機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(16)帶傳動(dòng)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件（16）第16章帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的組成：主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、傳動(dòng)帶。工作原理：

安裝時(shí)帶被張緊在帶輪上，產(chǎn)生的初拉力使得帶與帶輪之間產(chǎn)生壓力。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依靠摩擦力拖動(dòng)從動(dòng)輪一起同向回轉(zhuǎn)。第一節(jié)帶傳動(dòng)的工作原理、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用一、帶傳動(dòng)的類型及特點(diǎn)第一節(jié)概述平帶類型：（扁平矩形）與帶輪相接觸的內(nèi)表面V帶工作面：傳遞功率大(普通V帶、窄V帶）兩側(cè)面（等腰梯形）工作面：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、帶輪易制造、傳遞功率小。（1）摩擦帶傳動(dòng)

靠傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，如V帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)等；（2）嚙合帶傳動(dòng)

靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，如同步帶傳動(dòng)。以扁平部分為基體，下面有幾條等距的縱向槽多楔帶圓帶

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(chǎng)合。牽引能力小。常用于儀器、家用器械、人力機(jī)械中工作面：側(cè)面平帶的摩擦力為：V帶的摩擦力為：相同條件下，V帶的摩擦力大于平帶，傳動(dòng)能力更大普通V帶與平帶摩擦力之比較1.開(kāi)口傳動(dòng)二、帶傳動(dòng)的形式2.交叉?zhèn)鲃?dòng)3.半交叉?zhèn)鲃?dòng)平帶兩輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)兩軸空間交錯(cuò)帶磨損快兩輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)1.開(kāi)口帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系主要參數(shù)：a、L、d1、d2、αθ很小時(shí)：2、摩擦帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：1.適用于中心距較大的傳動(dòng)；2.帶具有良好的撓性，可緩和沖擊、吸收振動(dòng)；3.過(guò)載時(shí)帶與帶輪之間會(huì)出現(xiàn)打滑，避免了其它零件的損壞；4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)：1.傳動(dòng)的外廓尺寸較大；2.需要張緊裝置對(duì)軸壓力比較大；3.由于帶的滑動(dòng)，不能保證固定不變的傳動(dòng)比；4.帶的壽命較短，傳動(dòng)效率較低；5.不宜用于高溫、易燃、易爆場(chǎng)所;V帶傳動(dòng)應(yīng)用最廣，帶速：v=5~25m/s

傳動(dòng)比：i=7

效率：η≈0.9~0.95帶傳動(dòng)主要用于傳遞中、小功率。在多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中，常用于高速級(jí)。由于傳動(dòng)帶與帶輪間摩擦放電，不適宜高溫、易燃、易爆場(chǎng)合。

三、帶傳動(dòng)的應(yīng)用第二節(jié)V帶的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)及帶輪的結(jié)構(gòu)和材料一、V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)V帶：無(wú)接頭的環(huán)形帶。組成:頂膠、抗拉體、底膠、包布強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)：簾布結(jié)構(gòu)線繩結(jié)構(gòu)。帶截面的尺寸：節(jié)寬bp、頂寬b、高度h、楔角θV帶規(guī)格和基本尺寸1.截面代號(hào)：Y、Z、A、B、C、D、E2.基本參數(shù)：節(jié)寬bp、基準(zhǔn)寬度bd、基準(zhǔn)直徑dd、基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld（指按帶輪基準(zhǔn)直徑dd

計(jì)算的數(shù)值）等。3.普通V帶的標(biāo)記方法：由截面型號(hào)、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)組成，

如A1600GB/T11544—1997

表示A型V帶，

基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1600mm。普通V帶的長(zhǎng)度系列見(jiàn)表8—3。

帶輪的材料主要采用鑄鐵，當(dāng)帶輪的圓周速度在25m/s以下時(shí)，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼(或用鋼板沖壓后焊接而成)；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。

