機(jī)械基礎(chǔ)（第2版） 課件 第5、6章 摩擦輪傳動、帶傳動

第五章摩擦輪傳動【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解摩擦輪傳動的原理。2．熟悉摩擦輪傳動的類型、結(jié)構(gòu)。3．掌握摩擦輪傳動的傳動比計算。4．了解摩擦輪傳動的特點(diǎn)。一、摩擦輪傳動的原理摩擦輪傳動是利用兩輪直接接觸所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力的一種機(jī)械傳動

摩擦輪傳動原理“打滑”:摩擦力矩小于阻力矩，兩輪面接觸處在傳動中會出現(xiàn)相對滑移，提高摩擦輪傳動功率的方法有:一是增大正壓力,二是增大摩擦因數(shù)。通常主動輪的輪面采用軟材料制成，如皮革、橡膠、木材等；從動輪使用硬質(zhì)材料制成

提示：打滑時，主動輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，不會產(chǎn)生局部磨損；從動輪因負(fù)載過大而靜止不動。二、摩擦輪傳動的類型1．平行軸摩擦輪傳動有內(nèi)接圓柱式摩擦輪傳動平行軸摩擦輪傳動指兩摩擦輪回轉(zhuǎn)軸線平行，有外接圓柱式和內(nèi)接圓柱式兩種2．相交軸摩擦輪傳動內(nèi)接圓柱式外接圓錐式內(nèi)接圓錐式圓柱滾子平盤式三、摩擦輪傳動的傳動比

圓柱平盤式摩擦輪傳動的傳動比為兩輪接觸半徑的反比四、摩擦輪傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用1．結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，適用于近距離傳動2．傳動時噪聲小，可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速、變向。3．過載時，兩輪接觸處會打滑，因而可防止薄弱零件的損壞，起安全保護(hù)作用。4．在兩輪接觸處有打滑現(xiàn)象，所以不能保持準(zhǔn)確的傳動比。5．傳動效率低，不宜傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，適用于高速、小功率傳動。思考與練習(xí)1.摩擦輪傳動有哪些類型？2.如何提高摩擦輪轉(zhuǎn)動能力？3.摩擦輪傳動特點(diǎn)有哪些？4.

圖5-7所示圓柱平盤式摩擦輪傳動，已知輪1為主動輪，直徑為100mm；輪2為從動輪，直徑為400mm，圖示位置r2=100mm，輪1轉(zhuǎn)速為1000r/min，主動輪1可作水平方向左右移動。（1）求圖示位置時的傳動比；（2）求圖示位置時輪2轉(zhuǎn)速；（3）當(dāng)主動輪移動到最右側(cè)時，輪2轉(zhuǎn)速為多少？

第六章帶傳動第一節(jié)帶傳動概述【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解帶傳動的類型。2．理解摩擦型帶傳動工作原理。3．掌握傳動比及彈性滑動概念。4．掌握帶傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。一、帶傳動類型及工作原理1．帶傳動的類型2．帶傳動的工作原理緊邊:進(jìn)入主動輪一邊帶拉力增大到帶被拉緊松邊:繞出主動輪一邊的帶拉力下降，帶被放松，有效圓周力:兩邊拉力差F=F1－F2有效圓周力數(shù)值上等于帶與帶輪接觸弧上摩擦力總和，其最大值與初拉力F0、摩擦因數(shù)、帶與帶輪接觸弧長度（包角α）有關(guān)。帶工作時的拉力帶工作前預(yù)緊力帶工作中拉力變化二、帶傳動的傳動比帶傳動的傳動比i12等于主、從動輪（角速度）轉(zhuǎn)速之比。表達(dá)式為：

