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1、研制：侯玉英 4-1 带传动类型和应用 4-2 带传动工作情况分析 4-3 普通V带传动设计 1. 带传动的类型、结构及特点； . 本章主要内容 2. 带传动受力分析、运动分析及应力分析（重点） 3. 带传动设计 一. 带传动的组成及工作原理 带传的 组成动 主动带轮1 从动带轮2 环形胶带3 v v 主动轮1 传动带3从动轮2 n2 n1 1 2 摩擦型带传动的工作原理 依靠带与带轮之间的摩擦 力传动运动和动力的间接摩擦传动 4-1 带传动的类型和应用 1小轮包角 2大轮包角 n1小轮转速 （r/min） n2大轮转速 （r/min） v带速 （m/s） 二. 带传动的类型 v v n2 n
2、11 2 摩擦型带传动 啮合型带传动 同步带同步带轮同步带轮 摩擦型带传动利用带与带之间的摩擦力进行传动 啮合型带传动利用带上凸齿与带轮齿槽啮合进行传动 一）按工作 原理分 平带 V带 多楔带 圆带 /2 Fn /2 Fn FQ 平带：Fn = FQ ，Ff = Fnf = FQf 承载能力小 FQ Fn V带： 承载能力大 V带 多楔带 圆带 平带 二）按带的剖 面型状分 V带是无接头的环形带，其种类有普通V带、窄V带、宽V带等。 三. V带的结构及尺寸 1伸张层 3压缩层 4包布层 1伸张层 3压缩层 4包布层 压缩层（橡胶填充而成） 包布层（橡胶帆布构成） 伸张层（橡胶制成） 帘布结构容
3、易制造 粗绳结构挠曲性好 强力层有 V带由 四部分组成 2强力层( 粗绳结构） 2强力层( 帘布结构） 一）V带的结构分析 二）V带截面型号及尺寸 Y Z (SPZ) A （SPA ） B （SPB ） C D E .普通V带、窄V带的截面型号： 2. V带截面尺寸: h bP 节宽 (节面宽度) b 顶宽 高度 带楔角， =40 bp b 各种型号V带的剖面 尺寸见表8-1。 带的型号大，则剖 面尺寸大，带的承 载能力就高。 3. V带的长度 外周长基准长度Ld内周长 带轮基准直径 d 四.带传动的特点和应用 带有弹性，能缓冲减振，故传动平稳，噪声小； 过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件
4、损坏； 适用于两轴中心距较大的传动； 结构简单，易于制造和安装，故成本低。 优 点 缺 点 由于弹性滑动和打滑，传动比不恒定； 传动效率较低，寿命较短，外廓尺寸较大； 由于需要施加张紧力，轴和轴承受力较大。 特点 应用：用于中心距较大，传动比无严格要求的场合，在多级 传动系统中通常用于高速级传动，如机床中由电动机到主轴 箱的第一级传动。 啮合型传动带一般以细钢丝绳、玻璃纤维绳或芳纶纤维绳 为强力层，以聚氨酯或氯丁橡胶为基体，在工作表面上制成凸 齿的无接头环形带。同步带分为仅在一面有齿的单面同步带和 两面都有齿的双面同步带，齿的形状有梯形齿和弧齿等。 五. 啮合型传动带（亦称同步齿形带）的结构
5、同步带结构 12 3 4 1 包布层 2 带齿 3 带背 4 承载绳 带 长 ： 中心距: 小轮包角 ： 2 六. 带传动的几何尺寸计算 1 L= + + ABCD2BC B A C D 一带传动的受力分析 4-2 带传动的工作情况分析 一）带传动的有效拉力Fe 工作前：带中各处均受 到一定的初拉力FO O2O1 F0 F0 F0 F0 紧边 Ff2-带 松边 Ff1-带 O1 O2 n2 T2 F1 F1 F2 F2 T1 n1 工作时：主动边被进一步 拉紧，拉力由F0增大到F1 ，称为紧边；另一边拉力 减少到F2，称为松边。 紧边拉力与松边拉力的差值 称为带传动的有效拉力Fe: Fe =F
6、1一F2 = Ff 带传动工作时，有效拉力Fe与初拉力Fo、紧边拉力F1 、松边拉力F2关系： F1 + F2= 2Fo F1一F2 = Fe 由 F1=FO+ Fe/2 F2=F0- Fe/2 得 二）带传动的极限有效拉力Felim及其影响因素 带在带轮上即将打滑时： F1 + F2= 2Fo F1一F2 = Fe 由 得 1）初拉力F0 F0，正压力，Ffmax， Felim 但F0，磨损加快，带的寿命； 2）小轮包角11，包围弧，Ffmax，Felim 1大小取决于设计参数i、d1、d2及a； 3）摩擦系数f f，Ffmax，Felim，f取决于带 和带轮的材料。 影响 Felim 的因
7、素 二. 带的应力分析 一）带传动工作时，带截面上的应力种类 2.拉应力 紧边拉应力：1=F1/A MPa 松边拉应力：2=F2/A MPa F1F2 12 3.弯曲应力 带绕过小带轮时 ： 式中: E 带的当量弯曲弹性模量； y 带的最外层到中性层的距离； dd2 、dd1 大小带轮节圆直径。 1.离心拉应力：c=Fc/A =qv2/A MPa离心拉应力 作用于带的全长。 带绕过大带轮时 ： 当传动比i1时, dd2 dd1 , b2 b1 二) 带中应力分布情况 b2 1 2 b1 1 2 n1 n2 C C B =C+2+b1 C =C+2+b2 D=C+1+b2max =A =C+1+
