第八章 帶傳動

一、傳動的重要性：二、機械傳動分類：機械傳動按傳動比是否變化分摩擦傳動摩擦輪傳動帶傳動嚙合傳動直接接觸靠中間件齒輪、蝸桿及螺旋傳動鏈、同步帶傳動定傳動比傳動變傳動比傳動有級變速傳動無級變速傳動按傳動方式分直接接觸靠中間件1.調(diào)整速度：減速箱，變速器2.改變運動形式：回轉(zhuǎn)，擺動，直線運動3.傳遞動力、能量分配：一原動機帶多個執(zhí)行機構(gòu)4.安全，維護(hù)，尺寸等需要(分離、制動)。第三篇機械傳動1.功率與效率（P141表2）：

2.速度（P142表3）：

速度是傳動的主要運動特性之一。不同的運動形式受不同因素的限制，如動載荷，離心力，振動，發(fā)熱等影響。4.工作環(huán)境：空間大小、噪聲、防塵、防爆。效率是評定傳動性能的主要指標(biāo)之一。效率低不適于大功率、經(jīng)常工作的機械。

傳遞功率受多種因素的影響，如傳動原理、承載能力、載荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。嚙合傳動的功率大于摩擦傳動；第三篇機械傳動3.外廓尺寸、質(zhì)量和成本：

本篇內(nèi)容：帶傳動鏈傳動齒輪傳動蝸桿傳動第八章帶傳動(1)概述；(2)帶傳動工作情況的分析；(3)帶傳動的設(shè)計計算；(4)帶輪設(shè)計；(5)帶傳動的張緊裝置；(1)了解帶傳動的主要類型、工作原理和特點及應(yīng)用范圍；(2)熟悉普通V帶的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和V帶輪的結(jié)構(gòu)；(3)掌握帶傳動的工作原理、受力分析、應(yīng)力分析、彈性滑動和打滑的基本理論，V帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則；(4)了解帶傳動的張緊方法和裝置；(5)學(xué)會V帶傳動的設(shè)計方法和步驟。主要內(nèi)容：基本要求：第八章帶傳動重點：帶傳動受力分析及彈性滑動；帶的應(yīng)力分布圖；帶傳動保證不打滑和疲勞破壞的條件下，設(shè)計參數(shù)選擇；

V帶傳動的設(shè)計方法和注意事項。難點：帶傳動受力分析及應(yīng)力分布；帶的彈性滑動現(xiàn)象。重點及難點：第一節(jié)帶傳動概述123n2n1帶張緊在兩輪上，主動輪轉(zhuǎn)動ΣFf———→帶運動ΣFf———→從動輪轉(zhuǎn)動摩擦傳動第八章帶傳動一、帶傳動的類型膠帆布平帶、編織帶、高速帶。整卷出售、接頭無接頭1）平帶

結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。第八章帶傳動普通V帶寬V帶

應(yīng)用最廣的帶傳動，在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。2）V帶窄V帶第八章帶傳動

兼有平帶和V帶的優(yōu)點，工作接觸面數(shù)多，摩擦力大，柔韌性好，用于結(jié)構(gòu)緊湊而傳遞功率較大的場合。解決多根V帶長短不一而受力不均的情況。3）多楔帶汽車發(fā)動機第八章帶傳動