式中n1—主動輪轉(zhuǎn)速，r/min；

n2—從動輪轉(zhuǎn)速，r/min。三、打滑與彈性滑動1．打滑過載:帶所傳遞的圓周力大于帶傳動有效圓周力（即帶與帶輪接觸面的摩擦力總和）。打滑:過載時，帶沿著輪面產(chǎn)生全面的滑動現(xiàn)象打滑將造成帶磨損加劇，從動輪轉(zhuǎn)速急劇降低，帶傳動失效，應(yīng)予以避免。另一方面，過載打滑可以防止薄弱零件的損壞，起到過載保護(hù)作用。提示:小帶輪帶與帶輪接觸面小，故帶傳動打滑一般出現(xiàn)在小帶輪上2．彈性滑動因帶彈性伸長及拉力差引起的相對滑動稱為彈性滑動，彈性滑動使帶傳動比不能保證準(zhǔn)確。帶的彈性滑動彈性滑動四、帶傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用1．摩擦類帶傳動特點(diǎn)及應(yīng)用1）帶傳動能緩沖、吸振，傳動平穩(wěn)，無噪聲。2）能傳遞較遠(yuǎn)軸間運(yùn)動和動力。3）由于帶的彈性滑動，傳動比不準(zhǔn)確。4）過載會打滑，能避免傳動系統(tǒng)中薄弱零件損壞，起過載保護(hù)作用。5）安裝制造要求低，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，維護(hù)方便，不需潤滑。6）帶需張緊在帶輪上，作用在軸與軸承上的力較大，傳動效率低。摩擦類帶傳動主要用于傳動平穩(wěn)，傳動比不準(zhǔn)確，傳遞功率較小，兩軸距離遠(yuǎn)的高速級傳動。2．嚙合類帶傳動特點(diǎn)及應(yīng)用嚙合類帶傳動除具有摩擦類帶傳動優(yōu)點(diǎn)，還具有傳動比準(zhǔn)確，傳遞功率大等優(yōu)點(diǎn)，常用于傳動平穩(wěn)、傳動精度要求高的場合，如數(shù)控機(jī)床、機(jī)車發(fā)動機(jī)等精密機(jī)械中。思考與練習(xí)1．帶傳動有哪些類型？2．什么是帶傳動的打滑現(xiàn)象？打滑對帶傳動有何影響?3．帶傳動原理是什么？如何提高帶傳動能力？4．什么是彈性滑動？彈性滑動對帶傳動有何影響?5．摩擦類帶傳動有何特點(diǎn)？常用在什么場合？第六章帶傳動第二節(jié)平帶傳動【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解平帶傳動的形式。2．掌握平帶傳動的主要參數(shù)及選擇。3．了解平帶傳動的接頭方式。4．掌握平帶傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用。一、平帶傳動的形式

（1）平行傳動。兩軸平行，兩帶輪寬對稱平面重合，轉(zhuǎn)向相同的帶傳動，在平帶傳動中應(yīng)用最廣。（2）交叉?zhèn)鲃印?/p>

兩軸平行，兩帶輪寬對稱平面重合，轉(zhuǎn)向相反的帶傳動，在平帶傳動中應(yīng)用較廣。3）半交叉?zhèn)鲃?。兩帶輪軸線空間交錯的帶傳動，通常交錯角為90°,（4）角度傳動。通過導(dǎo)輪實(shí)現(xiàn)兩帶輪軸線相交的帶傳動。二、平帶傳動的主要參數(shù)（1）包角α

包角是指帶與帶輪接觸弧所對的圓心角，包角的大小，反映帶與帶輪輪緣表面間接觸弧的長短。包角越小，接觸弧長越短，接觸面間所產(chǎn)生的摩擦力總和越小，傳動能力也越小一般平帶傳動要求包角α≥150°

