[工学]清华大学机械设计讲义-第5章带传动
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机械设计V带传动设计及其计算
Ld ↓→V/L ↑(带单位时间内绕过带轮的次数↑ ） →寿命 ↓ a ↓
α 1↓→Femax↓
a ↑
尺寸↑→工作时
拍击、颤动
初算带长 L0
D γ D L0 2a cos 2 ( π γ) 1 ( π γ) 2 2 2 γ π γ 2a cos ( D1 D2 ) ( D2 D1 ) 2 2 2 γ 1γ cos 1 2 22
1
O1
n1 F1>F0 (紧边)
O2
Ff α2
F' f
工作时
3、带传递的有效工作力Fe a、带两边所受的力F1，F2之差即为有效拉力Fe（从 动轮上看）。
Fe＝F1－F2
b、有效拉力Fe由带和轮之间接触弧上摩擦力的总和 Ff承受（接触弧段看）。
Fe＝Ff
c、效拉力Fe与功率之间的关系（传递运动功率看）
★ 分类
★ 带的结构、型号和长度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、特点和应用
1 、优点
2 、缺点
3、 应用
二、 类 型
1、按传动原理：摩擦和啮合。 2、按带的形状:如下分类
Standard V-belt
3、按传动形式分： 开口传动 交叉传动 半交叉传动 张紧轮传动
见表5-1
三、带的结构、型号和长度
1. 普通V带 2. 平形带 3. 多楔带 4. 同步齿形带
五、承载能力确定
（受打滑和疲劳破坏两种失效形式制约 ） 1. 单根V带在特定条件下，能传递的功率P0
⑴不打滑条件下，带传递的最大载荷：
Femax (F1 qυ 2 )(1 1 1 2 ) ( σ A q υ )( 1 ) 1 μα μα e e
α 1↓→Femax↓
a ↑
尺寸↑→工作时
拍击、颤动
初算带长 L0
D γ D L0 2a cos 2 ( π γ) 1 ( π γ) 2 2 2 γ π γ 2a cos ( D1 D2 ) ( D2 D1 ) 2 2 2 γ 1γ cos 1 2 22
1
O1
n1 F1>F0 (紧边)
O2
Ff α2
F' f
工作时
3、带传递的有效工作力Fe a、带两边所受的力F1，F2之差即为有效拉力Fe（从 动轮上看）。
Fe＝F1－F2
b、有效拉力Fe由带和轮之间接触弧上摩擦力的总和 Ff承受（接触弧段看）。
Fe＝Ff
c、效拉力Fe与功率之间的关系（传递运动功率看）
★ 分类
★ 带的结构、型号和长度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、特点和应用
1 、优点
2 、缺点
3、 应用
二、 类 型
1、按传动原理：摩擦和啮合。 2、按带的形状:如下分类
Standard V-belt
3、按传动形式分： 开口传动 交叉传动 半交叉传动 张紧轮传动
见表5-1
三、带的结构、型号和长度
1. 普通V带 2. 平形带 3. 多楔带 4. 同步齿形带
五、承载能力确定
（受打滑和疲劳破坏两种失效形式制约 ） 1. 单根V带在特定条件下，能传递的功率P0
⑴不打滑条件下，带传递的最大载荷：
Femax (F1 qυ 2 )(1 1 1 2 ) ( σ A q υ )( 1 ) 1 μα μα e e
机械设计基础第5章齿轮传动1原理
一对齿轮传动时，一齿轮节圆上 的齿槽宽与另一齿轮节圆上的齿厚之 差称为齿侧间隙。在机械设计中，正 确安装的齿轮都按照无齿侧间隙的理 想情况计算其名义尺寸。
由前所述已知，标准齿轮分度圆 的齿厚与齿槽宽相等，又知正确啮合 的一对渐开线齿轮的模数相等，故
s1=e1=s2=e2=πm/2 我们把一对标准齿轮分度圆相切
一直线在一圆周上作纯滚动，直线 上任意点的轨迹称为圆的渐开线，这个圆 称为渐开线的基圆，该直线称为发生线 (参见右图)。
由渐开线形成过程可知，渐开线具有 下列特性：
（1）因发生线与基圆之间为纯滚动， 没有相对滑动，所以