嚙合傳動，兼有帶傳動和齒輪傳動的優(yōu)點吸振、傳動比準(zhǔn)確，在汽車、打印機中廣泛應(yīng)用。4）同步帶第八章帶傳動機器人關(guān)節(jié)第八章帶傳動帶傳動的主要類型及應(yīng)用傳動形式開口傳動：兩軸平行，ω1、ω2同向。交叉?zhèn)鲃樱簝奢S平行，ω1、ω2反向。半交叉?zhèn)鲃樱簝奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)。第八章帶傳動帶傳動的主要優(yōu)點1）彈性滑動，傳動比不恒定；2）靠摩擦傳動——過載打滑，保護(hù)損壞其他零件；1）帶有彈性——緩沖、吸振，傳動平穩(wěn)、噪音??；3）中間撓性件——適于遠(yuǎn)距離傳動；4）結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便，成本低。第八章帶傳動帶傳動的主要缺點2）傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸大；3）傳動效率較低；5）不宜用于高溫、易燃的場合。4）帶的壽命較短；V帶：普通V帶、窄V帶、寬V帶等應(yīng)用最廣美國50年代研制：承載高、尺寸小。用于調(diào)速機構(gòu)中。第八章帶傳動二、V帶的類型與結(jié)構(gòu)直徑小速度高場合簾布結(jié)構(gòu)：一般傳動繩芯結(jié)構(gòu)：柔韌性好楔角均為40°40°V帶截面組成普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，共有七種型號：Y、Z、A、B、C、D、EGB/T1313575.1-92小大AYZEBCD第八章帶傳動節(jié)面：當(dāng)V帶彎曲時，帶中長度和寬度尺寸與自由狀態(tài)時相比，保持不變的面。節(jié)寬bp：節(jié)面的寬度?；鶞?zhǔn)長度Ld：V帶在規(guī)定的張緊力下，將V帶套在規(guī)定尺寸的測量帶輪上，沿V帶的節(jié)寬巡行一周，其長度即為基準(zhǔn)長度?；鶞?zhǔn)長度的標(biāo)準(zhǔn)見P146表8-2。一、帶傳動的受力分析接觸面產(chǎn)生正壓力，帶兩邊產(chǎn)生等值初拉力F0，帶的兩邊所受拉力相等。帶張緊在帶輪上

第八章帶傳動第二節(jié)帶傳動工作情況的分析未工作前工作時：形成緊邊：F0↑F1（下邊）松邊：F0↓F2（上邊）：輪對帶摩擦力：帶對輪摩擦力第八章帶傳動F0F0F0F0工作前：帶以一定的張緊力安裝在帶輪上，帶受初拉力F0工作時：由于帶與輪的摩擦力Ff

，形成緊邊和松邊。緊邊：F0F1松邊：F0

F2假設(shè)帶的總長不變，則：緊邊的伸長量=松邊的收縮量又設(shè)帶的變形量與力的增量成正比，則：或有效拉力NFf取主動輪一端的帶為分離體,其受力：F1、F2、N、FfO1Fe——是由功率P（外載）決定的，PFeFf——是有限的，當(dāng)F0和f

一定時，F(xiàn)fmax=fN討論：

1）若Fe

Ffmax

：Fe=Ff

，正常工作；

2）若Fe=Ffmax

：打滑臨界狀態(tài)；

3）若Fe

Ffmax

：打滑。節(jié)圓直徑：V帶輪上與V帶節(jié)寬相對應(yīng)的帶輪的直徑二、帶傳動的最小初拉力和臨界摩擦力F1F2FF+dFdNfdNr切向：法向：

在最小初拉力（F0）min的作用下，帶和帶輪之間能夠產(chǎn)生的最大總摩擦力，是帶傳動即將打滑時的摩擦力，稱臨界摩擦力Ffc或臨界有效拉力Fec取帶的一微段dL，對應(yīng)的圓心角d，其上受力有：F+dF、F、dN、dFf=fdN平衡條件：F1F2FF+dFdNfdNr

略去高階微量，考慮到d很小，取

、，并將兩式整理得：柔韌體摩擦的歐拉公式歐拉公式給出的是帶傳動在極限狀態(tài)下各力之間的關(guān)系，或者說是給出了一個具體的帶傳動所能提供的最大有效拉力Fec

。切記：歐拉公式不可用于非極限狀態(tài)下的受力分析！將式和其它公式聯(lián)立，并整理得：小帶輪包角影響臨界有效拉力Fec（最大有效拉力）的因素有：3）fFec承載能力

因fvf，故在相同的條件下，V帶能傳遞較大的功率?；蛘哒f，在相同的條件下，V帶傳動的結(jié)構(gòu)較緊湊；2）包角Fec承載能力

；1）（F0）minFec承載能力

。F0和f越大越好嗎？三、帶的應(yīng)力分析1.拉應(yīng)力：2.離心拉應(yīng)力：帶的離心拉力為：離心拉應(yīng)力為：如圖所示，由微段弧長的力平衡式有：帶的截面面積松邊:緊邊:h：為帶的高度3.彎曲應(yīng)力：結(jié)論：

1）帶是在變應(yīng)力作用下工作——疲勞破壞。

2）最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處，其值為：影響帶傳動疲勞強度的因素有：3）aLd

