上海工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)A復(fù)習(xí)題CH08帶傳動(dòng)-張美華20160928

機(jī)械設(shè)計(jì)第八章帶傳動(dòng)撓性件傳動(dòng)撓性件傳動(dòng)的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間有一中間撓性件。撓性件傳動(dòng)特別適用于兩軸中心距較大的場合各種撓性件傳動(dòng)的特點(diǎn)各種撓性件傳動(dòng)又因其不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而各具特色。例如，傳動(dòng)帶和傳動(dòng)鏈均為撓性件，但與整個(gè)傳動(dòng)帶都能屈伸相比較，整個(gè)傳動(dòng)鏈?zhǔn)菗闲约鴨蝹€(gè)鏈節(jié)是剛性件。又如，帶傳動(dòng)中的摩擦帶傳動(dòng)兼有摩擦傳動(dòng)和撓性件傳動(dòng)的特點(diǎn)、帶傳動(dòng)中的嚙合帶傳動(dòng)則兼有嚙合傳動(dòng)和撓性件傳動(dòng)的特點(diǎn)，而鏈傳動(dòng)則兼有嚙合傳動(dòng)和撓性件傳動(dòng)的特點(diǎn)且單個(gè)鏈節(jié)是剛性件。第八章帶傳動(dòng)§8-1概述§8-2帶傳動(dòng)工作情況分析§8-3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算§8-4

V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§8-5

V帶傳動(dòng)的張緊裝置帶傳動(dòng)概述1固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪1(主動(dòng)輪)；固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪3(從動(dòng)輪)；緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶2。

嚙合傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠帶和帶輪間的嚙合，拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力。(同步帶傳動(dòng))

1．帶傳動(dòng)的組成2．傳動(dòng)原理

摩擦傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠帶和帶輪間的摩擦力，拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力。

(平帶和V帶傳動(dòng))

§8-1概述3．帶傳動(dòng)的特點(diǎn)(摩擦傳動(dòng))優(yōu)點(diǎn)：1)有過載保護(hù)作用

2)有緩沖吸振作用3)運(yùn)行平穩(wěn)無噪音4)適于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)

5)制造、安裝精度要求不高。缺點(diǎn)：1)有彈性滑動(dòng)，使傳動(dòng)比i不恒定

2)張緊力較大(與嚙合傳動(dòng)相比)，軸上壓力較大

3)結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊4)帶的壽命較短

5)帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場合。

簡單實(shí)例

圖示的是空氣壓縮機(jī)中的帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)軸帶動(dòng)主動(dòng)輪，從動(dòng)輪與壓縮機(jī)軸相連。工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過帶輪減速后帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作。圖8-1空氣壓縮機(jī)中的帶傳動(dòng)

帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)概述24．帶傳動(dòng)的類型

平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場合應(yīng)用較多。例如：高速磨床。

Ｖ帶傳動(dòng)是在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)。在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。（常多根并用）

多楔帶傳動(dòng)兼有平帶傳動(dòng)和Ｖ帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。相當(dāng)于多個(gè)小V帶組成

同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，具有的優(yōu)點(diǎn)是：無滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。

