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1、第八章 带传动（计划学时：5h）（一）教学要求1、 掌握带传动受力分析和欧拉公式，了解弹性滑动的概念，了解带传动的类型与特点2、 掌握带应力分布规律和V带设计方法，掌握带传动设计和了解带的张紧与维护特点（二）教学的重点与难点1、 受力分析、欧拉公式及弹性滑动，带的应力分布图2、 V带传动的设计方法和注意事项（三）教学内容1 概述一、带传动的工作原理及特点1、传动原理以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力分析：主动轮；从动轮。绷上带（张紧）具有初拉力（F0），接触面间产生绕压力（N），当回转产生摩擦力（Ff1），Ff1拖动带，产生摩擦（Ff2）,使轮回转。
2、以实现两轴间的运动与动力的传递。（Ff1=Ff2=Ff）2、特点：主要根据摩擦传动；挠性带；特点相对于其它传动（啮合传动）讲的。优点：1）有过载保护作用；2）有缓冲吸振作用；3）运行平稳无噪音；4）适于远距离传动（amax=15m）；5）制造、安装精度要求不高缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定；2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大；3）结构尺寸较大、不紧凑；4）打滑，使带寿命较短；5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。3、应用，适用于中心距较大的中心功率两轴之间的传递运动与动力，一般适于高速端。二、带传动的主要类型与应用带传动的类型非常多，但最常用的有：a.
3、平型带传动最简单，适合于a较大的情况 b.V带传动三角带三角带传动c.多楔带适于传递功率较大而又要求结构紧凑的场合d.同步带传动啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。带有接头（胶接）在光滑轮面上工作，内面为工作面，接头影响平稳性N平=Q，Ff=Nf=Qf，用于中心距a较大处，I=35,imax=10（有张紧时），传动效率=969。单根成形带、无头头，在梯形轮槽内靠两侧面工作，带剖面角，NV=（2.93.4）QN，fV=(3.423.0)f，fVf，在同样正压力下摩擦力大，承载能力大。用于a较小处，i大承载能力高，传动平稳，但传动效率=95%，寿命短，成本高，有标准，应用
4、广泛。2 V带和V带带轮一、V带及其标准，三带胶带构造及标准1、V带的类型：普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、大楔角V带、宽V带等。2、构造三角胶带在内层或内外层带齿以增加柔性（抗拉体）强力层：帘布芯结构n层帘布制造方便绳芯结构线绳、尼龙绳和钢丝绳柔顺性较好，抗弯强度高、适于较高转速，载荷不大时。3、V带截面与公称长度带弯曲时既不伸长又不缩短的层中性层又称节面带节面宽度bpbp/h相对高度：普通V带 DP/h=0.7；窄V带DP/h=0.9带轮基准直径D带轮上与节面相对应的直径。基准长度Ld位于带轮基准直径上的周线长度对称公称长度Ld4、V型带标准，三角胶带规格、尺寸、使用等要求已有国家标
5、准按截面尺寸从小到大共有如下类型A B C D E F 截面尺寸Z A B C D E 基准长度系列剖面型号（普通V带）剖面尺寸和截面积 小 大传递功率 小 大传动转速 高 低楔角要求：成型带剖面角，为保证带与轮槽接触良好，增大摩擦力，其轮槽角，一般，差6，4，2，槽3005）冲压式结构尺寸按带的型号定3 带传动的工作情况分析一、带传动的受力分析Ff 轮缘对带的摩擦力作用于带上带对轮的摩擦力作用于轮上1） 工作前（预紧）两边初拉力F0=F02） 工作时（传递扭矩T）两边拉力变化：紧力 F0F1；松边F0F2仅以主动轮边带为对象（隔离体）分析：根据平衡条件： =传递的有效圆周力。工作中，紧边伸长
6、，松边缩短，总长不变，但总带长不变（即代数之和为0，伸长量=缩短量）这个关系反应在力关系上即拉力差相等（增量=减量）即： 由于拉力差即为接触弧上产生的摩擦力的总和，必与传递有效圆周力平衡：（取带轮为隔离体即得） Fe有效圆周力 Ff摩擦力的总和又根据：周向力与功率的关系带传递的功率： （KW）Fe有效圆周力（N） V带速（m/s）得： 讨论：F1与F2与F0和Fe有关，Fe又与P有关，当P时，Fe，即Ff，但对一定的带传动其摩擦力Ff有一个极限值Ffmax由Ffmax决定了带传动的传动能力。二、带传动的最大有效圆周拉力及其影响以平带传动为例，研究带在主动轮上即将打滑时，紧边拉力与松边拉力之间的
