精密机械设计基础(合肥工业大学)第八章(带传动)

F1 F2 e 表示 f v：当量摩擦系数 平带 f v f
f v
V带
fv f sin 2
正常工作时，F2－F0= F1- F0
Ft F1 F0 2
代入 F1 F2 e
f v
Ft F2 F0 2
得
Ft
2F0 e
f v

f v
1

e 1 F0 e fv F1 fv e 1 Ft F2 fv e 1
当传递的圆周力超过此极限 值时，带将在轮面上打滑。 避免打滑的措施： （1） F0增大（但会增加轴 的压力，加剧磨损，带的疲 劳强度降低）； （2）增大值； （3）增大fv值； （4）与带速有关。
三、带传动的应力分析 带传动工作时的应力：由紧边和松边拉 力所产生的应力；由离心力产生的应力以 及由于带在带轮上弯曲产生的应力。 ◊由紧边和松边拉力产生的应力
◊打滑：当外载荷大到一定值时，带与带轮间 产生全面滑动； 打滑是由过载引起的全面滑动，只要限制 载荷，就可以避免，而且应当避免。 ◊滑动率－从动轮速度的降低率
V1 V2 100 % V1
◊带传动的实际传动比
e＝1～2％
n1 D2 i n 2 D1 (1 )
第三节 同步带传动
第一节 概述
◊带传动：利用张紧在带轮上的传动带与带 轮的摩擦或啮合来传递运动和动力。 ◊分类－根据传动原理的不同 1. 摩擦传动型 2. 啮合传动型 （同步带）
摩擦传动型
结构简单、 传动平稳、具 有过载保护功 能，但不能保 证恒定的传动 比，传动精度 较低。
组成：主、从动轮，传动带
在静止时，带被拉紧，所受的张力为F0，而在带与带轮的 接触面间产生压力，当主动轮在外力矩带动下，利用主动轮 与带的摩擦力带动传递带运动，进而传动带又利用摩擦力带 动从动轮旋转，输出转矩。
◊国产同步带采用周节制，也有采用模数制。 ◊节距pb ：在规定的张紧力下，同步带纵向截 面上相邻两齿中心轴线间节线上的距离。 ◊节线：指当同步带垂直其底边弯曲时，在带 中保持原长度不变的周线，通常位于承载层 的中线上。
◊ 同步带分类： 单面齿
梯形齿
带齿分类 双面齿 半圆弧齿
弧形齿
双圆弧齿
◊ 同步带按节距不同分为最轻型MXL、超轻型XXL、 特轻型XL、轻型L、重型H、特重型XH、超重型 XXH七种。
有效拉力Ft：带传动所能传递的有效圆周力（有效 拉力）。Ft= F1-F2 正常工作时
Ft F1 F0 2
Ft F2 F0 2
它是带与带轮接触面上所产生的摩擦力的总和。
对于一定的预紧力F0，此摩擦力有一极限，即有效
拉力Ft有一极限Ftmax，当传递的拉力超过，带将打
滑，刚要开始打滑时， F1，F2 的关系用欧拉公式
第二节 带传动的计算基础
一、带传动的几何关系
中心距
a 2 L D2 D1 2 L D2 D1 8 D2 D1
2 2
8
小带轮上的包角 D D1 1 180 2 57.3 a
带的基本长度
D2 D1 L 2a D1 D2 2 4a
F1 1 A F2 2 A
2
◊由离心力产生的应力－作用于带的全长
Fc qv c A A
◊带在带轮上弯曲产生的弯曲应力
E / 2 b E (D ) / 2 D Ey
◊最大应力发生在带紧边进入 小带轮处。 m ax 1 b1 c
第八章
带传动
参考文献
◊张策主编，《机械原理与机械设计》（下 册），机械工业出版社，2004 ◊濮良贵主编，《机械设计》，高等教育出 版社，2006 ◊其他机械设计的相关书籍 ◊/sta ndard_plan/search_stand.asp， 所列有关同步带的国家标准