工作面工作面圓帶傳動(dòng)適用于輕載的場合，例如：縫紉機(jī)。傳動(dòng)帶平帶Ｖ帶多楔帶同步帶普通平帶片基平帶普通Ｖ帶窄Ｖ帶齒形Ｖ帶寬Ｖ帶圓帶高速傳動(dòng)時(shí)，帶輪輪緣表面應(yīng)有中間凸度，以防皮帶滑移膠落切邊式：各層帆布不包疊，側(cè)面為切割而成的平面包邊式：最外一層或數(shù)層帆布包疊，側(cè)面為弧形面1）平帶簡介：平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，帶體薄、軟、輕，具有良好的耐彎曲性能，適合于小直徑帶輪或中心距很大的傳動(dòng)。也稱“三角帶”，橫截面是梯形，V帶又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、齒形V帶、汽車V帶、大楔角V帶和聯(lián)組V帶等2）V帶簡介：普通Ｖ帶窄Ｖ帶齒形Ｖ帶寬Ｖ帶聯(lián)組Ｖ帶大楔角Ｖ帶結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，屬應(yīng)用最廣的一種帶傳動(dòng)①普通V帶：工作面是兩側(cè)面，能產(chǎn)生比平帶更大的摩擦力與同型號的普通V帶相比，其高度是后者的1.3倍②窄V帶：自然狀態(tài)下，帶的頂面為拱形，受力后繩芯排列整齊，帶芯受力均勻帶的兩側(cè)面為內(nèi)凹形，彎曲變形后變直，能與輪槽保持良好的貼合窄V帶承載能力是普通V帶的1.5~2.5倍，使用壽命更長適用傳遞功率較大同時(shí)要求外形尺寸較小的場合主要用于無級變速裝置，常稱為無級變速帶③寬V帶：帶體寬，可有較大變速范圍帶體較薄，以減小彎曲應(yīng)力和縱向截面變形，但橫向變形較大，比普通V帶壽命短為使調(diào)速機(jī)構(gòu)靈活，使用時(shí)應(yīng)保持良好的潤滑是切邊V帶的一種特殊形式，工作面為兩側(cè)面，橫截面形狀與一般的切邊V帶相同④齒形V帶：長度方向的齒形可增加帶的縱向柔度，使其可在小直徑帶輪上工作，且不降低橫向剛度是指用于驅(qū)動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備的（如：風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)、水泵、空調(diào)壓縮機(jī)等）專用V帶⑤汽車V帶：汽車對帶的壽命和可靠性都有較高要求，有專門的國家標(biāo)準(zhǔn)除了一般的拉伸強(qiáng)度要求外，還有疲勞壽命、耐高溫、耐低溫的要求等有包布V帶、切邊V帶和齒形V帶之分3）多楔帶簡介：帶體為整體，傳動(dòng)時(shí)長短不一現(xiàn)象消除，充分發(fā)揮了膠帶作用空間相同時(shí)，多楔帶比普通V帶的承載能力高約30%它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶，兼有平帶彎曲應(yīng)力小和V帶摩擦力大等優(yōu)點(diǎn)。多用于傳遞動(dòng)力較大、結(jié)構(gòu)緊湊的場合。工作面：側(cè)面橫截面為圓形，只用于小功率傳動(dòng)，牽引能力小。常用于儀器、家用器械、人力機(jī)械。4）圓帶簡介：5）同步帶簡介（嚙合帶）：同步帶傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，兼有帶、鏈和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，無滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比；帶的柔韌性好，傳遞功率大。用于要求傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)精度較高的場合。（強(qiáng)力層為鋼絲繩，變形小；帶輪為漸開線齒形）安全門機(jī)械裝置原理示意圖地鐵安全門電機(jī)（包括傳動(dòng)裝置）滾動(dòng)滑輪齒輪皮帶為什么在相同條件下，V帶傳動(dòng)能力較平帶更大？FNNFNNNj平帶的摩擦力為：V帶的摩擦力為：

當(dāng)量摩擦系數(shù)故：相同條件下，V帶的摩擦力大于平帶，傳動(dòng)能力更強(qiáng)摩擦系數(shù)顯然：f

v

>f本章主要討論普通V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算！帶傳動(dòng)概述4

帶傳動(dòng)適用于要求傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比不要求準(zhǔn)確，100KW以下的中小功率的遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。如：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、拖拉機(jī)、石材切割機(jī)等。

帶傳動(dòng)的應(yīng)用簾芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)1－包布層；2－頂膠；3－芯繩（抗拉體）；4－底膠多層布簾，制造方便V帶結(jié)構(gòu)：線繩、尼龍繩和鋼絲繩組成，高速輕載時(shí)用5、普通V帶的結(jié)構(gòu)、型號普通V帶的型號40O上端拉長變窄下端壓縮變寬'Ｖ帶采用基準(zhǔn)寬度制，即用帶的基準(zhǔn)線的位置和基準(zhǔn)寬度來確定帶在輪槽中的位置和輪槽的尺寸。V帶的名義長度稱為基準(zhǔn)長度?；鶞?zhǔn)長度是按照一定的方式測量得到的。bp節(jié)寬把Ｖ帶套在規(guī)定尺寸的測量帶輪上，在規(guī)定的張緊力下，沿V帶的節(jié)寬巡行一周，即為V帶的基準(zhǔn)長度Ld（已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，見表8-2）。d普通V帶:h/bp≈0.7其規(guī)格尺寸、性能、測量方法及使用要求均已標(biāo)準(zhǔn)化，只需按需要進(jìn)行選用按截面的大小分為七種型號：Y→

E，截面積逐漸增大

Y、Z、A、B、C、D、E型號YZABCDE頂寬b/mm6101317223238節(jié)寬bp/mm5.38.51114192732高度h/mm4.06.08.011141925楔角40?每米質(zhì)量q/(kg/m)0.040.060.100.170.300.60.87承載能力相應(yīng)增大傳動(dòng)轉(zhuǎn)速相應(yīng)減小jbbphjbpbhdajddbbpBfehahfd思考題：P145表8-1中的V帶楔角j與P161表8-10中的帶輪輪槽槽角j相等嗎？jV帶楔角

