第八章带传动和链传动精品值得参考

1．确定计算功率 设P为传递的额定功率（kW），KA 为工作情况系数（表8-3）
PC=KAP
2．选定V 带的型号 根据计算功率 PC 和小轮转速 n1 ，查图选择普通V带的型号。若临近两种型号的 交界线时，可按两种型号同时计算，通过分析比较决定取舍。
2019/6/16
n1 ( r / min)
5000 4000 3000 小 2500 带 轮 2000 的 转 1600 速 1250 1000
的全部弹性滑动引起的，是一种过载失效形式是可以避免的。
2019/6/16
§8-6 普通V带传动的设计计算
一、V带结构与标准:
V带:
节面：中性层 *节宽bp 、高度h、 *楔角：φ ＝40°
顶宽b 节宽bp
V带轮:
*基准宽度： bd ＝ bp *节圆—节圆直径： dd
*轮槽楔角φ < 40°
节面 楔角
第八章 带传动和链传动
§8-10 §8-11 §8-12 §8-13 §8-14
链传动的特点 链和链轮 链传动的主要参数及其选择 链传动的计算 链传动的使用维护
§8-1 带传动的特点
一、带传动的组成和工作原理
带传动的组成 主动轮 1、从动轮 2、环形带 3。
工作原理：利用中间挠性件带来传递运动和动力的机械传动，由主动带轮，从动带轮 和紧套在带轮上的传动带组成。靠摩擦力工作。
式中，q 为每米带长的质量，kg/m；v 为带速，m/s。
下图所示为带的应力分布情况，从图中可见，带上的应力是变化的。最大应力发 生在紧边开始绕上小带轮处。
带中的最大应力为:
δ2
弯曲应力
δb1
δb2
α1 n1
δc
n2
α2
离心应力
2019/6/16
δmax
δ1 拉应力
带的耐久性取决于最大应力的大小和应 力循环的总次数。 愈大，则允许的 m应ax 力循环总次数就愈少。
带传动的主要形式(2/3)
1、开口传动:（两轴平行，转向相同）
中心距 a 包角α:
带长 L：
A
α1 β
β
d1 D
B β
α2 d2
根据计算所得的带长 L，由 表8-1选用带的基准长度。
a
C
因β 较小,以
代入得:
大轮包角2取“+”，小轮包角1取 “-”号
2019/6/16
带传动的主要形式(3/3)
带传动的缺点是： (1)传动的外廓尺寸较大； (2)由于带的弹性滑动，不能保证固定不变的传动比； (3)轴及轴承上受力较大； (4)效率较低；平带传动效率为0.92～0.98，平均0.95;V带效率为0.90～0.94，平均
取0.92。 (5)带的寿命较短，约为3000～5000h，不宜用于易燃、易爆的场合。
中，两轮与带的摩擦力方向如图所示，这就使进入主动轮一边的带拉得更紧，拉力由
F0增加到F1，称为紧边。
2019/6/16
带传动的受力分析(2/5)
设带的总长度不变，根据线弹性假设：
F（1 1F）0 F0 F2 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。
机械设计基础 Fundamentals of Machine-Design
主编：陈云飞 卢玉明 （第七版）
参考书目：《机械设计基础》，陈立德，高等教育出版社 《机械设计基础》，石固欧，高等教育出版社
2019/6/16
第八章 带传动和链传动
§8-1 带传动的特点 §8-2 带传动的主要型式 §8-3 带传动的受力分析 §8-4 带的应力分析 §8-5 带传动的弹性滑动及传动比 §8-6 普通V带传动的设计计算 §8-7 V带轮的结构 §8-8 张紧力 张紧装置和带传动的维护
一、带传动的受力分析 带以一定的初拉力张紧在带轮上，使带与带轮的接触面上产生正压力。带传
动未工作时，带的两边具有相等的初拉力F0。
F0
1
n1
F0
2
n2
F2
F2
n1
n2
3
F1 F1
F0 F0
主动轮
从动轮
当主动轮1在转矩作用下以转速n1转动时，由于摩擦力的作用，主动轮1拖动带，
带又驱动从动轮2以转速n2转动，从而把主动轮上的运动和动力传到从动轮上。在传动
800
500 400 300
200
普通V带传动的设计计算(6/10)
普通V带选型图
Z
A B C
D E
100 0.8 1 1.25 2 3.15 4 5
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8 10 16 20 30 40 50 63 80 100 200 250
普通V带传动的设计计算(7/10) 3．确定带轮基准直径 dd1、dd2
节面
帘布芯结构
底胶
ห้องสมุดไป่ตู้
绳芯结构
d
在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对应的带轮
直径称为基准直径d。
bd
2019/6/16
普通V带传动的设计计算(3/10)
表普通V带截面尺寸（GB11544-1989）
型号
Y
Z
A
B
C
D
E
顶宽b
6.0
10.0
13.0
17.0
22.0
32.0
38.0
节宽bp
5.3
高度h
4.0
定义由负载所决定的传动带的有效拉力为 ，则显然有Fe＝Ff。
1000P Fe v
取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象 ，有：
Fe＝Ff＝F1－F2
（2）
因此有：