二、V帶輪的材料和結(jié)構(gòu)1、V帶輪的材料

帶輪由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成。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。

2、V帶輪的結(jié)構(gòu)輪緣輪輻輪轂實(shí)心帶輪V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下四種型式：（1）實(shí)心帶輪

dd≤(1.5～3)d0（2）腹板帶輪(帶輪的基本直徑為150—300mm)腹板帶輪（3）孔板帶輪孔板帶輪（4）輪輻式帶輪輪輻式帶輪帶輪輪槽寬度等于V帶的節(jié)面寬度即：安裝時(shí)，帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上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－退出主動(dòng)輪的一邊緊邊－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。Ff－帶輪作用于帶的摩擦力一、帶傳動(dòng)的受力分析第三節(jié)帶傳動(dòng)的工作能力分析

工作之前：3.有效圓周力F工作中：1.緊邊拉力增至，拉力變化

2.松邊拉力降至，拉力變化張緊才能工作正常工作時(shí)：F=帶與帶輪間摩擦力的總和∑F′當(dāng)F＞∑F′時(shí)：——打滑4.有效圓周力F、F1、F2和F0之間的關(guān)系5.有效圓周力F、功率P和帶速

之間的關(guān)系結(jié)論：二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析當(dāng)v一定時(shí)，F(xiàn)c、σc一定，并作用于帶的全長(zhǎng)1.由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力q——單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量kN/m2.由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力結(jié)論：Fc=qv2，從主帶繞過(guò)為避免σc過(guò)大，則v≤5～25m/s彎曲應(yīng)力只發(fā)生在帶與帶輪的圓弧接觸部分，且σb1＞σb23.彎曲應(yīng)力dd——

中性層dd—基準(zhǔn)直徑（計(jì)算直徑）（槽輪基準(zhǔn)寬度bd處帶輪的直徑）結(jié)論：σb4.總應(yīng)力σmax=σ1+σc+σb1σmax發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處結(jié)論：帶由緊邊繞過(guò)主動(dòng)輪進(jìn)入松邊時(shí)，帶的拉力由F1減小為F2,其彈性伸長(zhǎng)量也減小。帶在繞過(guò)主動(dòng)輪的過(guò)程中，相對(duì)于輪面向后收縮，帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致帶的速度逐步小于主動(dòng)輪的圓周速度。三、帶的彈性滑動(dòng)和打滑

1.帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)

由于帶彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的局部相對(duì)滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。

當(dāng)帶由松邊繞過(guò)從動(dòng)輪進(jìn)入緊邊時(shí)，拉力增加，帶逐漸被拉長(zhǎng)，沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動(dòng)，使帶的速度逐漸大于從動(dòng)輪的圓周速度。

由于彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的降低率稱為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)。

一般帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)，因值很小，非精確計(jì)算時(shí)可以忽略不計(jì)。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；●2.打滑與極限有效拉力

打滑：由于超載（有效的拉力F>Ff）引起帶在帶輪面上的全面滑動(dòng)——造成傳動(dòng)失效、帶的快速磨損?？捎蓺W拉公式推導(dǎo)得極限有效拉力為由上式可知:(1)FF0FNΣF′②但是F0過(guò)大：①對(duì)軸及軸承的壓力大（不利）帶磨損大

（發(fā)熱、易壞）F0ΣF′⑵包角α：∴α不能過(guò)小，要求α1≥120°⑶摩擦系數(shù)μ（μv）：μ(μv)隨結(jié)構(gòu)、材料而定ΣF′αFΣF′Fμ(μv)①功率?。ɡ速M(fèi)）②ΣF′小，帶不易運(yùn)轉(zhuǎn)（影響工作）F0過(guò)?。?/p>

彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。打滑是指過(guò)載引起的全面滑動(dòng)，是可以避免的，后果：帶嚴(yán)重磨損，不能正常工作。而彈性滑動(dòng)是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，所以彈性滑動(dòng)是不可以避免的。彈性滑動(dòng)和打滑的區(qū)別：第四節(jié)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算打滑疲勞破壞不打滑不發(fā)生疲勞破壞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效形式在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，保證V帶具有一定的疲勞壽命。一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V帶的額定功率1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則確定單根帶所能傳遞的許用功率

根據(jù)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率確定帶安全工作的根數(shù)具體做法：K

--包角系數(shù)，計(jì)入包角

1

180

時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響；KL--長(zhǎng)度系數(shù)，計(jì)入帶長(zhǎng)不等于特定長(zhǎng)度時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響;

P1--功率增量，計(jì)入傳動(dòng)比時(shí)，帶在大帶輪上的彎曲程度減小對(duì)傳動(dòng)能力的影響。2.單根V帶所能傳遞的額定功率[P1]＝（P1＋

P1）K

KL保證不打滑單根V帶所能傳遞的功率P1既不打滑又不疲勞斷裂，單根V帶傳遞的功率為

當(dāng)實(shí)際工作條件與上述試驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)單根V帶的基本額定功率加以修正，獲得實(shí)際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率，稱為許用功率[P1]。二、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇1．確定設(shè)計(jì)功率PCPC＝KAP

2．選擇V帶型號(hào)（KA為工作情況系數(shù)查表8—8）原始數(shù)據(jù)：P、n1、i、傳動(dòng)用途、工礦、傳動(dòng)位置要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：選型YZABCDE由PC、n1查圖8—8選膠帶型號(hào)、長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、帶輪尺寸、帶輪結(jié)構(gòu)帶截型的選擇根據(jù)計(jì)算功率Pca及小帶輪轉(zhuǎn)速n1由下圖選定帶型根據(jù)型號(hào)參考表8－6取標(biāo)準(zhǔn)值靠標(biāo)準(zhǔn)值4．驗(yàn)算帶速v在5～25m/sV越大，帶往外甩越厲害，承載能力下降帶傳動(dòng)宜放高速級(jí)，且吸緩沖3．確定帶輪的基準(zhǔn)直徑5．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

初選a0

初算帶長(zhǎng)度Ld0

選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

后，計(jì)算實(shí)際中心距a0.7（dd1＋dd2）

a0

2（dd1＋dd2）

靠標(biāo)準(zhǔn)帶長(zhǎng)中心距的變化范圍為6．驗(yàn)算小帶輪包角α1所以V帶的傳動(dòng)比一般小于7，推薦值為2—5。速比不變時(shí)，可采用增大中心距的方法增大包角7．確定帶的根數(shù)Z8．確定單根Ｖ帶初拉力F0

型號(hào)

YZABC、D、E推薦輪槽數(shù)

1-31-41-51-63-10

根數(shù)不宜過(guò)多、否則各帶受力不均Ｚ<1０查表8-7查表8-9查表8-10查表8-3設(shè)計(jì)功率查表8-19.

計(jì)算帶輪對(duì)軸的壓力FQ10.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定帶輪結(jié)構(gòu)類型、材料、結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖。

設(shè)計(jì)實(shí)例例８—１設(shè)計(jì)某機(jī)床上電動(dòng)機(jī)與主軸箱的Ｖ帶傳動(dòng)。已知：Ｐ＝7.5ＫＷ，n1=1440r/min,i12=2,a=800mm,三班制工作，開(kāi)式傳動(dòng)。解：１、確定設(shè)計(jì)功率ＰＣ由表８—８?。?、選擇帶型號(hào)查下圖選Ａ型３、確定小帶輪基準(zhǔn)直徑由圖８－８、表８－６可得，取４、確定大帶輪基準(zhǔn)直徑５、驗(yàn)算帶速Ｖ符合要求６、初定中心距按題目要求取７、確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度查表８－２得８、確定實(shí)際中心距a中心距變動(dòng)調(diào)整范圍9、驗(yàn)算小帶輪的包角合格10、確定單根V帶的額定功率根據(jù)由表8—7查得A型帶11、確定額定功率增量由表8—9查得：12、確定V帶根數(shù)由表8—10查得：由表8—2：查得取Z=4根13、確定單根V帶的初拉力14、計(jì)算帶對(duì)軸的壓力第五節(jié)V帶傳動(dòng)的張緊、安裝和維護(hù)一、帶傳動(dòng)的張緊與調(diào)整2.帶傳動(dòng)的張緊方法1)根據(jù)摩擦傳動(dòng)原理，帶必須在預(yù)張緊后才能正常工作；1.張緊的目的2)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，帶會(huì)松弛，為了保證帶傳動(dòng)的能力，必須重新張緊，才能正常工作。1）調(diào)整中心距