輪槽槽角帶輪直徑越小，彎曲越厲害，輪槽槽角j取得越小

答案：V帶兩側(cè)面的夾角稱為楔角，大小為40°。當(dāng)V帶緊繞在帶輪上受縱向彎曲時(shí)，受拉部分（頂膠層）在橫向要收縮，受壓部分（底膠層）在橫向要伸長，引起的帶橫截面變形將使帶的楔角變小，并且，帶輪直徑越小，帶彎曲程度越大，帶橫截面的變形程度就越大，帶楔角的變化也越厲害。為保證V帶和帶輪工作面的良好接觸，應(yīng)使V帶緊貼輪槽兩側(cè)，故在設(shè)計(jì)帶輪時(shí)，帶輪輪槽的槽角都應(yīng)適當(dāng)小于40°，輪槽的槽角規(guī)定為32°、34°、36°和38°。bbbbpphhaabbbbpphhj普通V帶和窄V帶的標(biāo)記標(biāo)記組成：帶型、基準(zhǔn)長度、標(biāo)準(zhǔn)號。例如：A型普通V帶、基準(zhǔn)長度1250mm.

標(biāo)記：A—1250GB/T13575.1—2008又如：SPA型窄V帶、基準(zhǔn)長度1250mm.

標(biāo)記：SPA—1250GB/T12730—2002標(biāo)記常壓在帶的外表面上。6.帶傳動(dòng)的布置:開口式帶傳動(dòng)

傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)，兩帶輪轉(zhuǎn)向相同。

帶傳動(dòng)適于中心距較大的傳動(dòng)；傳動(dòng)平穩(wěn)，可緩沖吸振；過載時(shí)打滑，能起安全保護(hù)作用。帶傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，帶的壽命和傳動(dòng)效率較低。適合于小功率的動(dòng)力傳動(dòng)，在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，多用于高速級。交叉式帶傳動(dòng)

傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。兩帶輪轉(zhuǎn)向相反。V帶的基準(zhǔn)長度

Ld

：在節(jié)寬上量得的帶周長帶輪的基準(zhǔn)直徑

dd

：與節(jié)寬相對應(yīng)的帶輪直徑7.帶傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸:a1：

小帶輪包角

a2：大帶輪包角a1<a2帶傳動(dòng)中心距：a接觸弧所對應(yīng)的圓心角

帶輪包角a：節(jié)寬：帶繞上帶輪彎曲時(shí)，在帶中保持原長度不變的周線bpα2α1CADBdd1dd2aθ標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：帶輪直徑和長度7.帶傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸:θα1θ帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系中心距a包角α:

因θ較小,代入得:帶長:θaCADBd1d2接觸弧所對應(yīng)的圓心角

a1<a2帶長:已知帶長時(shí)，由上式可得中心距:

設(shè)計(jì)：潘存云α2θα1θθCADBd1d2一、受力分析

帶工作前：F0F0帶只受初拉力F0作用§8-2帶傳動(dòng)工作情況的分析安裝時(shí)，帶必須以一定的初拉力F0張緊在帶輪上靜止時(shí)：兩邊拉力相等，均為F0F1=F

2

＝F0帶工作時(shí)：n1n2FfFfF2F1帶一邊拉力增大到F1；一邊拉力減小到F2一邊拉緊，一邊放松。傳動(dòng)時(shí)：拉力增大的邊稱為緊邊（主動(dòng)邊），緊邊拉力為F1

拉力減小的邊稱為松邊（從動(dòng)邊），松邊拉力為F2

松邊緊邊Ff－帶輪作用于帶的摩擦力帶傳動(dòng)的力分析

以主動(dòng)輪一端為例：在進(jìn)入主動(dòng)帶輪的一邊，所受拉力由Fo增大至F1（由于拉得更緊，該邊稱為緊邊）；離開主動(dòng)帶輪的一邊，所受拉力由Fo減小至F2（由于有所回松，該邊稱為松邊）；兩者之差F=F1一F2即為帶的有效拉力，它等于沿帶輪的接觸?。▽?yīng)包角

1）上摩擦力的總和。n1n2FfFfF2F1

緊邊為繞進(jìn)主動(dòng)輪的一邊，與帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有關(guān)！

緊邊：F0→F1↑

拉力增加，帶增長松邊：F0→F2

拉力減小，帶收縮帶是彈性體，可認(rèn)為其總長不變，則：緊邊拉力增量＝松邊拉力減量↓Fe＝F1－F2有效拉力：即：F1

－F0

＝F0－F2故：F1＋F

2

＝2F0—

即帶所傳遞的圓周力Fn2FfFfF2F1D1以主動(dòng)輪側(cè)的帶為隔離體分析：而有效拉力也必定與帶沿接觸弧上的總摩擦力Ff相平衡F1＝F0＋Fe/2F2＝F0－Fe/2