α1≈180°－×60°（2）帶長L平帶帶長是指帶的內(nèi)周長度，開口式帶傳動帶長可按下列公式計算L=

（3）傳動比平帶傳動比等于兩帶輪轉(zhuǎn)速之比，也等于兩帶輪直徑反比

當(dāng)傳動比i＜1，n1＜n2，為增速傳動，i值越小，機(jī)械傳動增大轉(zhuǎn)速的能力越強(qiáng)；傳動比i＞1，n1＞n2，為減速轉(zhuǎn)動，i值越大，機(jī)械傳動降低轉(zhuǎn)速的能力越強(qiáng)，受小帶輪包角的影響及帶傳動輪廓尺寸的限制，其傳動比i≤5。主動輪圓周線速度或帶速:v1三、平帶的類型和接頭方式1．平帶的類型平帶有皮革平帶、普通平帶、編織平帶、片基平帶、輕型平帶、彈性平帶六種，其中以掛膠帆布為抗拉體層的普通平帶應(yīng)用最廣2．平帶的接頭方式平帶的接頭方式有膠合、縫合、鉸鏈帶扣等幾種四、平帶的傳動特點(diǎn)及應(yīng)用場合1．結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率較V帶高。2．傳動中心距遠(yuǎn)。3．除可實(shí)現(xiàn)兩平行軸運(yùn)動和動力的傳遞，還可實(shí)現(xiàn)交叉軸、交錯軸間運(yùn)動和動力的傳遞。近年來，平帶傳動逐漸被V帶傳動所取代，但在遠(yuǎn)距離、高速、多軸傳動情況下，依然采用平帶傳動。思考與練習(xí)1．平帶傳動有哪幾種類型？哪種傳動最常用？2．什么是包角？包角對帶傳動有何影響？平帶傳動小帶輪包角應(yīng)滿足什么條件？3．平帶傳動比有何要求？為什么？4．平帶工作面是指哪個面？平帶帶長是指什么長度？5．平帶接頭方式有哪幾種？分別應(yīng)用在什么場合？6．平帶傳動有何特點(diǎn)？常用在什么場合？7．某電動機(jī)使用帶傳動，已知電機(jī)功率P電=5kW，主動輪轉(zhuǎn)速n1=350r/min，主動輪直徑d1=450mm，傳動的中心距a=1500mm，從動輪直徑d2=650mm，傳動效率為η=0.8。試求：帶速、小帶輪包角、帶長及帶傳動輸出的功率。第六章帶傳動第三節(jié)V帶傳動【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解V帶的結(jié)構(gòu)和類型。2．了解V帶輪的參數(shù)與結(jié)構(gòu)。3．掌握V帶傳動參數(shù)選用要點(diǎn)。4．掌握V帶傳動的正確使用。一、V帶的結(jié)構(gòu)和類型V帶傳動是由一條或數(shù)條V帶和V帶輪組成的摩擦帶傳動。V帶安裝在相應(yīng)的輪槽內(nèi)，僅與輪槽的兩側(cè)接觸，而不與槽底接觸。V帶是一種無接頭的環(huán)形帶，其橫截面為等腰梯形或近似為等腰梯形，工作面是與V帶輪相接觸的兩側(cè)面。1．V帶的結(jié)構(gòu)V帶結(jié)構(gòu)有包邊V帶和切邊V帶兩種.切邊V帶又有普通切邊V帶、有齒切邊V帶和底膠夾布切邊V帶三種V帶由包布層、壓縮層、強(qiáng)力層、伸張層組成。包邊V帶四周都由膠帆布包裹，切邊V帶包布層只有頂布、頂布及底布或底膠夾布切邊V帶與包邊V帶相比具有傳動效率高，傳動功率大，壽命長，節(jié)能效果明顯。有齒切邊V帶縱向柔軟和便于散熱的作用，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)類型。按照強(qiáng)力層的材質(zhì)分，V帶又有簾布芯和線繩芯兩種，線繩芯結(jié)構(gòu)比簾布芯結(jié)構(gòu)合理。簾布芯結(jié)構(gòu)已被逐步淘。提示：新國標(biāo)中已刪除簾布式V帶及結(jié)構(gòu)圖，由切邊V帶及結(jié)構(gòu)圖替換2．V帶類型及截面尺寸普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E七種，Y型帶截面尺寸最小，E型帶截面尺寸最大；相同條件下，截面尺寸越大，帶傳遞功率也越大窄V帶有SPZ、SPA、SPB、SPC等4種。結(jié)構(gòu)型式與V帶很相似,性能則更為優(yōu)良。它與普通V帶比較具有傳動功率大、強(qiáng)度高、傳動尺寸小、許用帶速高、效率高、壽命長和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種動力傳遞。我國的新型機(jī)器設(shè)備，已陸續(xù)將V帶傳動改為窄V帶。二、V帶輪參數(shù)與結(jié)構(gòu)1．V帶輪主要參數(shù)（1）基準(zhǔn)寬度bd帶輪上與帶節(jié)面處于同一位置的輪槽寬度稱為帶輪的基準(zhǔn)寬度，其大小等于帶節(jié)寬（bd=bp）