8、b1 E max =A =C+1+b1 三）带的应力变化性质 e 1. 带中应力变化 带绕一周 带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处（A点） 大小为：max =A =C+1+b1 3 .变应力对带的影响引起带的疲劳破坏（脱层和疲劳 断裂） 2. 带中应力变化性质周期性变化的循环变应力 ea max b2 1 c bcd b1b2 2 c 1 c b1 带相对2轮 的滑动方向 带相对1轮 的滑动方向 2 C D 二带传动的运动分析 带传动的运动特性存在弹性滑动和打滑 一）弹性滑动及其特性 1.弹性滑动: 是带的弹性变形量的变化而引起带与带轮之间微 量相对滑动的现象，称为弹性滑动。 1 2 v v
9、 n1 n2 1 A B 带相对2轮 的滑动方向 带相对1轮 的滑动方向 2 C D v v n1 n2 1 A B F1 F1 F2 F2 1 1) 带是弹性体，受力后会产生弹性变形，在带的弹性极限 内，变形：=F/EA，当带的截面积A一定时，F， 2）摩擦型带传动依靠摩擦里传递运动和动力，必然存在 拉力差，即：紧边拉力F1大于松边拉力F2，则带在紧 边的伸长量1大于松边边的伸长长量2。 2.弹 性滑 动产 生原 因 2 是微量滑动，只发生在带离开带轮前的那部分接 触弧AB和CD(称为滑动弧) 。 是摩擦型带传动正常工作时不可避免的固有特性 3弹性滑 动的性质 带相对2轮 的滑动方向 带相对
10、1轮 的滑动方向 2 C D v v n1 n2 1 A B F1 F1 F2 F2 1 2 1 A 2 c 1)降低传动效率(V带传动效率=0.91 0.96)，使带与带轮摩损增加和温度升高。 4弹性 滑动对传 动的影响 2)使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速 度v1，即： v2 v1 。 从动轮圆周速度相对降低量称为滑动率。 滑动率 ： F则，正常工 作时， =1% 2% 3) 传动比不为常数即 ： 常数 二）带传动打滑 打滑当传递的有效拉力达到极限值Felim时，过载引起 的带与小带轮接面间将发生显著的相对滑动。 2 C D v v n1 n2 1 A B F1 F1 F2 F2
11、带与带 轮2整 个接触 弧上发 生相对 滑动 带与带 轮1整 个接触 弧上发 生相对 滑动 1 2 三）弹性滑动与打滑的本质区别 发生在带和带轮的全部接触弧上。 弹性滑动 打 滑 是带传动正常工作时不可避免的固有特性； 是带传动的失效形式，设计时必须避免； 只发生在带离开带轮前的那部分接触弧上 ； 2 C D 1 B A n1 2 1 弹性滑动 打 滑 2 C D 1 B A n1 n2 2 1 三. 带传动的失效形式和计算准则 2）疲劳破坏（脱层和疲劳断裂）max 引 起失效 一）带传动 的失效形式 1）过载打滑由F实传Flim引起的失效 二）带传动的计算准则 带传动的计算准则是：保证带传动
12、不打滑的前提下，充分 发挥带的传动能力，并使传动带具有足够的疲劳强度和寿命。 即应满足： 不打滑条件：F实传 疲劳强度条件： 4-3 V带传动的设计 kW 同时满足两条件 的带传动功率： 式中： 由带的疲劳寿命决定的许用拉应力，由实验得出 ， 在108 109 次应力循环下，V带的许用应力为： 式中：C由V带的材质和结构决定 的实验常数 LdV带的基准长度，m； jnV带绕行一周时绕过带轮的数目 thV带的预期寿命，h； m指数，对普通V带，m=11.1。 疲劳强度条件： 根 据 不打滑条件：F实传 一在特定条件下，单根V带的基本额定功率P1 将 、b、c 代入，取当量摩擦系数f=0.51,可
13、得V带 传 动功率的计算公式： kW 载荷平稳 1= 2 = 1800 ，即： i=1 Ld为特定长度 一）特定条件 二）单根V带的基本额定功率P1表8-3 P1可根据V带型号、小带轮直径d1及小轮转速n1由表8-3查出 。 V带带型号 特定长长 度 Y 450 Z 800 A 1700 B 2240 C 3750 D 6300 E 7100 表4-2 单根普通V带的基本额定功率P1 如：Z型V带、d1=80 mm 、n1=1420 r/min时，P0 = 0.35 kW A型V带、d1=100 mm 、n1=1420 r/min时，P0 = 1.31 kW 带型 d1 mm n1 r/min
14、 800950120014501600 Z 630.15 0.20 0.22 0.18 0.23 0.26 0.22 0.27 0.30 0.25 0.30 0.35 0.27 0.33 0.39 71 80 A 75 0.45 0.68 0.83 1.00 1.19 0.51 0.77 0.95 1.15 1.37 0.60 0.93 1.14 1.39 1.66 0.68 1.07 1.32 1.61 1.92 0.73 1.15 1.42 1.74 2.07 90 100 112 125 100A 1.31 1420 80 Z 0.35 式中： 额定功率增量，考虑传动比i1时，带在大带轮 上的弯曲应力较小，在相同寿命的条件下，额定 功率可比i =1时的传动功率大。根据V带型号、n1 及i查表。 当使用条件与特定条件不符时，需引入附加项和修正系 数。经过修正后单根V带许用功率P为： 二. 实际使用条件下单根V带的许用功率 K包角系数，考虑1800时对传动能力影响， 根据小带轮包角1查表。 KL 长度系数，考虑带长不为特定长度时对传动能力 的影响，KL根据V带型号及基准带长Ld查表； 表4-3 单根普通V
