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1、带传动,带传动由主动轮、从动轮及紧套在两轮上的传动带及机架组成。,带传动主要用于传递两轴之间的运动和动力,常用于减速传动装置中。,平带,V带,多楔带,圆带,同步带,平带的横截面为扁平矩形，其工作面是与带轮轮面相接触的内表面，有普通平带、编织平带和高速环形平带等多种形式，其中以普通平带应用最广。,各型带的特点,平带传动结构简单，带轮制造方便，平带质轻且挠曲性好，故多用于高速和中心距较大的传动。,平带,V带的横截面为等腰梯形，其工作面是与带轮轮槽相接触的两侧面。根据楔面摩擦原理，在初拉力相同的情况下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力，从而具有更大的牵引能力。 V带允许的传动比较大，结构紧凑，故
2、在一般机械中已取代平带传动。,V带,多楔带,多楔带是在平带基体下接有若干纵向V形楔的环形带，工作面为楔的侧面。这种带兼有平带挠曲性好和V带摩擦力较大的优点。常用于传递功率较大且要求结构紧凑的场合。,圆带,圆带的横截面呈圆形。其传动能力小，常用于仪器、玩具、医疗器械、家用器械等场合。,摩擦型带传动的特点和应用,特点：,适用于中心距较大的传动。,带具有弹性，能缓冲吸振，传动平稳，无噪声。,过载时，带与带轮会出现打滑，可防止传动零件损坏，起到过载保护作用。,结构简单，维护方便，无需润滑，且制造和安装精度要求不高，成本低廉。,由于带的弹性滑动，不能保证准确的传动比。,传动效率较低，带的寿命较短。,传动
3、的外廓尺寸、带作用于轴上的压力等均较大。,不适宜在高温、易燃及有油、水的场合使用。,应用：一般适用于中小功率、无需保证准确传动比和传动平稳的远距离场合。在多级减速传动装置中，带传动通常置于与电动机相联的高速级。其中V带传动应用最为广泛，一般允许的带速v = 525 m/s，传动比 i 7，传动效率0.900.95。,带传动的受力分析,带在安装时必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上，此时带受初拉力作用并使带与带轮的接触面间产生正压力。,静止时，带两边的拉力都等于初拉力F0,紧边,松边,传动时，由于摩擦力的作用， 带两边的拉力不再相等 。,Ff,紧边和松边的拉力差值(F1F2)形成带传动的有效拉力(
4、也就是带所传递的圆周力F)，以传递动力和运动。在数值上它等于带与带轮接触面间产生的静摩擦力值的总和Ff,当初拉力F0一定时，带与带轮接触面间产生的静摩擦力值的总和Ff 总有一个极限值Ff lim 。,打滑：当带所需传递的圆周力F超过极限值Ff lim时，带将在 带轮上发生全面的滑动，这种现象称为打滑。,打滑将使带的磨损加剧，传动效率显著降低，致使带传动失效，所以在正常的传动过程中应避免出现打滑。,在带传动出现即将打滑的临界状态时，紧边拉力F1与松边拉力F2差值达到最大(带的传动能力达到最大)，此时F1与F2有如下关系：,挠性体摩擦的基本公式（欧拉公式）,：带轮包角(带与带轮接触弧所对应的中心角
5、),f：带与轮面间的摩擦系数；,e自然对数的底，e2.718。,带传动的打滑,带传动的最大圆周力,带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：,由此可知：增大包角、摩擦系数和初拉力 ，都能提高带传动的传动能力。,在开口传动（两轴平行且要求回转方向相同）中，一般情况下传动比i1，所以小带轮包角1小于大带轮包角2 ，故计算带传动所能传递的圆周力时，应取为1。,带传动的应力分析,沿转动方向，绕在主动轮上的带所受的拉应力由1渐渐地降到2 ，绕在从动轮上的带所受的拉应力则由2渐渐上升为1。,带传动工作时，在带的横截面上受到三种应力的作用：, 由拉力产生的拉应力1、2：,紧边拉应力,松边拉应力,离心力只产
6、生在传动带作圆周运动的弧段上，但离心拉应力作用于全长，且各处大小相等。,由离心力产生的拉应力c:,带绕过带轮作圆周运动时将产生离心力，该离心力将使带全长受拉力Fc作用，从而在截面上产生拉应力,q 带每米长的质量(kg/m)； v 带速(m/s)。,带在大、小两轮处的弯曲应力 不同,由弯曲产生的弯曲应力b：,带绕过带轮时，由于弯曲变形而产生弯曲应力,y带弯曲时其中性层到最外层的垂直距离mm；E带的弹性模量/MPa；d带轮直径（对V带轮，d为基准直径 dd）/mm。,三种应力在带上的分布情况如图所示：,最大应力发生在紧边与小带轮的接触处，其值为 ：,三种应力共同作用，使带在传动过程中受循环变应力作