2）采用張緊輪a調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘滑道式張緊裝置擺架式張緊裝置a1）調(diào)整中心距張緊輪自動(dòng)張緊裝置

銷軸2)張緊輪法二、帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)1、為便于裝拆無(wú)接頭的環(huán)形帶，帶輪宜懸臂裝于軸端；在水平或接近水平的同向傳動(dòng)中，一般應(yīng)使帶的緊邊在下，松邊在上，以便借帶的自重加大帶輪包角。2、安裝時(shí)兩帶輪軸線必須平行，輪槽應(yīng)對(duì)正，以避免帶扭曲和磨損加劇。（如圖8—15）3、安裝時(shí)應(yīng)縮小中心距，松開(kāi)張緊輪，將帶套入槽中后再調(diào)整到合適的張緊程度。不要將帶強(qiáng)行撬入，以免帶被損壞。4、多根V帶傳動(dòng)時(shí)，為避免受載不均，應(yīng)采用配組帶。5、帶避免與酸、堿、油類等接觸，不宜在陽(yáng)光下曝曬，以免老化變質(zhì)。6、帶傳動(dòng)應(yīng)裝設(shè)防護(hù)罩，并保證通風(fēng)良好和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶不擦碰防護(hù)罩。7、傳動(dòng)帶的正確安裝8、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。本章總結(jié)1.帶傳動(dòng)類型及工作原理2.帶傳動(dòng)受力情況與應(yīng)力分析3.彈性滑動(dòng)及打滑4.普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一.選擇:1.標(biāo)準(zhǔn)三角帶型號(hào)的選定，取決于_______。

A.傳遞的功率B.帶的線速度

C.帶的圓周力D.高速軸上的扭矩

2．帶傳動(dòng)工作中產(chǎn)生彈性滑動(dòng)的原因是（）

A.帶的預(yù)緊力不夠B.帶的松邊和緊邊拉力不等

C.帶繞過(guò)帶輪時(shí)有離心力D.帶和帶輪間摩擦力不夠課堂練習(xí)3.在具體設(shè)計(jì)三角帶傳動(dòng)時(shí)，a：確定帶輪直徑D1，D2，b：選用帶的型號(hào)，c：確定帶的長(zhǎng)度L，d：確定帶的根數(shù)Z，e：選定初步中心距a0，f：計(jì)算實(shí)際中心距a，g：計(jì)算作用在軸上的壓力F。以上各項(xiàng)目進(jìn)行的順序?yàn)開(kāi)______。

A.a-b-c-e-f-d-g

B.a-b-d-e-c-f-g

C.b-a-e-c-f-d-g

D.b-a-e-f-c-d-g

4.V帶傳動(dòng)工作時(shí)，與帶輪輪槽接觸是____。

A.帶的底面

B.帶的頂面

C.帶的兩側(cè)面

5．平帶、V帶傳動(dòng)主要依靠（）傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。A.帶的緊邊拉力B.帶和帶輪接觸面間的摩擦力

C.帶的預(yù)緊力6．下列普通V帶傳動(dòng)中以（）型帶的截面尺寸最小。A)Y型