳動(dòng)的受力分析1．有效拉力Fe為保證帶傳動(dòng)正常工作，帶傳動(dòng)須以一定的張緊力套在帶輪上。帶傳動(dòng)靜止時(shí)，帶兩邊承受的拉力相等，稱為初拉力Fo，（見(jiàn)圖8-7a）。當(dāng)帶工作時(shí)，由于帶與帶輪間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等。進(jìn)入主動(dòng)輪的一邊被拉緊，稱為緊邊，拉力由Fo增大到F1（見(jiàn)圖8-7b）；而另一邊被放松，稱為松邊，其拉力由Fo減小到F2。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.3帶傳動(dòng)的工作能力分析圖8-7傳動(dòng)帶承受的拉力488.3.1帶傳動(dòng)的受力分析高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

2．最大有效拉力在帶傳動(dòng)中，當(dāng)帶與帶輪表面間即將打滑時(shí)，摩擦力達(dá)到時(shí)極限值，帶所能傳遞的有效拉力也達(dá)到最大值。

8.3.2帶的應(yīng)力分析

1．帶傳動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生的三種應(yīng)力:由拉力產(chǎn)生的應(yīng)力,離心拉應(yīng)力與彎曲應(yīng)力。2．應(yīng)力分布情況三種應(yīng)力分布如圖8-8所示。帶在工作過(guò)程中，其應(yīng)力是不斷變化的，最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開(kāi)始進(jìn)入小帶輪處，其值為：

緊邊與松邊拉力的差值（F1－F2）為帶傳動(dòng)中起傳遞力矩作用的拉力，稱為有效拉力Fe，即

有效拉力Fe等于帶與帶輪接觸弧上的摩擦力總和。由摩擦的特點(diǎn)可知，在初拉力一定的情況下，帶與帶輪之間的摩擦力是有限的。當(dāng)所要傳遞的圓周力超過(guò)摩擦力總和的極限值時(shí)，帶將沿帶輪產(chǎn)生明顯的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降，以至喪失工作能力，同時(shí)也加劇了帶的磨損，因此應(yīng)盡量避免出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

圖8-8傳動(dòng)帶工作時(shí)的應(yīng)力分布49高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材2．最大有效拉力高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

8.3.3彈性滑動(dòng)和打滑1．帶的彈性滑動(dòng)帶是彈性體，受到拉力作用后將產(chǎn)生彈性變形。由于緊邊和松邊的拉力不同，彈性變形量也不同。如圖8-9所示，在主動(dòng)輪上，當(dāng)帶從緊邊A點(diǎn)轉(zhuǎn)到松邊B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力由F1逐漸降至F2，帶因彈性變形漸小而回縮，由B點(diǎn)縮回至E點(diǎn)，于是帶與帶輪之間產(chǎn)生了向后的相對(duì)滑動(dòng)，帶的圓周速度滯后于帶輪的圓周速度。這種現(xiàn)象也同樣發(fā)生在從動(dòng)輪上，但情況相反，帶將逐漸伸長(zhǎng)，這時(shí)帶的圓周速度超前于帶輪的圓周速度。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。在摩擦帶傳動(dòng)中，彈性滑動(dòng)是不可避免的。帶傳動(dòng)中，由于彈性滑動(dòng)而引起的從動(dòng)輪圓周速度v2低于主動(dòng)輪圓周速度v1的相對(duì)比率稱為滑動(dòng)率，用表示，即

圖8-9帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)在正常傳動(dòng)中，滑動(dòng)率＝0.01~0.02,故在一般計(jì)算中可忽略不計(jì)。此時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為：50高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.3.3彈性高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

2．打滑

當(dāng)需要傳遞的有效拉力（圓周力）大于極限摩檫力時(shí)，帶與帶輪間將發(fā)生全面滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損并使從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇降低，致使傳動(dòng)失效。帶在大輪上包角一般大于在小輪上的包角，所以打滑總是先在小輪上開(kāi)始。帶的打滑和彈性滑動(dòng)是兩個(gè)完全不同的概念。打滑是因?yàn)檫^(guò)載引起的，因此可以避免。而彈性滑動(dòng)是由于帶的彈性和拉力差引起的，是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)不可避免的現(xiàn)象。51高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材2．打滑158.4.1帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