KB=AB （2）当发生线沿基圆作纯滚动时，B点 是它的速度瞬心，因此直线BK是渐开线上 K点的法线，且线段BK为其曲率半径。又 因发生线始终切于基圆，故渐开线上任意 一点的法线必与基圆相切；或者说，基圆 的切线必为渐开线上某一点的法线。
重合度越大，同时啮合的齿对数越多。 可以证明，重合度的计算公式为：
直齿：
1.88
3.2( 1 z1
1 z2
)
斜齿：
[1.88 3.2( 1 z1
1 )] cos z2
上式表明：相啮合的一对齿轮，齿数和越 大，重合度越大。对于标准齿轮传动，重合度 恒大于1，故标准齿轮一定满足连续条件。
三、无侧隙啮合和标准中心距
为了简便，分度圆上的 齿距、齿厚及齿槽宽习惯上 不加分度圆字样，而直接称 为齿距、齿厚及齿槽宽，各 参数的代号也都不带下标。
模数与齿高
分度圆上的齿距p对π 的比值 称为模数，用m表示，单位为mm，
即m=p/π。
模数是齿轮的主要参数之一， 齿轮的主要几何尺寸都与模数成正
比，m越大，则p越大，轮齿就越大，
由前所述已知，标准齿轮分度圆 的齿厚与齿槽宽相等，又知正确啮合 的一对渐开线齿轮的模数相等，故
s1=e1=s2=e2=πm/2 我们把一对标准齿轮分度圆相切
一直线在一圆周上作纯滚动，直线 上任意点的轨迹称为圆的渐开线，这个圆 称为渐开线的基圆，该直线称为发生线 (参见右图)。
由渐开线形成过程可知，渐开线具有 下列特性：
（1）因发生线与基圆之间为纯滚动， 没有相对滑动，所以
KB=AB （2）当发生线沿基圆作纯滚动时，B点 是它的速度瞬心，因此直线BK是渐开线上 K点的法线，且线段BK为其曲率半径。又 因发生线始终切于基圆，故渐开线上任意 一点的法线必与基圆相切；或者说，基圆 的切线必为渐开线上某一点的法线。
重合度越大，同时啮合的齿对数越多。 可以证明，重合度的计算公式为：
直齿：
1.88
3.2( 1 z1
1 z2
)
斜齿：
[1.88 3.2( 1 z1
1 )] cos z2
上式表明：相啮合的一对齿轮，齿数和越 大，重合度越大。对于标准齿轮传动，重合度 恒大于1，故标准齿轮一定满足连续条件。
三、无侧隙啮合和标准中心距
为了简便，分度圆上的 齿距、齿厚及齿槽宽习惯上 不加分度圆字样，而直接称 为齿距、齿厚及齿槽宽，各 参数的代号也都不带下标。
模数与齿高
分度圆上的齿距p对π 的比值 称为模数，用m表示，单位为mm，
即m=p/π。
模数是齿轮的主要参数之一， 齿轮的主要几何尺寸都与模数成正
比，m越大，则p越大，轮齿就越大，
第5章带传动复习及自测(含参考答案)
第五章 带传动重要基本概念1．失效形式和设计准则失效形式：打滑、疲劳破坏。
设计准则：保证带传动不打滑，使带具有足够的疲劳寿命。
2．确定小带轮直径考虑哪些因素(1) 最小带轮直径，满足d 1≥d d min ，使弯曲应力不至于过大； (2) 带速，满足 5 ≤ v ≤ 25 m/s ；(3) 传动比误差，带轮直径取标准值，使实际传动比与要求的传动比误差不超过3~5%； (4) 使小带轮包角≥°120； (5) 传动所占空间大小。
3．V 带传动在由多种传动组成的传动系中的布置位置带传动不适合低速传动。
在由带传动、齿轮传动、链传动等组成的传动系统中，应将带传动布置在高速级。
若放在低速级，因为传递的圆周力大，会使带的根数很多，结构大，轴的长度增加，刚度不好，各根带受力不均等。
另外，V 带传动应尽量水平布置，并将紧边布置在下边，将松边布置在上边。
这样，松边的下垂对带轮包角有利，不降低承载能力。
4．带传动的张紧的目的，采用张紧轮张紧时张紧轮的布置要求张紧的目的：调整初拉力。
采用张紧轮张紧时，张紧轮布置在松边，靠近大轮，从里向外张。
因为放在松边张紧力小；靠近大轮对小轮包角影响较小；从里向外是避免双向弯曲，不改变带中应力的循环特性。
精选例题与解析例5-1 已知：V 带传递的实际功率P = 7.5 kW ，带速 v =10m/s ，紧边拉力是松边拉力的两倍，试求有效圆周力F e 、紧边拉力F 1和初拉力F 0。