7、用，故带易产生疲劳破坏。,为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力max小于等于带材料的许用应力。即,带传动的弹性滑动和传动比,传动带在拉力的作用下产生的弹性变形量随拉力的增加而增加。传动时，由于紧边拉力F1大于松边拉力F2，因此带在紧边的伸长量大于松边的伸长量，绕过带轮时伸长量逐渐变化。,微弧段,微弧段缩短，落后于带轮上的对应段。,当主动轮依靠摩擦力使带一起运转并绕过主动轮时，带的伸长量逐渐减小，也就是说带相对于轮面在向后收缩，从而使带与轮面间产生相对滑动，导致带的运动速度落后于主动轮的圆周速度。,弹性滑动：由于带的弹性变形而引起带在轮面上滑动的现象称为弹性滑动。,带的弹性变形及相对滑动
8、,弹性滑动也出现在从动轮上：带依靠摩擦力使从动轮一起运转，此时带的伸长量逐渐增大，带相对于轮面在逐渐伸长，从而使带与轮面间产生相对滑动，导致带的运动速度超前于从动轮的圆周速度。,滑动率：带的弹性滑动使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1 ，其速度的降低率称为带传动的滑动率，用表示。,带传动的传动比 ：,由于滑动率随所传递圆周力的大小而变化(即随载荷而变)，不是一个定值，故带传动无法得到准确的传动比。 正常工作时，带传动的滑动率= 0.010.02，非精确计算时可不予考虑。,注意：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。 打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。 而弹性滑动是由拉力差引起的
9、，只要传递圆周力，就必然会产生弹性滑动，所以弹性滑动是不可避免的。,带传动的失效形式和设计准则,带传动的主要失效形式,带传动的设计准则：在保证传递规定功率不打滑的条件下， 使带具有一定的疲劳强度和寿命。,V带传动设计内容： 确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a 及带轮基准直径，画出带轮零件图等。,打滑,带的疲劳破坏(脱层、撕裂或拉断等),V带类型,V带类型及结构,以普通V带应用最广，窄V带的应用也日趋广泛。,标准V带通常制成无接头的环形带，由包布、顶胶、抗拉体和底胶四部分组成。抗拉体是V带工作时的主要承载部分，有帘布和线绳两种结构形式。抗拉体上下的顶胶和底胶为橡胶材料制成，分别承受弯曲
10、时的拉伸和压缩。V带的外层用胶帆布包覆成型。,V带的尺寸已标准化（GB/T115441997），按截面尺寸由小到大，普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。在同样条件下，截面尺寸大则能传递的功率就大。,V带型号及尺寸参数,V带绕在带轮上产生弯曲，外层受拉伸变长，内层受压缩短，两层中间存在一长度不变的中性层。中性层面称为节面，节面的宽度称为节宽bp 。,V带的截面高度h与其节宽bp的比值h/bp称为相对高度，普通V带的相对高度约为0.7。,V带轮上，与节宽bp相对应的槽形轮廓宽度称为基准宽度bd 。基准宽度处的带轮直径称为基准直径dd 。在规定的张紧力下，V带位于带轮基准直径上的周线长度
11、称为带的基准长度Ld 。,V带两侧面工作面的夹角称为带的楔角，40。当带工作时，V带的横截面积变形，楔角变小，为保证变形后V带仍可贴紧在V带轮的轮槽两侧面上，应将轮槽楔角j适当减小。,窄V带结构,窄V带的相对高度h/bp约为0.9，有SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。窄V带具有普通V带的传动特点，由于其抗拉体采用高强度的绳芯，因而较普通V带能承受更大的拉力，适用于传递大功率而又要求传动装置紧凑的场合。,V带的标记：由型号、基准长度和标准号组成,A1400 GB/Tll5441997,例1：A型普通V带，基准长度为1400mm，其标记为：,例2：SPA型窄V带，基准长度为1600mm，其标