(帶的總長沒有改變，總內(nèi)力不變)(兩邊力之差就是摩擦力)Ff

＝F1－F2帶的摩擦傳動(dòng)原理初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶上的作用力緊邊拉力作用在緊邊上的拉力松邊拉力作用在松邊上的拉力有效拉力帶和帶輪接觸面上的摩擦力總和各個(gè)力之間的關(guān)系Fe＝1000P/v有效拉力Fe與帶速v（m/s）和傳遞功率P（kW）之間的關(guān)系為：故：當(dāng)v不變時(shí)，P↑，F(xiàn)

↑，因此：Ff↑但對一定的帶傳動(dòng)，其Ff有一個(gè)極限值Fflim，不可能無限增大—由Fflim決定了帶的承載能力當(dāng)Ff達(dá)到極限值Fflim，帶即將打滑。正常工作時(shí)，有效拉力不能超過此值f為摩擦系數(shù)；α為帶輪包角當(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。帶傳動(dòng)即將打滑時(shí)，可用古典柔韌體摩擦的歐拉公式：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那么：Fec=F1–F2

＝F1(1－1/efα)Fec

－此時(shí)為不打滑時(shí)的最大有效拉力，正常工作時(shí)，有效拉力不能超過此值二、最大有效拉力Fec及其影響因素式中e——

自然對數(shù)底(e=2.718……)

f——

摩擦系數(shù)

α——

帶在帶輪上的包角——?dú)W拉公式⑶∵ΣFf=F1-

F2=Fe

●得到：Fec=F1–F2

＝F1(1－1/efα)帶輪的包角◆

初拉力F0F0↑，承載能力↑，避免打滑影響帶承載能力（

Fec）的主要因素：◆

包角a但F0過大，發(fā)熱和磨損加劇，易松馳，帶壽命縮短a↑，接觸弧長↑，承載能力↑故傳動(dòng)比i不能太大和a不能太小◆

摩擦系數(shù)

ff↑，承載能力↑對V帶而言，為當(dāng)量摩擦系數(shù)fvi↑→a1↓;a↓→a1↓因?yàn)椋涸O(shè)計(jì)時(shí)a1

＞1200，承載能力計(jì)算時(shí)，應(yīng)以a1代入進(jìn)行計(jì)算，a1<a2但與材質(zhì)、表面狀態(tài)、環(huán)境（溫度、濕度有關(guān)），比較難以控制若F0過小，工作潛力不能充分發(fā)揮，易打滑∴應(yīng)嚴(yán)格控制F0大小，為保證工作中初拉力不變，可設(shè)計(jì)張緊裝置。結(jié)論：（3）采用張緊裝置。（1）α1≥120°；（2）水平或近似水平布置：松邊在上。例題：單根V帶傳遞的最大功率小帶輪直徑小帶輪包角，帶和帶輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)，試確定帶傳動(dòng)的最大有效拉力,緊邊拉力和張緊力解：三、

帶的應(yīng)力分析

帶橫截面上的應(yīng)力組成：◆

拉應(yīng)力：緊邊，松邊1、拉應(yīng)力s1

、s2緊邊：σ1＝F1/AMPa松邊：σ2＝F2

/AMPaA：帶的橫截面積注意：拉應(yīng)力作用于整個(gè)帶長上。兩者相差越大，帶越易產(chǎn)生疲勞破壞！◆

離心拉應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力◆

彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力n1n2σ1〉σ2bbphj2、帶的彎曲應(yīng)力sb帶繞過帶輪時(shí)會產(chǎn)生彎曲應(yīng)力顯然：sb1>sb2注意：彎曲應(yīng)力只作用在繞過帶輪的那一部分帶上h：傳動(dòng)帶的高度，mm，見表8-1E：帶的彈性模量，MPan1n2帶輪直徑越小，彎曲應(yīng)力越大，所以基準(zhǔn)直徑不能過小

為了不使帶所受到的彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)限制帶輪的最小基準(zhǔn)直徑，使dd1≥ddmin同時(shí)要滿足帶輪的基準(zhǔn)直徑系列（表8-9）帶型dminYZABCDE205075125200355500表8-7V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑3、離心拉應(yīng)力sc帶作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生離心力取微弧段dl為分離體，受離心力dFNC：注意：離心拉(應(yīng))力作用于帶的整個(gè)周長，且處處相等。q為帶單位長度質(zhì)量，查表8-3離心力FNC在微弧段兩端會產(chǎn)生拉力Fc，

