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1、第七章 带传动,7-1 概述,7-2 带传动的工作情况分析,7-3 普通带传动设计,7-4 普通带轮,7-5 带传动的张紧装置,7-6 新型带传动简介,概述,由主动轮、从动轮和传动带组成。,7-1 概 述,啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上的齿相 互啮合传递运动和动力。也称为 同步带传动,一、带传动的类型和特点,1、按传动原理分类：,本章主要介绍摩擦带传动。,摩擦型带传动：靠带和带轮间的摩擦力传递运动和动力。,带张紧在两轮上，主动轮转,：摩擦传动,带传动的特点和类型,应用不太广，例如：高速磨床。,常多根并用，承载能力大，应用广泛,相当于多个小V带组成，兼有平带传动和带传动的优点。,适用于轻载的场
2、合，例如：缝纫机。,2、按截面形状的不同，带传动分为：,同步带：,平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。,（1）平带,截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用最广的带传动是带传动，在同样的张紧力下，带传动较平带传动可以产生更大的摩擦力。,（2）V带：,它是在平带基体上由多根V带组成的传动带，兼有平带弯曲应力小和V带摩擦力大等优点。多用于传递动力较大、结构紧凑的场合。,工作面：侧面,（3）多楔带：,横截面为圆形，只用于小功率传动，牵引能力小。常用于仪器、家用器械、人力机械。,（4）圆带：,同步带传动是一种啮合传动，无滑动，能保证固
3、定的传动比；带的柔韧性好，传递功率大。用于要求传动平稳，传动精度较高的场合。（强力层为钢丝绳，变形小；带轮为渐开线齿形）,（5）同步齿形带（啮合带） ：,机器人关节,3、按传动形式分为：,开口传动：两轴平行，1、2同向。,交叉传动：两轴平行，1、2反向。,半交叉传动：两轴交错，不能逆转。,2）带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小；,3）摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零件。,缺点：1）带的寿命短，在有油的场合，寿命更短；,2）对摩擦带传动，传动比不恒定；,优点： 1）适用于中心距较大的传动，,4、带传动的特点,3）效率较低。,4）结构简单，成本低；,二、 带的结构型式,1、V带,（
4、1）V带：普通V带、窄V带、宽V带,普通V带已标准化，共有七种型号：,在同样的条件下，截面尺寸大则传递的功率就 _?,2、普通V带都制成无接头的环形带，其横截面结构如图所示。 强力层的结构形式有帘布结构（制造方便,抗拉强度高）和线绳结构（柔韧性好，抗弯强度高，适用带轮直径小，转速较高场合）。,3、参数和尺寸,节宽节面的宽度bp。,相对高度 V带高度h与节宽bp之比。约为0.7(窄0.9),带轮基准直径 V带轮上与所配V带节宽bp 相对应的带轮直径 d。,基准长度 Ld为标准值。即：带节面的长度。V带在带轮上张紧后，位于带轮基准直径上的周线长度。,节面当V带受弯曲时，长度不变的中性层。,一、带传
5、动的受力分析,设带的总长不变，根据线弹性假设：F1F0F0F2； 或：F1 F22F0；,带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。,带传动工作时，一边拉紧，一边放松，设：紧边拉力为F1、松边拉力为F2。,7-2 带传动的工作情况分析,各力之间关系？,（）取主动轮为分离体,（）取主动轮一端带为分离体,而带传动的有效圆周力（有效拉力）：,即：带传动的有效圆周力等于带与带轮的摩擦力，即紧边与松边的拉力差。,（）F1、F2、F与F0间的关系？,变形协调条件：带总长不变，紧边拉力增量=松边拉力减量。,当开始打滑时：,由、式,对于V带：ffv,影响最大有效拉力的因素,（1）、增大摩擦系数,fFmax （
6、Ff ）与带和带轮材料、表面状况、工作环境有关。,1）材料配对；,2）采用V带：当量摩擦系数fv1.7 f。,讨 论,（2）、适当增大F0,F0正压力 Ff Fmax Pmax , 应严格控制F0大小，为保证工作中初拉力不变，可设计张紧装置。,假如F0 带传动的工作能力不能充分发挥，易打滑。,（3）、增大包角1,Fmax ,当i1时：1b2,带在工作时的应力分布,1,2,带进入小带轮的一点是应力最大点！,讨 论,（1）当带在进入小带轮时应力达到最大值，其值为：,（2）带在周期性交变应力情况下工作，当应力循环次数达到一定值时，将使带产生疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断）；,（3）带的疲劳强度条件是：,