12、记为,SPA1600 GB/Tll5441997,带的标记通常压印在带的顶面，便于选用识别。,普通V带轮的材料和结构,V带轮的材料常采用铸铁、铸钢、铝合金、工程塑料等，其中灰铸铁应用最广。,带速v25m/s时常用HT150；带速v = 2530m/s时常用HT200。带速更高或特别重要的场合可采用铸钢。铝合金和塑料带轮多用于小功率的带传动。,V带轮槽尺寸标准：,实心式结构,腹板式结构,孔板式结构,轮辐式结构,普通V带轮由轮缘、轮毂及轮辐三部分组成。,根据轮辐结构的不同，V带轮有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式四种典型型式。,带传动的承载能力:取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、包角和载
13、荷特性等因素。,单根普通V带传递的功率,为了保证带传动不出现打滑，单根普通V带能传递的功率为：,为了使带具有一定的疲劳寿命，应使,以上两式联解，得到带传动在既不打滑又有一定寿命时，单根普通V带能传递的功率,许用功率：实际工作条件与实验特定条件不同时，应对P0值加以修正，得到实际工作条件下单根普通V带所能传递的功率P0，称为许用功率。,式中：P0功率增量，考虑传动比i1时，带在大带轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同条件下，可增大传递的功率。 K包角修正系数，考虑1180时对传动能力的影响。 KL带长修正系数，考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响。,基本额定功率P0：在传动比i=1、包角=180、
14、特定带长、平稳的工作载荷下，单根普通V带所能传递的功率P0，称为单根普通V带的基本额定功率。(根据特定实验条件和分析确定),普通V带传动的设计计算,1.确定计算功率Pc：,式中：P 带所传递的额定功率/kW；KA工作情况系数。,2 .选择V 带的型号,根据计算功率Pc和小带轮转速n1，由下图选择普通V带的型号。,普通V带选型图,3.确定V带轮的基准直径,带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，使带的寿命降低。,设计时应查表选取小带轮的基准直径dd1ddmin(带轮的最小基准直径),忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1n1/n2，dd1、dd2宜取标准值,4.验算带速,带速不宜过高，否
15、则离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑 ；同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。,带速不宜过低，否则当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多。,设计时一般应使带速v在525 m/s的范围内。,5.确定带的基准长度Ld和中心距a,按下式初步确定中心距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，由表选取与相近的基准长度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：,为保证传动能力，一般应使1 120，否则应适当增大中心距或减小
16、传动比，也可以增设张紧轮。,7. 确定V带的根数：,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. 确定单根V带的初拉力：,适当的初拉力是带传动正常工作的首要条件。初拉力过小，带传动的工作能力低，极易出现打滑；初拉力过大又将增大轴和轴承上的压力，并降低带的寿命。,大带轮的零件图,9.带传动作用在带轮轴上的压力,同步带传动的特点和应用,同步带综合了带传动和链传动的特点。由1强力层、2带齿、3带背组成。,同步带的优点：,无相对滑动、带长不变，传动比稳定,带薄而轻，强度高，适合高速传动,带的柔性好可用直径较小的带轮，能获得较大的传动比,