7、关系。分析最大有效圆周力的计算方法和影响因素。1、假设：1）带为柔性体，摩擦力达到极值；2）带在静摩擦状态满足库仑定律（无滑动）；3）带圆周运动离心力，弯曲阻力不计；4）带无伸长变形。2、方法：在图中截取带微单元体dl（对应包角2），建立力的微分方程式：3、推导：由单元体力的平衡关系代入上式，并略去二阶无穷小，即 式中：f摩擦系数（对V型带ffV代） 包角（rad）一般为主动轮（小轮包角） （大轮包角） e自然对数的底（e=2.718）当时，对V带： 对带：联立 4、临界圆周力Fec整理后得带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时）（推导P0功率时要用） 再联解： 5、影响因素分析考试曾出过题
8、F0：。；N大，但F0过大，磨损重，易松驰，寿命短。 F0过小，工作潜力不能充分发挥，易于跳动与打滑结论：适当F0（经验）与：大接触弧长，Fec大，传递Fec大传递扭矩T越大f：相同条件下，f大，Ff，Fe大，传动承载能力高。 三角带fvf，带承载能力大。但f与材质，表面状态、环境（温度、湿度等均有关），比较难于控制和稳定。Ff轮对带的摩擦力三、弹性滑动与打滑 1、弹性滑动不可避免设：带速V主动轮V1，从动轮V2，弹性带，在弹性范围由受力工作，其受力变形量均为由于，分析：主动轮上1） 在A1点带刚进入V=V12） 由A1B1点由F1F2 L1 V1V因轮 (1)等速回转在中Vi不变而带为适应L
9、2小，边走边收缩（力越来越小），由此带的变形逐步由L1（下降）L2至带在开始进入轮时与轮贴紧，而出轮时则落后于轮，带速落后于轮速。V1-V=VZ带相对于轮的相对滑动速度，同理，从动轮上，由A2B2点，中恰恰相反，带边走边伸长，带连高于轮连。V2Ffc时，开始全面打滑弹性滑动与打滑的区别：弹性滑动是由于带是挠性件，摩擦力引发的拉力差使带产生弹性变形不同而引起，是带传动所固有的，是不可避免的，是正常工作中允许的。而打滑是过载引起的，是失效形式之一，是正常工作所不允许的。是可以避免也是应该避免的。弹性滑动的影响：影响传动比i，使i不稳定，常发热、磨损。打滑的影响：使带剧烈磨损，转速急剧下降，不能传递
10、T，不能正常工作。3、滑差率弹性滑动的影响，使从动轮的圆周速度V2低于主动轮的圆周速度V1，其圆周速度的相对降低程度可用滑差率来表示。从上面分析知：则：称滑差率（滑动系数）表示速度相对降低程度由于：代入则：弹滑对i的影响理论传动比：一般当不计滑差率时带传动的理论传动比：四、工作应力分析有几种应力，分布如何为设计进一步作准备条件。1、 拉应力 （Mpa） A带的横截面积2、离心应力由于带有厚度，绕轮作圆周运动，必有离心惯性力C（分布力学）在带中引起离心拉力FC，从而产生离心应力 （Mpa） (4-11)在整个带长上相同式中：q单位带长质量（kg/m） V带的线速度（m/s）3、弯曲应力，如图作用
11、在带轮段V： （Mpa） ymax带的中性层至外边缘的距离 D越小，越大；h越大，越大，4、带中应力分布情况如图所示，从紧边松边只在弯曲部分有带全长存在在A1点最大应力： 位置产生在紧边与小带轮相切处工作时带中的应力是周期性变化的，随着位置的不同，应力大小在不断地变化，带容易产生疲劳破坏。4 V带传动的设计计算一、失效形式与设计计算1、失效形式（主要） 1）打滑；2）带的疲劳破坏 另外还有磨损静态拉断等2、设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命（苏：按不打滑设计（滑动曲线）验算疲劳寿命Is0：保证不拉断不打滑条件下，设计疲劳寿命）注：临界摩擦状态（静不动下）不打滑条件3、单根三角胶带的功率P0由疲劳强度条件： 与传递功率有关（即与打滑有关）许用拉应力 传递极限圆周力： 又 传递的临界功率： 即可得单根三角带在不打滑的前提下所能传递的功率为： （KW） 式中：P0单根带带传递的临界功率（KW） V带速（m/s） Fec临界圆周力（N） 一定条件下（材料）由疲劳强度决定的许用拉应力由疲劳曲线方程：对一定规格、材质的带，i=1, L为特定长度，N=108109次，载荷平稳，可以通过实验求出常数C （Mpa） 式中：LP节线长度m。 ZP绕过带轮的数目。tn总工作时