由帶傳動(dòng)的工作情況分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式為帶的過(guò)度磨損、打滑和帶的疲勞破壞等。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度的壽命。8.4.2單根V帶的基本額定功率和許用功率

在包角=180°、特定帶長(zhǎng)、工作平穩(wěn)的條件下、單根普通V帶的基本額定功率Po見(jiàn)表8-5高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材8.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算528.4.1帶傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則高職高專“十一五”高職高專“十一五”規(guī)劃教材

表8-5單根V帶的基本額定功率Po

（kW）返回例題53高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表返回例題17高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

當(dāng)實(shí)際使用條件與特定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)Po進(jìn)行修正。修正后即得與實(shí)際條件相符的單根V帶所能傳遞的功率，稱為許用功率，用[Po]表示

式中ΔPo——功率增量，考慮傳動(dòng)比i≠1時(shí)，帶繞大帶輪時(shí)的彎曲應(yīng)力較小，可使帶的疲勞強(qiáng)度提高，即傳遞的功率增大，ΔPo見(jiàn)表8-6；Kα——包角修正系數(shù)，見(jiàn)表8-7；Kβ——帶長(zhǎng)修正系數(shù)見(jiàn)8-8。54高職高專“十一五”規(guī)劃教材當(dāng)實(shí)際使用條件與特定條高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-6考慮i≠1時(shí)，單根V帶的額定功率增量△Po

(kW)返回例題55高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表返回例題19高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-8普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld及帶長(zhǎng)修正系數(shù)返回例題(Ld)返回例題(KL)56高職高專“十一五”規(guī)劃教材表8-8普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)8.4.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)，通常應(yīng)已知傳動(dòng)用途、工作條件、傳遞功率、帶輪轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）及外廓尺寸等。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：V帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)、中心距、帶輪的基準(zhǔn)直徑、材料、結(jié)構(gòu)以及作用在軸上的壓力等。1.確定設(shè)計(jì)功率Pc設(shè)計(jì)功率Pc按下式計(jì)算

式中P——所需傳遞的功率（kW）KA——工況系數(shù)，按表8-9選取2.選擇V帶的型號(hào)根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pc及主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速n1，由選型圖（見(jiàn)圖8-10）初選帶的型號(hào)若選點(diǎn)落在兩種型號(hào)交界附近，則可以對(duì)兩種型號(hào)同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，最后擇優(yōu)選定。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-7包角修正系數(shù)Kα（摘自GB/T13575.1-92）返回例題578.4.3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇高職高?！笆桓呗毟邔！笆晃濉币?guī)劃教材表8-9工況系數(shù)KA注：空、輕載起動(dòng)—電動(dòng)機(jī)（交流起動(dòng)、三角起動(dòng)、直流并勵(lì)）、四缸以上的內(nèi)燃機(jī)、裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī)。重載起動(dòng)－電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流起動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)）、四缸以下的內(nèi)燃機(jī)。返回例題58高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-9工況系數(shù)KA注：空、輕高職高專“十一五”規(guī)劃教材圖8-10普通V帶選型圖返回例題59高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材圖8-10普通V帶選型圖返回3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但小帶輪直徑dd1越小，帶在輪上彎曲加劇，彎曲應(yīng)力也越大，會(huì)使帶的壽命降低，因此應(yīng)對(duì)dd1作必要的限制。表8-10給出各型號(hào)普通V帶許用最小帶輪直徑ddmin。一般應(yīng)使dd1≥ddmin，并從表8-11確定標(biāo)準(zhǔn)直徑。忽略彈性滑動(dòng)的影響，大帶輪直徑dd2

dd2也應(yīng)符合帶輪直徑系列尺寸，見(jiàn)表8-11。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材

表8-10帶輪最小基準(zhǔn)直徑（mm）槽型YZABCDEddmin205075125200355500返回例題603.確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-11普通V帶輪基準(zhǔn)直徑系列（mm）

注：括弧內(nèi)的數(shù)值盡量不選用。返回例題61高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材表8-11普通V帶輪基準(zhǔn)直徑系4.驗(yàn)算帶速v