（2）基準(zhǔn)直徑dd

基準(zhǔn)寬度bd處的帶輪直徑稱為V帶的基準(zhǔn)直徑。基準(zhǔn)直徑越小，帶在帶輪上彎曲變形越嚴(yán)重，彎曲應(yīng)力越大，帶的壽命越短，故各種型號的V帶都規(guī)定有最小基準(zhǔn)直徑ddmin。（3）V帶輪槽角φ

指帶輪橫截面兩側(cè)邊夾角,帶輪直徑越小，帶彎曲變形程度越大，楔角越小。為保證彎曲變形后的帶與帶輪兩側(cè)面接觸良好，槽角φ應(yīng)小于帶的楔角α。提示：普通V帶楔角為40°，輪槽角應(yīng)選38°、36°、34°、32°等，小帶輪槽角取較小值，大帶輪槽角取較大值。2．V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪有實(shí)心式、腹板式、孔板式和輪腹式四種結(jié)構(gòu)3．V帶輪材料V帶輪材料主要根據(jù)帶速確定，帶速v≤20m/s，采用HT150、HT200鑄鐵材料；帶速v≥20～45m/s，采用鑄鋼；傳遞功率較小的帶輪可選用鑄鋁或工程塑料。

三、V帶傳動比不考慮V帶彈性滑動，V帶傳動比等于主、從動輪轉(zhuǎn)速之比，也等于兩帶輪基準(zhǔn)直徑反比,公式:

i=

為使小帶輪包角不至于過小及帶傳動輪廓尺寸不至于過大，V帶傳動比一般i≤7。

四、V帶傳動主要參數(shù)選擇要點(diǎn)1．確定計算功率Pc，選擇V帶型號計算功率Pd計算公式為

Pd=KAP

（kW）根據(jù)計算功率Pd及小帶輪轉(zhuǎn)速n1參照圖選擇V帶型號。2．確定兩帶輪基準(zhǔn)直徑小帶輪基準(zhǔn)直徑應(yīng)大于等于帶的最小基準(zhǔn)直徑ddmin，即dd1≥ddmin，當(dāng)然也不能太大，否則帶傳動外廓尺寸增大。大帶輪直徑根據(jù)傳動比計算，即

dd2=idd1

注意:計算后的dd1、dd2均需按表6-２所示的帶輪標(biāo)準(zhǔn)直徑系列進(jìn)行圓整。

3．驗(yàn)算帶速vV帶傳動中，帶速不能太大也不能太小。帶速過大，V帶作圓周運(yùn)動時，離心慣性力增大，V帶拉長，帶與帶輪間壓力減小，導(dǎo)致摩擦力減小，有效圓周力減小，引起打滑。帶速過小，傳遞相同功率時，所需有效圓周拉力過大，也易引起打滑。一般帶速控制在5m/s≤v≤25m/s之間。不考慮彈性滑動影響，帶速等于大、小帶輪圓周線速度,且為:

v=v1=v2=4．初定中心距a0中心距大小應(yīng)適當(dāng)，中心距太大，外廓尺寸也越大，傳動時還會引起V帶發(fā)生顫動；中心距太小，小帶輪包角也越小，摩擦力減小而影響帶傳動有效拉力；此外，中心距小，帶單位時間內(nèi)撓曲次數(shù)增多，帶的壽命降低。一般初定中心距按下列公式確定

0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

5．計算帶基準(zhǔn)長度Ld帶基準(zhǔn)長度是V帶在規(guī)定張緊力作用下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度，又稱公稱長度初定基準(zhǔn)長度Ld0。根據(jù)初定中心距a0進(jìn)行，計算公式為