從微段dl力平衡有：dFNC帶橫截面的應(yīng)力為三部分應(yīng)力之和剖面上的應(yīng)力分布：帶受變應(yīng)力作用，使帶產(chǎn)生疲勞破壞離心應(yīng)力scsc拉力拉力離心力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力彎曲應(yīng)力sb2彎曲應(yīng)力sb1松邊拉應(yīng)力s2s1緊邊拉應(yīng)力sc離心應(yīng)力①帶緊邊剛繞上小帶輪處的應(yīng)力最大，且為②帶處于變應(yīng)力下工作，可能發(fā)生疲勞失效結(jié)論例1：（1）畫出小帶輪合理的轉(zhuǎn)向；（2）若帶傳動(dòng)傳遞的功率為p=7.5KW，帶速為v=10m/s，緊邊拉力與松邊拉力之間F1=5F2，求F，F(xiàn)1，F(xiàn)2和F0；（3）畫出應(yīng)力分布圖。解：（2）1．彈性滑動(dòng)——不可避免，固有特性原因：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量的相對運(yùn)動(dòng)。帶是彈性體，且緊邊、松邊存在拉力差后果：V2<V1，傳動(dòng)比i不準(zhǔn)確，微量磨損，產(chǎn)生溫升。措施：選彈性模量大的材料。四、帶的彈性滑動(dòng)及打滑拉力變大彈性帶拉伸變長拉力變小彈性帶收縮變短輪的圓周速度小于帶速(帶拖動(dòng)輪)輪的圓周速度大于帶速(輪拖動(dòng)帶)繞過主動(dòng)輪：繞過從動(dòng)輪：拉力逐漸減小，帶逐漸收縮，相對帶輪向后滑動(dòng)

拉力逐漸增大，帶逐漸伸長，相對帶輪向前滑動(dòng)2、滑動(dòng)率主動(dòng)輪:帶邊走邊縮短從動(dòng)輪:帶邊走邊伸長v1

＞v帶＞v2

定義

為滑動(dòng)率。其中：帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε=0.01~0.02，一般可忽略不計(jì)。得從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速式中n1、n2—主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速

dd1、dd2—主、從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑

ε—滑動(dòng)率，一般ε＝0.01~0.02因?yàn)棣泡^小，可忽略，則有

i=n1/n2=D1/D2帶傳動(dòng)的滑差率：

ε=(n1-n2)/n1×100%帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率：

η=p2/p1=T2n2/T1n1×100%

式中：P1、P2一主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的功率BB*.彈性滑動(dòng)現(xiàn)象分析：緊邊在A點(diǎn)繞上主動(dòng)輪帶的拉力逐漸降低，變形量減小帶速滯后于帶輪B*點(diǎn)滯后B點(diǎn)即帶與輪之間發(fā)生相對滑動(dòng)注意靜弧與動(dòng)弧AC3．打滑——可以避免原因：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯著的相對運(yùn)動(dòng)后果：無法正常工作，磨損發(fā)熱嚴(yán)重措施：防止過載、合適的預(yù)拉力若帶的工作載荷進(jìn)一步加大，有效圓周力達(dá)到臨界值Fec后，則帶與帶輪間會發(fā)生顯著的相對滑動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。打滑將使帶的磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動(dòng)失效，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。1234567891011121314

帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺帶的彈性滑動(dòng)和打滑：小結(jié)