解题注意要点：这是正常工作条件下的受力计算，不能应用欧拉公式； 解： 根据： v F P e ⋅=得到： 750107500===v P F e N联立：==−=21212750F F F F F e K US T解得： 7502=F N ， 15001=F N11252/75015002/10=−=−=e F F F N例5-2 设V 带所能传递的最大功率P = 5 kW ，已知主动轮直径1d d = 140mm ，转速n 1= 1460 r/min ，包角°=1401α，带与带轮间的当量摩擦系数5.0=v f ，试求最大有效圆周力e F 和紧边拉力1F 。
机械设计-带传动
5.3 8.5 11 14 19 27 32
4.0 6.0 8.0 11 14 19 25 40˚
每米质量 0.0 0.0 0.1 0.1 0.3 0.6 0.8 q/(kg/m) 4 6 0 7 0 7
普通V带的结构：
1
2 3
帘布心结构
4
绳心结构
1－包布层；2－顶胶；3－抗拉体；4－底胶；
帘布心结构
注意
若传递的基本载荷超过最大有效圆周力,
带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑 打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于 不稳定状态 带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所 以打滑总是在小轮上先开始的 打滑是由于过载引起的，避免过载就可以 避免打滑
5.3 普通V带传动的设计计算
5.3.1
V带的标准
V带又分为普通V带、窄V带、宽V带、大楔角
V带、联组V带、齿形V带等，其中普通V带应 用最广。我们主要介绍普通V带。
传动带的型式
一、 普通V带的规格及结构
普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号
型 号 顶宽b
Y 6
Z
A
B
C
D
E
10 13 17 22 32 38
节宽bd
高度h 楔角φ
破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎 机（球磨、棒磨、管磨）
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
（2） 选择带型
（3） 确定带轮的基准直径dd1和dd2
d dF . 再略去 2
得
dN Fda fdN dF
由以上两式得： dF fd F
《机械设计带传动》课件
主动轮转动时，通过带与带轮之间的摩擦力带动传动带运动，再由传动带与从动轮之间的摩擦力带动从 动轮转动，从而实现运动和动力的传递。
带传动的类型
V带传动
适用于中、小功率传动，带轮通常采用标准V带轮。
平带传动
适用于高速、小功率传动，带轮通常采用开口式或夹紧式带轮。
多楔带传动
适用于中、大功率传动，带轮通常采用切边式带轮。
带噪音
带传动过程中可能会产生噪音。解决方案是检查带的张紧 度和带轮的平行度，确保符合要求；同时，可以涂抹润滑 剂减少摩擦噪音。
05 带传动的发展趋势与未来展望
带传动的发展趋势
高效能化
随着工业技术的发展，对带传动的效率要求越来越高，高效能化 成为带传动的一个重要发展趋势。
智能化
随着智能化技术的不断发展，带传动的智能化也成为了一个重要的 研究方向，如智能监测、智能控制等。
《机械设计带传动》ppt课件
• 带传动的概述 • 带传动的组成与工作原理 • 带传动的参数与设计 • 带传动的安装与维护 • 带传动的发展趋势与未来展望
01 带传动的概述
带传动的定义
定义
带传动是一种通过带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的机械传动方式。
组成
主要由主动轮、从动轮和传动带组成。
工作原理
同步带传动
适用于高精度、高速传动，带轮通常采用钢制或铝制同步带轮。
带传动的应用场景
矿山机械
如矿用提升机、输 送机等。
石油化工机械
如泵、压缩机等。
农业机械
如拖拉机、收割机 等。
轻工机械
如印刷机、缝纫机 等。
汽车工业