Ld0=2a0+計算初定基準(zhǔn)長度Ld0后，需按基準(zhǔn)長度系列進(jìn)行圓整取相近的基準(zhǔn)長度Ld。基準(zhǔn)長度確定后按下列公式計算實(shí)際中心距a

a=a0+

6．驗(yàn)算小帶輪包角α1V帶傳動小帶輪包角計算公式：α1=180°

V帶傳動應(yīng)使小帶輪包角α1≥120°

若V帶傳動包角不能滿足要求，應(yīng)減小傳動比或增大兩帶輪中心距使小帶輪包角滿足要求7．確定帶的根數(shù)z在規(guī)定條件下（載荷平穩(wěn)、包角α=180°、傳動比i=1），單根帶的傳遞額定功率P0與V帶型號、小帶輪基準(zhǔn)直徑及小帶輪轉(zhuǎn)速有關(guān)若包角不等于180°，按包角系數(shù)進(jìn)行修正，修正公式為

[ΔP]=ΔPKαkWV帶根數(shù)

z≥

五、V帶標(biāo)記及應(yīng)用特點(diǎn)1．V帶標(biāo)記普通V帶標(biāo)記由型號、基準(zhǔn)長度和標(biāo)準(zhǔn)號三部分組成

V帶標(biāo)記通常壓印在帶頂面

2．V帶傳動的應(yīng)用特點(diǎn)V帶傳動與其他摩擦類帶傳動一樣，傳動平穩(wěn)、傳遞距離遠(yuǎn)、過載會打滑，傳動比不準(zhǔn)確等，相對于平帶傳動，還具有如下特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用更廣。2）摩擦力大，傳遞功率大，相同條件下傳動能力為平帶的三倍。3）傳動效率低于平帶，價格高、壽命短。4）V帶傳動只用于開口式。六、V帶傳動安裝與正確使用1．V帶型號及基準(zhǔn)長度選擇。

選擇V帶時，型號及基準(zhǔn)長度不能搞錯，保證帶在帶輪槽中的正確位置

正確錯誤錯誤2．V帶安裝要求

V帶安裝時，要求兩帶輪軸線相互平行，兩帶輪對應(yīng)V形槽的對稱平面重合，誤差不超過20′。帶輪安裝在軸上不得搖晃擺動，以免傳動中V帶發(fā)生扭曲和工作面過早磨損，縮短帶的壽命。

3．V帶安裝方法及松緊程度

將帶套在小帶輪上，再旋入大帶輪中，安裝好后，調(diào)整帶的松緊程度，不宜過松或過緊。帶過松，不能保證足夠的張緊力，傳動時易打滑；帶過緊，張緊力過大，傳動中帶磨損加劇，壽命縮短中等中心距情況下，以大拇指能夠?qū)合?5mm左右，則張緊程度合適

4．V帶定期檢查與調(diào)整

定期檢查并及時調(diào)整，發(fā)現(xiàn)不宜繼續(xù)使用的V帶應(yīng)及時更換，更換時應(yīng)一組同時更換，不能新、舊帶混用

5．V帶的防護(hù)V帶傳動要加防護(hù)罩，以免發(fā)生意外事故，并保護(hù)帶傳動的工作環(huán)境，防止?jié)櫥汀⑶邢饕杭捌渌s物飛濺到V帶上影響傳動效果，還可以避免日光曝曬使帶過早老化變質(zhì)。說明：GB/T6931.1-2020、GB/T6931.2-2020等國家標(biāo)準(zhǔn)中修改了部分帶傳動參數(shù)的符號，如包角（θ），中心距（C），V帶頂寬（W），V帶節(jié)寬（Wp），V帶高度（T），V帶相對高度（T/Wp），V帶輪槽角（a），V帶輪基準(zhǔn)寬度（Wd），且新國標(biāo)中已刪除了V帶楔角及其標(biāo)記。查閱相關(guān)書箱時注意區(qū)分。思考與練習(xí)1．普通V帶有哪幾種型號，其截面尺寸與傳動功率有何關(guān)系？2．包邊帶和切邊帶結(jié)構(gòu)有何不同？各適用于什么場合？3．普通V帶傳動使用與維護(hù)中應(yīng)注意哪些問題？4．試述C1760GB/T1171型號中各部分代號含義。5．某V帶傳動，主動帶輪直徑dd1=100mm，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，從動輪轉(zhuǎn)速為n2=725r/min，工作要求中心距為500mm。求：（1）傳動比i；（2）從動輪直徑dd2；（3）校核小帶輪包角α；（4）V帶的計算長度Ld。第六章帶傳動第