1.動(dòng)弧是接觸弧的一部分

2.動(dòng)弧位于主動(dòng)輪的出口邊

3.歐拉公式適用于動(dòng)弧

4.當(dāng)動(dòng)弧擴(kuò)展到整個(gè)接觸弧時(shí)發(fā)生打滑

5.彈性滑動(dòng)不可避免，打滑可以避免

6.彈性滑動(dòng)造成傳動(dòng)比i不穩(wěn)定

彈性滑動(dòng)與打滑的比較例2：某帶傳動(dòng)裝置主動(dòng)軸扭矩T，兩輪基準(zhǔn)直徑d1=100mm，d2=150mm，運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生嚴(yán)重打滑，后將帶輪直徑改為d1=150mm，d2=225mm，帶長相應(yīng)增加，傳動(dòng)正常，試分析原因。有效圓周力1234減速帶傳動(dòng)增速帶傳動(dòng)例3：已知帶輪基準(zhǔn)直徑d1=d4，d2=d3，兩裝置中材料、中心距、張緊力、轉(zhuǎn)速等均相同，不考慮離心力的影響，試分析哪個(gè)裝置傳遞的1）最大有效拉力大？2）傳遞的最大功率大?解：1）能傳遞的最大有效拉力一樣大。2）傳遞的功率P=Fv帶，兩裝置中主動(dòng)輪直徑不同，轉(zhuǎn)速同，故v帶不同。不考慮離心力影響，增速帶傳動(dòng)帶速大，傳遞的功率大。一、失效形式◆打滑過載(F＞Fflim)引起◆疲勞破壞帶受變應(yīng)力的循環(huán)作用二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在保證不打滑的條件下，使帶具有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命不打滑條件：§8-3普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算由上可得單根帶在既不打滑又有足夠疲勞強(qiáng)度時(shí)所能傳遞的最大功率（不必計(jì)算，查表））表8-4列出了單根V帶在特定條件下所能傳遞的基本額定功率P0即：疲勞強(qiáng)度條件：帶型dd1/mm小帶輪轉(zhuǎn)速

n1/（r/min）7008009501200145016001800200022002400260028003200Z5056637180900.090.110.130.170.200.220.100.120.150.200.220.240.120.140.180.230.260.280.140.170.220.270.300.330.160.190.250.300.350.360.170.200.270.330.390.400.190.230.300.360.420.440.200.250.320.390.440.480.210.280.350.430.470.510.220.300.370.460.500.540.240.320.390.480.530.570.260.330.410.500.560.600.280.350.450.540.610.64A75901001121251401601800.400.610.740.901.071.261.511.760.450.680.831.001.191.411.691.970.510.770.951.151.371.621.952.270.600.931.141.391.661.962.362.470.681.071.321.611.922.282.733.160.731.151.421.742.072.452.943.400.781.241.541.892.262.663.183.660.841.341.662.042.442.873.423.930.881.421.762.172.593.043.614.120.921.501.872.302.743.223.804.320.961.571.962.402.863.363.934.431.001.642.052.512.983.484.064.541.041.752.192.683.163.654.194.58表8-4單根普通V帶的基本額定功率P0特定條件：載荷平穩(wěn)、i=1，a1=180°、特定帶長dd2↑，sb2↓，傳動(dòng)能力↑，功率↑◆帶長不為特定帶長：◆若i>1：額定功率增量△P0查表8-5帶長↑，單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)↓，疲勞強(qiáng)度↑帶長修正系數(shù)KL，查表8-2◆包角a1≠180°a1

＜

180°

，傳動(dòng)能力↓包角修正系數(shù)Ka

，查表8-6故實(shí)際工作條件下，單根V帶的額定功率為：三、帶傳動(dòng)的參數(shù)選擇a過小，帶短，易疲勞;包角減小，降低承載能力a過大，結(jié)構(gòu)尺寸太大，也易引起帶的抖動(dòng)1、中心距a2、傳動(dòng)比i傳動(dòng)比大，則小帶輪包角將減小，帶傳動(dòng)的承載能力降低，因此，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過大，一般。推薦值i=2~53、帶輪的基準(zhǔn)直徑dd14、帶速v需取標(biāo)準(zhǔn)值(表8-7，8-9)帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，帶越容易疲勞dd1≥ddminv應(yīng)在5~25m/s范圍內(nèi)v↑，離心力↑

，正壓力↓，承載能力↓，易打滑

v↓，P一定時(shí)，有效拉力F↑，帶的根數(shù)↑最佳值：20~25m/s,不超過30m/s5、

包角aa↑，接觸弧長↑，承載能力↑i↑→a1↓;a↓→a1↓因?yàn)椋涸O(shè)計(jì)時(shí)a1

＞1200，承載能力計(jì)算時(shí)，應(yīng)以a1代入進(jìn)行計(jì)算，a1<a2四、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算傳遞的名義功率P；已知條件主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1

；從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2或傳動(dòng)比i；傳動(dòng)位置要求

；工況條件、原動(dòng)機(jī)類型等；V帶的型號、長度和根數(shù)；設(shè)計(jì)內(nèi)容帶輪直徑和結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)中心距a；驗(yàn)算帶速v

和包角α；計(jì)算初拉力和壓軸力；1、確定計(jì)算功率Pc工況系數(shù)（表8-8）由Pc、n1確定（圖8-11）2、選擇帶的型號（注意“空、輕載啟動(dòng)”和“重載啟動(dòng)”）dd1：且需取標(biāo)準(zhǔn)值(表8-7，8-9)帶輪愈小，彎曲應(yīng)力愈大，帶越容易疲勞3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑dd1和dd2dd1≥ddmin（1）初選小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1（2）驗(yàn)算帶速v應(yīng)在5~25m/s范圍內(nèi)v↑，離心力↑