V带与带轮 （1） V形带（楔形带）
包布层 强力层 拉压层
p
（2）带轮 带轮的楔形角是φ， φ ＝38°，36°， 34°，32°，而V带的楔角是40 °？ 实心式 （小尺寸） 带轮的结构型式
腹板式 （中等尺寸） 孔板式 （大尺寸）
啮合传动型（同步带）
传动比准确，速比恒定，传动比范围大， 允许线速度高，传动效率可达98%，结构 紧凑。
◊同步带的标记内容和顺序为带长代号、带 型、宽度代号，如XXL型单面带的标记： 120 XXL 019
宽度代号，带宽4.8mm
带型，节距3.175mm 带长代号，节线长304.8mm
◊ 特点 1. 带与带轮间无相对滑动； 2. 允许较高的线速度。齿形带较薄，单位长 度质量小。 3. 允许带轮直径较小，传动比较大。带的柔 性好。 4. 初拉力小。轴及轴承上受的载荷小； 5. 噪声小。 6. 中心距要求严格，安装精度要求较高。否 则同步带工作中会跑偏。
四、弹性滑动、打滑和滑动率
◊ 弹性滑动：带是弹性体，受拉力作用后产生拉伸弹性变形， 工作时由于存在紧边拉力，松边拉力，带在通过带轮时拉 伸变形发生变化，使带与带轮之间产生相对滑动， 这种滑动与带的弹性变形有关。 弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递 圆周力，弹性滑动就不可避免。 不是全部接触弧都发生弹性滑动，有 相对滑动弧（中心角 ），相对 静止弧（中心角 ），且静止弧在 带进入带轮的一边，随着负荷的增大， 滑动弧增大，静止弧缩小，当有些圆 周力Ft达到最大值时，滑动弧 ，若再增加负荷，带与带轮全部滑动， 即打滑。
2
◊ 传动带张紧
静止时传动带应张紧在带轮上，使得带与带轮 接触间产生一定的压力（初张力）。 带两边拉力相等，为初拉力F0
常用张紧方法：调节两轮中心距、利用张紧轮
滑道式
摆架式
张紧轮
二、带传动的受力分析 ◊ 紧边拉力F1：带在进入主动轮一边被拉紧为紧边，拉力 由F0增加为F1。 ◊ 松边拉力F2：带在进入从动轮一边被放松称为松边。拉 力由F0减少为F2。
◊ 运行时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力。 综合了皮带传动、链传动和齿轮传动各自优点的新型 带传动。 带与带轮无相对滑动； 传动效率高 （0.98～0.99）； 能保持精确的传动比； 传动噪声小，不需润滑， 寿命长； 制造和安装精度高， 中心距要求严格；
一、同步带结构 ◊ 组成： 1. 强力层：多采用钢丝绳或玻璃纤维。布 置在带的节线位置。 2. 基体：带齿—与带轮轮齿啮合 带背—用来粘结包覆强 力层。常用材料为聚氨脂 和氯丁橡胶。
第四节 其它带传动简介
拖 动 带 传 动
齿孔带传动
分类（主要按照截面形状分）
（1）平带传动 工作面是与轮面相接触的内表面。 常用的有胶布带、皮革带、丝织带、钢带、塑料带 （2）三角带（V带）传动 工作面为与轮槽相接触的两侧面。 可多带安装，为环状结构，没有接头，运转速度高。 （3）圆带传动 牵引力小，常用于低速小功率传动。 （4）多楔带传动 兼有平带和三角带传动的特点
二、带轮设计 带轮的结构设计，主要是根据带轮的节圆 直径、轴间距及安装形式确定结构形式及尺 寸。 三、同步带传动的设计计算 已知：传动的用途、传递的功率、大小带 轮的转速或传动比以及传动系统的空间尺寸 范围等。 设计：同步带的型号、带的长度及齿数、 中心距、带轮节圆直径及齿数、带宽及带轮 的结构和尺寸。