F1

F0

Fe （23）


F2

F0

Fe 2
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欧拉公式: y
x
带传动的受力分析(3/5)
带微元
带在静止的时候，两边带上的拉力相等。传动时，由于传递载荷的关系，两边带上 的拉力有一差值。拉力大的一边称为紧边（主动边），拉力小的一边称为松边（从动 边）。
主动轮 n1
从动轮 n2
传动带
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带传动的特点(2/5)
二、带传动的特点
带传动的优点： (1)可用于两轴中心距离较大的传动； (2)带具有弹性，可缓和冲击和振动载荷，运转平稳，无噪声； (3)当过载时，带即在轮上打滑，可防止其他零件损坏； (4)结构简单，设备费用低，维护方便。
两带轮直径不相等时，两轮上的包角不相等，其中小带轮上的包角较小，在其它 条件相同时，小轮上的包角愈大，摩擦力就愈大，则传递的转矩愈大。
2、交叉传动:（两轴平行，转向相反） 中心距不大，带速较低场合
3、半交叉传动:传递空间两交错轴间的回转运动
只用于平带传动
2019/6/16
§8-3 带传动的受力分析
或：
1 b1 c
联立两式：
Fe max
b1 c

A
1
1 e fv

单根V带传递的额定功率P0
P0 = FemaxV/1000
P0 b1 c
1
1 ef
A v kW 1000
单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。
表8-4 列出了V带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系列，选择小带轮基准直径 时，应使 dd1 > dmin ，以减小带内的弯曲应力。大带轮的基准直径 dd2 由下式确定：
由:∑X=0： dN = F sin(dθ/2) + (F+dF) sin(dθ/2) ∑Y=0： fdN+Fcos(dθ/2) =(F+dF)cos(dθ/2)
当dθ→0 时， sin(dθ/2)→0 ， cos(dθ/2)→1 略去（dF* (dθ/2))， 得：
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dN = F dθ fdN =d F
2019/6/16
带传动的受力分析(5/5)
2019/6/16
§8-4 带的应力分析
2019/6/16
带的应力分析(2/3)
带传动时，带中产生的应力有：拉应力、弯曲应力和由离心力产生的拉应力。
1．由拉力产生的拉应力
紧边拉应力
；松边拉应力
式中，A为带的横截面面积，mm2 2．弯曲应力b 带绕过带轮时，因弯曲而产生弯曲应力b
§8-5 带传动的弹性滑动及传动比
因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动。它是带 传动中所固有的物理现象，是不可避免的。弹性滑动的大小与带的紧、松边拉力差 有关。演示
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% 或 v1
e f e f
1 1