，正壓力↓，承載能力↓，易打滑

v↓，P一定時(shí)，有效拉力F↑，帶的根數(shù)↑最佳值：20~25m/s,不超過30m/s也取標(biāo)準(zhǔn)值dd2：滑動(dòng)率的影響在一般的帶傳動(dòng)中可忽略，重要傳動(dòng)時(shí)需考慮dd2≈idd1或由于取標(biāo)準(zhǔn)，使i變化，應(yīng)保證傳動(dòng)比相對誤差：（3）計(jì)算大帶輪直徑

①初選中心距a0②初算帶長Ld0④計(jì)算實(shí)際中心距a（應(yīng)圓整）

否則：0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)（8-20）

a過小，帶短，易疲勞;包角減小，降低承載能力a過大，結(jié)構(gòu)尺寸太大，也易引起帶的抖動(dòng)③

取表8-2取相近的基準(zhǔn)帶長Ld

4、確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld若空間結(jié)構(gòu)尺寸有要求，則按要求值選定考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力，a的變動(dòng)范圍為：

amin=a-0.015Ldamax=a+0.03Ld5、驗(yàn)算小帶輪包角a1(≥120°)為何要驗(yàn)算小帶輪包角？根數(shù)不宜過多，

否則各帶受力不均，一般小于10根6、確定帶的根數(shù)型號YZABC、D、E推薦輪槽數(shù)1-31-41-51-63-10打滑首先產(chǎn)生在小帶輪上，小輪包角大小反映了帶的承載能力F0↓，易打滑7、確定初拉力F0單根普通V帶的初拉力：反之，帶壽命↓，軸及軸承受力↑保持適當(dāng)?shù)某趵κ菐鲃?dòng)正常工作的必要條件。初拉力過小：則傳動(dòng)時(shí)摩擦力過小易打滑；過大：降低帶的壽命，并增大了軸和軸承的壓力。8、計(jì)算壓軸力FP

9、帶輪的結(jié)構(gòu)形式實(shí)心式輻板式輪輻式FP

為了設(shè)計(jì)軸和軸承，必須求出V帶作用在軸上的壓力。10、帶傳動(dòng)的張緊設(shè)計(jì)步驟總結(jié):1、確定計(jì)算功率Pc＝KAP2、根據(jù)n1、Pc選擇帶的型號3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd24、驗(yàn)算帶速v

（v＝5～25m/s）N5、確定中心距a及帶長Ld6、驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角a17、計(jì)算帶的根數(shù)zN

z過多？NY8、確定初拉力F09、計(jì)算壓軸力FQ10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①帶具有彈性，能緩沖、吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小一、優(yōu)點(diǎn)：帶傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：②過載時(shí)，帶在帶輪上打滑，防止后續(xù)零件遭到破壞，直到保護(hù)作用③適合在中心距較大場合④結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，制造、安裝、維護(hù)都較方便①帶具有相對滑動(dòng)，傳動(dòng)比不恒定二、缺點(diǎn)：②傳動(dòng)效率低，帶壽命較短③外部輪廓尺寸大④需要張緊，支承帶輪的軸及軸承受力較大⑤不宜用在高溫、易燃等場合多級傳動(dòng)中，帶傳動(dòng)一般放在高速級！例題：有一帶式輸送裝置，其異步電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=4kw,轉(zhuǎn)速n1=1440轉(zhuǎn)/分，傳動(dòng)比i=3.4，每天工作8小時(shí)。試設(shè)計(jì)此帶傳動(dòng)。確定計(jì)算功率Pca選A型帶選帶輪的基準(zhǔn)直徑從動(dòng)輪直徑圓整為：驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶的長度和中心距取中心距計(jì)算帶長：圓整為1600實(shí)際中心距驗(yàn)算主動(dòng)輪包角包角大于90度，可以使用插值計(jì)算：可以用插值計(jì)算，但現(xiàn)在相差不多，就取帶的根數(shù)：取4根帶型YZABCDEq/(kg/m)0.020.060.100.180.300.610.92初拉力……..9．壓軸力Q§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）帶輪應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；（2）質(zhì)量小且分布均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造；（3）轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；（4）輪槽工作面應(yīng)光滑，以減小帶的磨損。1、V帶輪的設(shè)計(jì)要求V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

V帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。帶輪基準(zhǔn)直徑dd≤(2.5～3)d（d為軸的直徑，mm）時(shí)

實(shí)心式結(jié)構(gòu)當(dāng)dd≤300mm時(shí)，可采用腹板式或孔板式結(jié)構(gòu)

當(dāng)dd>300mm時(shí)，可采用輪輻式結(jié)構(gòu)

