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1、第8章 带传动,8-1 带传动的工作原理和类型、特点和应用 8-2 V带和带轮的结构 8-3 带传动的工作情况分析 8-4 普通V带传动的计算 8-5 带传动的张紧装置、安装及维护,学习要求： （1）了解带传动的特点、类型和受力分析方法； （2）掌握V带的标准、受力分析和设计计算； （3）了解弹性滑动、打滑的概念及区别； 教学重点： 掌握带传动的主要适用场合，设计基本步骤。 教学难点：带传动的特点，设计基本步骤。,8-1 带传动的工作原理、类型、特点和应用,带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。,原动机转动,一、带的传动过程,主动轮转动,驱动主动轮,从动轮转动,带与轮的摩
2、擦,二、带传动的主要类型,根据工作原理的不同，分为,摩擦型带传动,啮合型带传动,1.平带传动,2.V带传动,3.多楔带传动,4.圆带传动,（2）啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的 啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力。,（1）摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的 摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力 （平带和带传动）。,摩擦型传动带的截面形状,(1)平 带,（1）特征：,（2）平带的主要类型：,结构最简单，多用在高速和传动中心距较大的场合。,皮革平带 帆布芯平带 复合平带,(2) V带传动,（1）特征：,V带传动的传动能力较大 ，在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应用较多，
3、是带传动的主要类型。,（2）V带的类型：,普通V带、窄V带、宽V带,(3) 多楔带传动,多楔带传动兼有平带和V带传动的特点，主要用于传递大功率、结构要求紧凑的场合,圆带传动的传动能力较小，一般用于轻型和小型机械。,(4) 圆带传动,(5) 啮合型带传动,优点：传动比恒定，结构紧凑，带速可达40m/s，i可达10，传递功率可达200Kw，效率高，约为,。,缺点：结构复杂，价格高，对制造和安装要求高。,啮合型带传动,大理石切割机,带传动的应用,V带减速器,发动机（1）,缝纫机,三、带传动的特点和应用,优点：传动平稳、噪声小、缓冲吸振和过载打滑及可防止其他零件损坏等，且结构简单、成本低廉，适用于两轴
4、中心距较大的传动。 缺点：外廓尺寸较大，不能保证准确的传动比，效率较低，带的寿命短及不宜用于高温、易燃、易爆场合。 应用：常应用于传动比不要求准确、功率P100kW、v=525m/s、传动比i5以及有过载保护的场合。,8-2 V带和带轮的结构,抗拉体的结构有绳芯结构和帘布芯结构两种。帘布芯结构V带制造方便，抗拉强度高，应用较广；绳芯结构V带柔性较好，抗弯强度高，适用于转速较高，带轮直径较小的场合。,一、V带的结构、标准,V带,V带工作时，会弯曲变形，顶胶伸长，底胶缩 短，但两者之间有一层长度不变，称为节面，其宽 度称节宽bP；与带的节面宽度重合处的带槽宽度， 称为带槽的基准宽度bd，bd=bP
5、；带槽基准宽度所 在的圆，称为基准圆，其直径dd称为带轮的基准直 径；带的节面长度称为带的基准长度Ld，也称带的 公称长度。,二、普通V带轮的材料与结构,带轮常用灰铸铁铸造，有时也采用铸钢、铝合金或非金属材料。当带轮圆周速度v25m/s时，用HT150；当v=2530m/s时用HT200；当v2545m/s时用铸钢或锻钢；小功率时可用铝合金或工程塑料。 2.带轮的结构,1. 带轮的材料,8-3 带传动的工作情况分析,一、带传动的受力分析,带安装时，必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上，这时带两边初拉力相等。,带传动时，由于摩擦力作用使带轮两边的拉力不再相等，进入主动轮的一边，拉力由F0增大至F1
6、称为紧边。进入从动轮的一边，拉力由F0降至F2，称为松边。紧边和松边的拉力差称为有效拉力F，也就是带所能传递的圆周力F。,有效拉力实际上就是带和带轮接触面间摩擦力的总和，所以当初拉力F0一定时，摩擦力的总和有一极限值。若带传动时需要传递的圆周阻力超过了这个极限值，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑使带的磨损加剧，带与带轮处于不稳定的运动状态，传动失效。,（7-1）,F有效拉力，N； V带速m/s， P-带传递的功率，kw,带即将打滑时，紧边和松边拉力之间的关系可用欧拉公式表示,f带和带轮间的摩擦系数； a小带轮的包角（rad）; e自然对数的底，e2.718。,（7-2）,（
7、7-3）,由式（7-1）和式（7-3）可得,（7-4）,由此可知，增大包角a、增大摩擦系数都可提高带传动所能传递的圆周力。,带传动时，带中存在着三种应力,二、带传动的应力分析,（1）由紧边和松边产生的拉应力。 紧边拉应力 1=F1/A（MPa） 松边拉应力 2=F2/A（MPa） A带的横截面面积。,（2）由离心力产生的拉应力。当带绕带轮做圆周运动 时产生离心力，该离心力使带受到离心拉力Fc的 作用，从而产生离心拉应力。 c=Fc/A=qv2/A （MPa） q传动带单位长度的质量（kg/m）,见表7-1。 （3）带弯曲时产生的弯曲应力。 bEh/d （MPa） h带的高度，mm； E带的弹性