帶速太高離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，容易打滑；帶速太低，傳遞功率一定時(shí)所需的有效拉力過(guò)大，也會(huì)打滑，一般應(yīng)使v在5~25m/s范圍內(nèi)。如果帶速超過(guò)上述范圍，應(yīng)重選小帶輪直徑。5.確定中心距a及帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld帶傳動(dòng)的特點(diǎn)是適用于較大中心距的傳動(dòng)，但也不宜過(guò)大，否則將由于載荷變化而引起帶的顫動(dòng)。同時(shí)也不宜過(guò)小，中心距過(guò)小，在同一轉(zhuǎn)速下，單位時(shí)間內(nèi)帶的繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低帶的壽命，且包角減小，傳動(dòng)能力降低。設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，推薦按下式初定中心距ao

由帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系可得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算公式

根據(jù)帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度的計(jì)算值Ldo，查表8-8選取與之相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。實(shí)際中心距可用下式近似計(jì)算，即

考慮安裝及補(bǔ)償初拉力的要求，中心距的變動(dòng)范圍為高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材624.驗(yàn)算帶速v高職高專“十一五”規(guī)劃教材266.驗(yàn)算小帶輪包角小帶輪上包角1應(yīng)滿足

7.確定帶的根數(shù)Z

Z

≥帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，帶的根數(shù)Z不宜過(guò)多，一般Z<10。8.計(jì)算初拉力Fo適當(dāng)?shù)某趵o是保證帶傳動(dòng)正常工作的重要因素。Fo過(guò)小，摩擦力小，容易打滑。F0過(guò)大，不僅使軸及軸承受力過(guò)大，并使帶的壽命降低。通常單根V帶的初拉力可按下式計(jì)算高職高專“十一五”規(guī)劃教材636.驗(yàn)算小帶輪包角高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材279.計(jì)算帶對(duì)軸的壓力FQ為了設(shè)計(jì)支承帶輪的軸和軸承，需先計(jì)算帶作用于軸上的壓力FQ。FQ可按圖8-11，用下式計(jì)算

10.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式輻板、輪轂等結(jié)構(gòu)尺寸；繪制帶輪工作圖，并標(biāo)注技術(shù)要求等。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材【例8-1】設(shè)計(jì)某銑床電動(dòng)機(jī)與變速箱的普通V帶傳動(dòng)。已知所需電動(dòng)機(jī)輸出功率為P＝3.8kW（電動(dòng)機(jī)額定功率P＝4kW），主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1＝1440r/min，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2＝400r/min，要求中心距約為450mm，兩班制工作，載荷變動(dòng)較小。【解】設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程列于下表：649.計(jì)算帶對(duì)軸的壓力FQ高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材【例8-1轉(zhuǎn)速誤差為：[（405.6-400）/400]×100％=1.4％＜5％,允許。高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材由表8-9查得，KA=1.2，由式（8-15）得由表8-10、8-11選帶輪基準(zhǔn)直徑，小帶輪dd1=100mm；大帶輪由式（8-12）得Ld=1600mm

由表8-8查得相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1600mm。6.初算帶長(zhǎng)Ld0a0=450mm得318.5≤ao≤910根據(jù)已知條件取中心距ao=450mm。5.初定中心距a0v=7.54m/sv在5～25m/s之間，合適。

4.驗(yàn)算帶速vdd1=100mmdd2=355mm轉(zhuǎn)速誤差＜5％,允許。3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑A型根據(jù)Pc=4.56kW，n1=1440r/min，由圖8-10確定為A型V帶。2.選擇V帶型號(hào)KA=1.2；Pc=4.56kW1.計(jì)算功率Pc結(jié)果計(jì)算過(guò)程設(shè)計(jì)項(xiàng)目按表8-11將dd2取標(biāo)準(zhǔn)為355mm，則實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速由式（8-13）由下式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ldo65高職高?！笆晃濉币?guī)劃教材由表8-9查得，KA=1.2，由式高職高專“十一五”規(guī)劃教材設(shè)計(jì)項(xiàng)目

結(jié)果7.計(jì)算中心距a

=144.7°>120°。

=144.7°>120°合適。9.確定帶的根數(shù)Z取Z=410.單根V帶初拉力F0

式中m由