F1 (1

1e f )
σmax ＝σ1 + σb1 + σc ≤[σ]
三、单根V带的基本额定功率
普通V带传动的设计计算(4/10)
不打滑条件：
Fe m ax

F1
1

1 e f


1A
1
1 e f

疲劳强度条件：
m ax 1 b1 c
实验条件：传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷。
2019/6/16
普通V带传动的设计计算(5/10)
四、 V带传动设计计算
已知：
传递的功率 P 主动轮、从动轮的转速 n1、n2（或传动比 i ） 传动位置要求和外廓尺寸要求，原动机类型等。
设计:
带的型号、长度和根数 带轮的尺寸、结构和材料，传动的中心距 带的初拉力和压轴力，张紧和防护等
式中，E 为带的弹性模量，MPa；d 为V 带轮的基准直径，mm；ha 为从V 带 的节线到最外层的垂直距离，mm。
从上式可知，带在两轮上产生的弯曲应力的大小与带轮基准直径成反比，故小轮 上的弯曲应力较大。
2019/6/16
带的应力分析(3/3)
3．由离心力产生的拉应力c 当带沿带轮轮缘作圆周运动时，带上每一质点都受离心力作用。离心拉力为 Fc= q v2 ,它在带的所有横剖面上所产生的离心拉应力 c 是相等的。
8.5
11.0
14.0
19.0
27.0
32.0
6.0
8.0
11.0
14.0
19.0
25.0
楔角φ
40°
每米质量q
0.03
0.06
0.11
0.19
0.33
0.66
1.02
二、设计准则 1、失效形式 打滑 ＋ 疲劳破坏
2、设计准则 保证带不打滑条件下，具有足够的疲劳强度。
2019/6/16
Fe
max 2F0
其中：
v1

d d1n1
60000
(m /
s)
v2 (1 )v1
v2

d d 2 n2
60000
(m / s)
因此，传动比为：
i n1
dd2
n2 dd1 (1 )
在一般的带传动中，因滑动率不大（
),故一般1 ~不2予%考虑。
2019/6/16
带传动的弹性滑动及传动比(2/2)
2) 包角 最大有效拉力Fec随包角的增大而增大。包角 越大，带和带轮的接触面 上所能产生的总摩擦力就越大，传动能力也就越大。故带轮包角不宜过小，要加以 限制。
因小轮包角αl小于大轮包角α2，故计算带传动所能传递的圆周力时，上式中应取α1。 3) 摩擦系数f 最大有效拉力Fec随摩擦系数f的增大而增大。
dF f d
F
积分：
F1 dF

f d
F F2
0
F1 F2e f
（4）
带传动的受力分析(4/5)
由（1），（3），（4)式得 Fec为带传动的最大有效拉力
Fec

2(F0 )min
e f e f
1 1
• 最大有效拉力Fec 与下列几个因素有关：
1) 张紧力（初拉力）F0 最大有效拉力Fec与F0成正比。F0越大，带与带轮间的正压力 越大，则传动时的最大摩擦力即最大有效拉力Fec也越大。但F0过大时，将使带的 磨损加剧，以致过快松弛，缩短了带的工作寿命。如F0过小，则带传动的工作能力 得不到充分发挥，运转时带易发生跳动和打滑。
2019/6/16
三、带传动的应用
带传动的特点(3/5)
在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合。
2019/6/16
四、传动带的类型
带传动的特点(4/5)
2019/6/16
各种带的截面形状
带传动的特点(5/5)
2019/6/16
§8-2 带传动的主要型式
2019/6/16
打滑 是指由于传递载荷的需要，当带传动所需有效圆周力超过带与带轮面间摩擦 力的极限时，带与带轮面在整个接触弧段发生显著的相对滑动。
带的打滑对传动影响： （1）降低效率 （2）加大了带的磨损 （3）两带轮线速度不等 （4）磨损发热减小了摩擦系数 因此，带传动中要避免带的打滑。
弹性滑动和打滑的区别： 弹性滑动是带传动特有的一种固有属性，是不可避免的；打滑是由于带与带轮间
表
型号： （小← 截面尺寸 →大） 普通V带：Y、Z、A、B、C、D、E 窄V带：SPZ,SPA,SPB,SPC
2019/6/16
基准宽度bd=bp 槽角
dd
普通V带传动的设计计算(2/10)
组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。
节线：弯曲时保持原长度不变的一条周线。
节线
节面：全部节线构成的面。
包布 顶胶 抗拉体