机械设计带传动课件

因带传动的滑动率ε=0.01-0.02,其值不大，可不予考虑。
n1 d 2 i理 n2 d1
打滑: 若带的工作载荷加大，有效圆周力达到临界值Fmax后，则带 与带轮间会发生明显显著全面的相对滑动，即产生打滑。打滑将 使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况 应当避免。 • • • • • • • 弹性滑动与打滑的区别 A.现象：弹性滑动发生在绕出带轮前带与轮的部分接触长度上 打滑发生在带与轮的全部接触长度 B.原因：弹性滑动：带两边的拉力差，带的弹性 打滑：过载 C.结论：弹性滑动不可避免 打滑可避免
§15—3
带传动的受力分析和应力分析 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， 记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。
一.带传动的受力分析
设带的总长度不变，根据线弹性假设： F1－F0＝F0－F2； 或：F1 ＋F2＝2F0；
记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦 力为Ff，其值由带传动的功率P和带速v 决定。 F1-F2 = 有效拉力F = 摩擦力总和 Ff
设计步骤： 1．确定计算功率 Pc PC＝KAP 2．选择带的型号
根据计算功率和主动轮（通常是小带轮）
转速选择V带型号。
普通V带传动的设计计算
普通V带传动的设计计算
普通V带传动的设计计算
3．确定带轮基准直径 通常小轮直径dd1不应小于表15-5所示的最小直 径，并应符合带轮直径系列。带轮直径系列见表 15-5。 4．验算带速v
配气机构
3)带传动传动形式
开 口 传 动
交 叉 传 动
半 交 叉 传 动
§15—2
V带与V带轮
V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。其中 以普通V带和窄V带应用较广，本章主要讨论普通V带传动。
一、V带的结构和标准 1.结构:标准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)。
二、带传动的类型 1.应用: 带传动传动的功率P≤100KW，带速v=5-30m/s，平均传动比 i≤7，传动效率为94%-96%。同步齿形带的带速为40-50m/s，传动 比i≤10，传递功率可达200KW,效率高达98%-99%。 带传动主要用于要求传动平稳,传动比要求不严格的中小功率 的较远距离传动。
3、传动特点 优点：1）有过载保护作用（过载打滑) 2）有缓冲吸振作用， 运行平稳无噪音（带有弹性） 3）适于远距离传动（中心距大） 4）结构简单，制造、安装精度要求不高，维护方便 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 6）效率低。
必须平行，两轮轮槽必须对齐，否则将降低 带的使用寿命，甚至使带从带轮上脱落。
（2）胶带不宜与酸、碱或油接触，工作温度
一般不应超过60℃。
带传动的安装、张紧和维护
（3）带传动装置应加防护罩。
（4）带传动中，如果有一根过度松弛或疲
劳损坏时，应全部更换新带。
由表选取和Ld0相近的标准胶带基准长度Ld。 计算出实际中心距a a＝ao＋（Ld－Ldo）／2 mm 中心距的变化范围 －0.015Ld ～ ＋0.03Ld
普通V带传动的设计计算
普通V带传动的设计计算
6．验算小带轮包角1