7、式中： 带的许用应力。,机理：带为弹性体,主动轮：,b 点:开始接触，拉力F1，V带b=V轮1。,轮1：bc,带：bc,使得：V带V轮1,从动轮：同理，只是： V轮2 v带v轮2。,量关系滑动率表示：,4）后果：,a 、 v轮2v轮1，i不准确；,b 、；,c 、引起带的磨损；,d 、带温度，寿命。,2、打滑,2）打滑过程中：，v2，传动失效。 3） ，磨损， 打滑必须避免。,4）打滑首先发生在小带轮上。（ ）,弹性滑动是带传动的固有特性，是不可避免的。 打滑是一种失效形式，是可以避免的，而且必须避免。,带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏（脱层、疲劳断裂） 。,带传动的设计准则：在不打
8、滑的前提下，使得带又具有一定的疲劳强度和寿命。,一、带传动的设计准则,式中： 带的许用拉应力，由实验测得。,单根V带的基本额定功率P1可由：,和,得：,单根普通V带在特定条件下的基本额定功率P1 查表7-3,7-3 V带传动设计,1、原始数据,（1）传递的功率,（2）转速或传动比,（3）传动对外廓尺寸的要求,（4）传动工作条件,（5）原动机类型等等,2、设计内容,（1）确定带的型号、根数、长度,（2）带轮直径及结构尺寸,（3）中心距,（4）F0、压轴力FQ,（5）绘工作图、设计张紧装置等,二、V带传动的设计,（1）确定计算功率 Pca,Pca=KAP,P 额定功率 KA工作情况系数,3、设计步
9、骤和方法,（2）、普通V带选型图,普通V带轮最小基准直径如下：,（3）、确定带轮直径,1）确定主动轮直径dd1,m/s,一般限制在525m/s,dd1小带轮的基准直径(mm)；n1小带轮的转速(r/min),2）验算带速,vFc 应减小dd1,v，功率一定时 Fz 带轮宽度，轴承尺寸,假如：,dd2idd1 或,由于取标准，使i变化，应保证传动比相对误差：,3）从动轮的基准直径由下式计算,（4）、确定中心距 a0 和带的基准长度 Ld,a0 结构尺寸，高速时带颤动，1不稳定,a0 结构紧凑,a0 ,1 降低传动能力,经验公式：2(dd1+dd2) a0 0.7 (dd1+dd2),1）初步确定
10、中心距 a0：,考虑到安装、张紧的调整，中心距设计的范围： a min=a-0.015Ld，a max =a+0.03Ld,2）初算带长,查表选取与Ld0相近的基准带长 Ld,3）重算实际中心距a,计算过程：,0.7(d1+d2)a02(d1+d2),P1 考虑 时，单根V带的功率增量 （表7-3）,P1 单根普通带的基本额定功率（表7-3）,越小，则承载能力就越低。,故要求：,（6） 计算带的根数 Z,KL带长修正系数（图7-10） K包角修正系数（表7-2）,若不能满足，可增大中心距或设置张紧轮。,带的根数应取整数。为使各根带受力均匀，带的根数不能太多，一般25根为宜，最多不多于810根。
11、否则应加大带轮基准直径或选择较大型号的带，重新设计。,（5）验算小轮包角,保持适当的初拉力是带传动正常工作的必要条件。初拉力 过小：则传动时摩擦力过小易打滑； 过大：降低带的寿命，并增大了轴和轴承的压力。,（7）确定单根带的初拉力 F0,q：为每米带长的质量(kg/m),K : 包角修正系数,单根V带的初拉力可按下式计算 ：,（9）带轮设计（下一节）,（10）张紧装置（第五节）,（8）计算压轴力Q,为了设计轴和轴承，必须求出V带作用在轴上的压力。,实心式带轮 辐板式带轮,孔板式带轮 椭圆辐轮式带轮,7-4 V带轮的结构设计,带轮的材料、尺寸、结构,材料,v30m/s HT200,高速用钢制带轮
12、 v45m/s,注： D节圆直径, 小带轮直径不能太小D1Dmin带轮的结构如表7-7和图7-14所示。带轮的标记按GB10412-89规定的方式标注。, 带轮楔角小于40。, D已系列化,腹板式：中等直径,轮辐式：大直径,7-5 V带的张紧装置,1、调整中心距,V带传动定期张紧的目的：,滑道式,调整初拉力，保证传动能力。,摆架式,自动张紧,将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。,当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧，如图所示。张紧轮一般放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。张紧轮
13、的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。,2、张紧轮方式,平带传动：张紧轮宜装于松边外侧(带薄)靠近小轮,主要用以增大平带传动包角。,V带传动：张紧轮不宜装在紧边,应装于松边内侧(带厚),使带只受单向弯曲,且靠近大轮,防止小带轮包角减小。,图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。,张紧轮,直径系列：20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212、224、236、250、265、280、300、315、355、375、400、。,表7-5A V带带轮最小计算直径：,mm,