8、模量，MPa； d带轮直径，mm。 由上式可知，带在小带轮上的弯曲应力较大。,（7-5）,max=1+b1+c （MPa） 保证带有一定寿命,由图可见，作用在某截面上的应力随带的工作位置不同而变化，带在变应力状态下工作，易产生疲劳破坏，带的最大应力在紧边绕上小带轮处，即,三、带传动的弹性滑动和传动比,带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。 带传动中因带的弹性变形变化而引起的带与带轮间的局部相对滑动，称为弹性滑动。,带传动时，带与轮面之间存在着弹性滑动,这使得从动带轮的圆周速度v2总是低于主动带轮的圆周速度v1。v2相对于v1的降低率称为带传动的滑动
9、率 ：,带传动的传动比为,随载荷变化而变化。因 是变量，故带传动的传动比不准确。,弹性滑动是带传动所不可避免的特性，不同于打滑失效。,（7-6）,（7-7）,8-4 普通V带传动的计算,1. 带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。,一、带传动的失效形式和设计准则,（1）打滑加剧带的磨损并使传动失效。 （2）带在工作时的应力随着带的运转而变化，是 交变应力。转速越高，单位时间内带绕带轮 的次数越多，带的应力变化次数越频繁。长 时期工作，带在交变应力的反复作用下会产 生脱层、撕裂，最后导致疲劳断裂，从而使 带传动失效。,二、单根V带的额定功率 在包角180、特定带长、工作平稳的条件 下，单根普通V
10、带的基本额定功率P0见表7-3。当实 际工作条件不同于上述特定条件时，应对P0值加以修 正，修正后的值称为许用功率P0。,2. 带传动的设计准则：在保证不打滑的前提下， 同时具有足够的疲劳强度和一定的使用寿命。,P0 功率增量，i1时，同样寿命下，带传动功率可增大 K包角修正系数，1 1800时，修正系数 KL带长修正系数,三、带传动设计计算和参数选择,设计的已知条件：传动的用途、工作条件、传递功率 P、带轮的转速n1、n2（或传动比i）及外廓尺寸要求等。,设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a 带轮基准直径，材料和结构，作用在轴上的压力等。,1.确定计算功率,式中：,P传递的
11、名义功率（KW）,KA工作情况系数,2 .选择V带的型号,3.确定带轮基准直径,（1）带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲 应力增 大，使带的寿命降低。,（2）设计时应取小带轮的基准直径dd1ddmin，ddmin 的值查表,（3）忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1（1- ）n1/n2， dd1、dd2宜按表7-8取标准值,4.验算带速,离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑,带速V25m/s时，,单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命,带速V5m/s时，,当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多,否则，重选dd1,5.初定中心距a和基准带长Ld,按下式初步确定中心
12、距a0,初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L0,根据初选长度L0，由表7-2元整到标准长度Ld作为所选带的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即,考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为,6.验算小带轮包角1,小带轮包角可按下式计算,一般要求1120，否则应适当增大中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。,7.确定V带根数Z,带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直径后重新设计。,8.单根V带的初拉力F0,由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计
13、算值的1.5倍,9. 带传动作用在带轮轴上的压力FQ,10.带轮设计,带轮设计包括以下内容： 确定结构类型 结构尺寸 轮槽尺寸 材料 画出带轮工作图。,S型-实心带轮,P型-辐板带轮,H型-孔板带轮,E型-椭圆轮辐带轮,带轮的结构,8-5 带传动的张紧装置、安装与维护,（1）根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才 能正常工作；,1. 张紧的目的,（2）运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传 动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,2. 常见的张紧装置,一、带传动的张紧装置,（1）定期张紧装置,（2）自动张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮直径可小于小带轮直径，其轮槽尺寸与带轮的相同。,（3）采用张紧轮,二、带传动的安装与维护,1. 平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度,2. 安装皮带时，应通过调整中心距使皮带张紧，严禁 强行撬入和撬出，以免损伤皮带。,3. 不同厂家的V带和新旧不同的V带，不能同组使用。,4. 加防护罩以保证安全，防酸、碱、油及不在60 以上的环境下工作，不在阳光下曝晒。,