單位內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N疲勞強度2）vc疲勞強度

——

v

vmax

v（P一定）Fe1疲勞強度

——v

vmin1）

dd1b1疲勞強度

——

dd1ddmindd1和a越大越好嗎？四、帶傳動彈性滑動和打滑1.彈性滑動的產(chǎn)生機理：B1A1(A)C1

帶受拉力產(chǎn)生彈性變形，而拉力不同彈性變形量也不同。1）帶的緊邊在A1點繞上主動輪時：帶的受力：F1

帶的速度：v=v1

當(dāng)帶由A1B1運動時：帶拉力：F1F2減小帶的彈性變形量減小（帶收縮），

即帶一邊隨帶輪前進(jìn)，一邊又向后收縮，帶的速度：v

v12）從動輪上：正好相反，即：v

v2即有：B小帶輪速度彈性滑動產(chǎn)生的原因：1）帶具有彈性；

2）緊邊、松邊有拉力差。注意：彈性滑動是帶傳動不可避免的固有特性2.帶傳動的傳動比：滑動率——從動輪對主動輪速度的相對變化量。傳動比由于：彈性滑動——由于帶的彈性變形和緊邊、松邊的拉力差而引起的帶與帶輪之間的滑動彈性滑動與打滑：1）區(qū)別；2）帶來的后果

外載荷增加，使得——過載帶的磨損急劇增加、從動輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動失效?？梢员苊獾模脖仨毐苊猱a(chǎn)生的原因造成的后果打滑的特點打滑A1（C1）B1

帶傳動的打滑B1A1C13.帶傳動的打滑：

1）正常工作時：Fe<Fec

彈性滑動只在帶離開帶輪前的一部分接觸弧上發(fā)生。動弧B1C1、動角靜弧A1C1、靜角2）當(dāng)FeFec：動角、靜角3）當(dāng)Fe=Fec：動角=、靜角=0——

打滑失效

第三節(jié)普通V帶傳動的設(shè)計計算一、設(shè)計準(zhǔn)則和單根V帶的基本額定功率主要失效形式：1）打滑2）帶的疲勞破壞在不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強度和壽命單根帶的基本額定功率為：對于V帶用

fv代替f1）不打滑：2）帶具有一定的疲勞強度：設(shè)計準(zhǔn)則：單根帶能傳遞的最大功率為：最大有效拉力：既不打滑，又使帶具有一定的疲勞強度：

基本額定功率實際工作條件與特定條件不符時，對表中的P0要進(jìn)行修正長度修正系數(shù)，P146表8-2包角修正系數(shù)，P155表8-5，1、Kα

功率增量，計i對P0的影響。查P153表8-4b。實際工作條件下單根普通V帶傳遞的許用功率Pr

：

特定條件下，計算求得不同型號單根普通V帶傳遞的基本額定功率P0（見P152表8-4a）特定條件：1）載荷平穩(wěn)；

2）包角為1800，即傳動比i=1；

3）特定帶長。減少帶的根數(shù)的措施:1）適當(dāng)?shù)卦龃髱л喼睆絛d1P0

z

；2）適當(dāng)?shù)卦黾又行木郺

帶長

KL

z

；包角

K

z

。實際工作條件下所需普通V帶的根數(shù)：二、帶傳動的參數(shù)選擇1.中心距2.傳動比3.帶輪的基準(zhǔn)直徑4.帶速V將帶傳動設(shè)置在高速級！三、V帶傳動的設(shè)計步驟和方法1）帶：型號、長度L、根數(shù)z；2）傳動中心距a；3）帶輪：直徑dd1、dd2

，帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計；4）計算初拉力、帶對軸的壓力；5）張緊裝置設(shè)計。1.確定計算功率：Pca=KAP與使用工況有關(guān)，見P156表8-7

已知的原始數(shù)據(jù)：P、n1、n2（i12）、傳動位置及外廓尺寸要求、工作條件設(shè)計的內(nèi)容：設(shè)計步驟：根據(jù)計算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由P157圖8-11初選帶的型號。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑：1）小帶輪直徑dd1：