帶輪的材料主要采用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應(yīng)用最廣。常用材料的牌號為HT150（v≤25m/s時(shí)）或HT200（v=25～30m/s時(shí)）；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼，也用采用鋼板沖壓后焊接帶輪。小功率時(shí)可采用鑄鋁或塑料等材料。2、帶輪的材料★張緊目的：保證帶的傳動(dòng)能力。★張緊方法：一．定期張緊二．自動(dòng)張緊三．張緊輪張緊：張緊輪的位置§8-5

V帶傳動(dòng)的張緊裝置、安裝與防護(hù)1、定期張緊適合水平安裝的帶傳動(dòng)1、定期張緊適合垂直或接近垂直安裝的帶傳動(dòng)2、自動(dòng)張緊常用于中小功率傳動(dòng)3、張緊輪張緊張緊輪安裝位置：松邊內(nèi)側(cè)，靠近大帶輪問題：分析張緊輪安裝位置對帶傳動(dòng)的影響。★★一般張緊輪放在松邊的內(nèi)側(cè)靠近大輪處，使帶只受單向彎曲，且對小輪上的包角影響較小。張緊輪輪槽尺寸與帶輪相同，但直徑小于小輪的直徑。但也可放在外側(cè)靠小帶輪處。中心距過小時(shí)，張緊輪安裝位置：松邊外側(cè)，靠近小帶輪增大小輪包角的結(jié)構(gòu)措施1.合理安排松邊、緊邊的位置2.合理張緊（注意張緊輪的位置）V帶傳動(dòng)：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(dòng)的張緊方案，試指出不合理之處。張緊輪二、V帶傳動(dòng)的安裝和防護(hù)

兩軸平行、兩帶輪槽對準(zhǔn)加防護(hù)罩同一帶輪上的帶要同時(shí)更換不要與酸、堿、油接觸工作溫度不超過60℃三、掌握帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二、掌握彈性滑動(dòng)和打滑的基本理論一、掌握帶傳動(dòng)的受力分析及應(yīng)力分析四、掌握帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù)選擇原則帶傳動(dòng)主要內(nèi)容：小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1

、帶速v、包角、中心距、初拉力摩擦型帶傳動(dòng)工作時(shí)，兩邊拉力不等。有效圓周力即為拉力差，也等于接觸弧上摩擦力總和。極限摩擦力與哪些因素有關(guān)？V帶傳動(dòng)時(shí)橫截面內(nèi)存在哪些應(yīng)力？哪些參數(shù)影響應(yīng)力的大?。孔畲髴?yīng)力為多少？發(fā)生在何位置？概念、彈性滑動(dòng)和打滑的原因及二者的區(qū)別打滑和疲勞破壞；在不發(fā)生打滑的條件下帶有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命8-1V帶傳動(dòng)的n1=1450r/min，帶與帶輪的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.51，包角α1=180O,預(yù)緊力FO=360N,試問（1）該傳動(dòng)所能傳遞的最大有效拉力（2）若db1=100mm,其傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為多少？（3）若傳遞效率為0.95，彈性滑動(dòng)忽略不計(jì)，從動(dòng)輸出功率為多少？解（1）（2）（3）8-2V帶傳動(dòng)傳遞功率P=7.5kw，帶速v=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的兩倍，F(xiàn)1=2F2，求緊邊拉力F1,有效拉力Fe和預(yù)緊力F0解：而8-3一普通V帶傳動(dòng)n1=960r/min，db1=140mm,n2=418.13r/min,中心距a0=540.55mm,B型帶，取帶的根數(shù)Z=3，工作時(shí)有振動(dòng)，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，求V帶所能傳遞的功率。解：驗(yàn)算包角確定節(jié)線長度：取計(jì)算功率：查表得：得：P=4.75kw8-4有一帶式輸送裝置，其異步電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=7kw,轉(zhuǎn)速n1=960轉(zhuǎn)/分，減速器輸入軸的轉(zhuǎn)速n2=330轉(zhuǎn)/分，允許誤差5%，運(yùn)輸裝置工作時(shí)有輕度沖擊，兩班制工作，試設(shè)計(jì)此帶傳動(dòng)。確定計(jì)算功率Pca選B型帶選帶輪的基準(zhǔn)直徑從動(dòng)輪直徑圓整為：在允許誤差范圍內(nèi)驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶的長度和中心距取中心距計(jì)算帶長：圓整為2000實(shí)際中心距驗(yàn)算主動(dòng)輪包角包角大于90度，可以使用V帶單位長度質(zhì)量帶型ZABCKg/m0.060.100.180.30插值計(jì)算：可以用插值計(jì)算，但現(xiàn)在相差不多，就取