1 180 57.3 d d2 d d1 / a 120
4.带的标记: 带型 基准长度
标准编号
Z1400 GB11544-89
二、带轮的材料与结构 1.材料: 通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200。 转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。 小功率时可用铸铝或塑料。 2.结构和尺寸 S型：实心带轮 H型：孔板带轮 P型：腹板带轮 E型：椭圆轮幅带轮
弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2＜主动轮的圆周速度v1， 速度降低的程度可用滑动率ε来表示：
v1 v2 100% v1
其中：
或
v2 (1 )v1
d1n1 v1 (m / s) 6000
d 2 n2 v2 (m / s) 6000
因此，传动比为：
n1 d2 i (1 ) n2 d1
第15章 带传动
本章要点： 带传动的类型、工作原理及应用 带传动的失效及带传动的设计 带传动的安装与维护 应掌握内容： V带传动的参数选择和设计计算
§15—1
带传动的类型和特点
1、组成 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)； 固联于从动轴上的带轮2(从动轮)； 紧套在两轮上的传动带3。
2．传 动 原 理 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Ｖ带传动） 。 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（同步带传动）。
Fv 式中:F—圆周力(N) 传递的功率(KW): P 1000 v—带速(m/s)
二、带传动的应力分析 带传动在工作过程中带上的应力有：
拉应力：紧边拉应力、松边拉应力； 离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力；
弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。
工作时带在变应力工作状态下工作，随着位 置的不同，应力大小在不断地变化，∴带将产 生疲劳破坏。 由疲劳强度条件：
2.标准: 按截面尺寸的不同分为Y、Z、A、B、C、D、E 共7种型号，其截面尺寸已标准化。在同样的条件下，截面尺 寸大则传递的功率就大 3.参数和尺寸:
节面——当V带受弯曲时，
长度不变的中性层。
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)
基准长度——带节面长度(V带在带轮上张
(3）多楔带：它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。可 传递很大的功率。多楔带传动兼有平带传动和Ｖ带传动的优点， 柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场 合。
（4）圆形带： 横截面为圆形。只用于小功率传动。
2)啮合式带传动
同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证 固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小;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)
πd d1n1 v m/s 60 1000
大带轮直径dd2应按直径系列进行圆整。 dd2＝i·d1 d
普通V带传动的设计计算 5．确定中心距a和胶带长度Ld 初步确定中心距ao，
0.7(d d1 d d2 ) a0 2(d d1 d d2 ) mm
2
Ld0 2a0 πdd1 dd2 / 2 dd2 dd1 / 4a0
2.类型: 1)摩擦式带传动 按传动带的截面形状分 （1）平带： 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。
（2）V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Ｖ带传动，在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能 产生更大的摩擦力。
15.4 普通V带传动的设计计算
15.4.1 设计准则和单根V带的额定功率
根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要 失效形式有：①带在带轮上打滑，不能传递动力； ②带发生疲劳破坏（经历一定应力循环次数后发生 拉断、撕裂、脱层）。因此带传动的设计准则为： ①带在传递规定功率时不发生打滑。②具有一定的 疲劳强度和寿命。
普通V带传动的设计计算
普通V带传动的设计计算
15.4.2 带传动设计步骤和参数选择
已知条件：传动的用途和工作情况，传递功率，
i
主动轮和从动轮的转速以及对外廓尺寸的要求等。
设计内容：确定V带的型号，长度和根数，带
轮的材料，结构和尺寸，中心距以及作用在轴上
的力等。
普通V带传动的设计计算
15.6 带传动安装、张紧和维护
15.6.1 带传动的张紧和调整
滑道式 1.定期张紧 张紧轮式 浮动式 2.自动张紧
张紧轮式
带传动的安装、张紧和维护
初拉力的测定
带传动的安装、张紧和维护
带传动的安装、张紧和维护
带传动的安装、张紧和维护
15.6.2 带传动的安装与维护
（1）安装时，为避免带的磨损，两带轮轴
紧后，位于带轮基准直径上的周线长度Ld )
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。
因此，与普通v带传动相比，窄v带传动具有传 动能力更大、（比同尺寸普通v带传动功率大50％－ 150％）能用于高速传动（v=35～45m/s ）、 效率高（达92％～96％）、结构紧凑、疲劳寿命 长等优点。 目前，窄v带传动已广泛应用于高速、大功率的 机械传动装置。
z Pc / P Pc / P1 P1 K α K L
' 0

7．确定胶带根数z
8．计算预拉力F0和轴上压力FQ
Pc 2 F0 500 2.5 / K α 1 qv vz
普通V带传动的设计计算
FQ 2 zF0 sin( 1 / 2)
普通V带传动的设计计算
max 1 b1 c [ ]
[ ] ——带的许用拉应力
为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。 槽 型 Z SPZ 50 63 75 90 A SPA 125 140in/mm
三、带的弹性滑动和打滑 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。