按V帶的型號查P155表8-6及P157表8-8確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑，使:

dd1ddmin

取標(biāo)準(zhǔn)系列值

2.初選帶的型號：2）驗算帶速：普通V帶：窄V帶：取標(biāo)準(zhǔn)系列值

3）大帶輪直徑dd2

：如果：1）vvmax，則：c——應(yīng)使dd1

2）v

vmin，則：Fe（P一定）——應(yīng)使dd11）初定a0

：4.確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld：2）確定Ld

：3）確定實際中心距a：標(biāo)準(zhǔn)化P146表8-2確定帶的基準(zhǔn)長度Ld

相對于初選出的中心距a0的帶長考慮到安裝調(diào)整及補償F0的需要，應(yīng)使：5.驗算包角1：6.帶的根數(shù)：主要是為了使帶受力均勻，結(jié)構(gòu)不致太大。若1過小，可考慮重選中心距，或修改傳動比V帶型號YZABCDEZmax12568897.確定帶的初拉力F0：

太小則傳遞的有效拉力??；太大則帶的壽命短，對軸的壓力也大。合適的張緊力由下式確定：G為后面軸、軸承的計算打基礎(chǔ)9.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計：10.合理的張緊：8.對軸的壓力Fp:精確：FpFp例：試設(shè)計一鼓風(fēng)機用普通V帶傳動。已知：動力機為Y系列三相異步電機，功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440rpm，鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速n2=630rpm，每天工作16小時，希望中心距不超過700mm。1.計算功率：2.選擇帶的型號：3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑驗算帶速：取取Pc=KAP=1.2×7.5=9kW由P157圖8-11選擇A型普通V帶選型圖若處于兩種型號交界處分別計算選優(yōu)第八章帶傳動轉(zhuǎn)速誤差：4.確定帶長：由P146表8-2取Ld=2000(2000)mm實際中心距：5.小帶輪包角：6.帶的根數(shù)：初定：a0=700mmP152表8-4a，插值法：Po=1.91(2.27)；P155表8-5，插值法：

P146表8-2由P153表8-4b，插值法：8.對軸的壓力：最終取z=5(4)根9.結(jié)構(gòu)設(shè)計：7.確定帶的初拉力：第四節(jié)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、帶輪的設(shè)計要求：1）質(zhì)量小，且質(zhì)量分布均勻，高速時需作靜、動平衡實驗；2）工藝性好；3）無大的鑄造應(yīng)力；4）輪槽的粗糙度不高于3.2，以減少磨損；5）多根帶時，各輪槽的尺寸精度應(yīng)一致，使各根帶受力均勻。二、帶輪的材料：常用：HT150、HT200、HT250；高速：鑄鋼；小功率：非金屬、鑄鋁三、帶輪的結(jié)構(gòu)形式：

實心、腹板、孔板和輪輻式的，各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸見教材或手冊。帶輪的結(jié)構(gòu)盤式（實心式）腹板式孔板式輪輻式帶輪輪槽尺寸見P161表8-10，結(jié)構(gòu)尺寸P160(圖8-14)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸。帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸通常按經(jīng)驗公式計算確定。一、帶輪的張緊：第五節(jié)V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)定期張緊適合水平安裝的帶傳動一、帶輪的張緊：第五節(jié)V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)定期張緊適合垂直或接近垂直安裝的帶傳動一、帶輪的張緊：第五節(jié)V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)自動張緊常用于中小功率傳動一、帶輪的張緊：第五節(jié)V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)張緊輪張緊張緊輪安裝位置：松邊內(nèi)側(cè)，靠近大帶輪Ｖ帶只能單向彎曲，避免過多減小包角一、帶輪的張緊：第五節(jié)V帶傳動的張緊、安裝與防護(hù)中心距過小時，張緊輪安裝位置：松邊外側(cè)，靠近小帶輪平帶可以雙向彎曲，應(yīng)盡量增大包角V帶傳動：張緊輪不宜裝在緊邊,應(yīng)裝于松邊內(nèi)側(cè)(帶厚),使帶只受單向彎曲,且靠近大輪,防止小帶輪包角減小。圖示為帶傳動的張緊方案，試指出不合理之處。張緊輪第八章帶傳動平帶傳動：張緊輪宜裝于松邊外側(cè)(帶薄)靠近小輪,主要用以增大平帶傳