如汽车发动机、变 速器等。
02 带传动的组成与工作原理
带传动的组成
带传动的类型
V带传动
适用于中、小功率传动，带轮通常采用标准V带轮。
平带传动
适用于高速、小功率传动，带轮通常采用开口式或夹紧式带轮。
多楔带传动
适用于中、大功率传动，带轮通常采用切边式带轮。
带噪音
带传动过程中可能会产生噪音。解决方案是检查带的张紧 度和带轮的平行度，确保符合要求；同时，可以涂抹润滑 剂减少摩擦噪音。
05 带传动的发展趋势与未来展望
带传动的发展趋势
高效能化
随着工业技术的发展，对带传动的效率要求越来越高，高效能化 成为带传动的一个重要发展趋势。
智能化
随着智能化技术的不断发展，带传动的智能化也成为了一个重要的 研究方向，如智能监测、智能控制等。
《机械设计带传动》ppt课件
• 带传动的概述 • 带传动的组成与工作原理 • 带传动的参数与设计 • 带传动的安装与维护 • 带传动的发展趋势与未来展望
01 带传动的概述
带传动的定义
定义
带传动是一种通过带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的机械传动方式。
组成
主要由主动轮、从动轮和传动带组成。
工作原理
同步带传动
适用于高精度、高速传动，带轮通常采用钢制或铝制同步带轮。
带传动的应用场景
矿山机械
如矿用提升机、输 送机等。
石油化工机械
如泵、压缩机等。
农业机械
如拖拉机、收割机 等。
轻工机械
如印刷机、缝纫机 等。
汽车工业
如汽车发动机、变 速器等。
02 带传动的组成与工作原理
带传动的组成
机械原理教程(清华大学出版社)第5章PPT课件
轮系的传动比，是指轮系中输入轴的角速度 （或转速）与输出轴的角速度（或转速）之比。 包括大小和方向。
一、定轴轮系的传动比
1. 传动比大小的计算
i12
1 2
z2 ; z1
i23
ω2 ω3
z3 z2
;
i34
ω3 ω4
ω3 ω4
z4 z3
;
i45
4 5
4 5
z5 z4
8
i1i2 2 i3 3 4 i4 5 ω ω 2 1ω ω 2 3ω ω 4 3ω ω 5 4 ω ω 5 1 z z 1 2 z z 2 3 z z 3 4 z z 4 5 z z 1 3 z z 3 4 z z 4 5
（1）各齿轮的几何轴线相互平行
内啮合的圆柱齿轮转向相同，外啮合的圆柱齿轮转向相反。
若用m来表示轮系中外啮 合的对数，则可用(-1)m来确 定轮系传动比的正负号。若 计算为正，则说明主动轮、 从动轮转向相同，若结果为 负，则说明主动轮、从动轮 转向相反。
轮系传动比的正负号也可 以用画箭头的方法来确定。
❖2K-H型：2个中心轮，一个系杆。 ❖3K型：3个中心轮。系杆只起支承作用，不起传 力作用。
2K-H 型周转 轮系
3K型 周转轮
系
6
3. 混合轮系
又叫复合轮系。既包含定轴轮系部分，又包含周转 轮系部分，或包含几个周转轮系部分的复杂轮系。
含一个定轴轮系和一个周转轮系
含两个周转轮系
7
5.2 轮系的传动比
z3 z1
1nH 903 1nH 30
1 n H3 3 n H
1
nH
2
i1H
n1 nH
2
（负号表明二者的转向相反）
一、定轴轮系的传动比
1. 传动比大小的计算
i12
1 2
z2 ; z1
i23
ω2 ω3
z3 z2
;
i34
ω3 ω4
ω3 ω4
z4 z3
;
i45
4 5
4 5
z5 z4
8
i1i2 2 i3 3 4 i4 5 ω ω 2 1ω ω 2 3ω ω 4 3ω ω 5 4 ω ω 5 1 z z 1 2 z z 2 3 z z 3 4 z z 4 5 z z 1 3 z z 3 4 z z 4 5
（1）各齿轮的几何轴线相互平行
内啮合的圆柱齿轮转向相同，外啮合的圆柱齿轮转向相反。
若用m来表示轮系中外啮 合的对数，则可用(-1)m来确 定轮系传动比的正负号。若 计算为正，则说明主动轮、 从动轮转向相同，若结果为 负，则说明主动轮、从动轮 转向相反。
轮系传动比的正负号也可 以用画箭头的方法来确定。
❖2K-H型：2个中心轮，一个系杆。 ❖3K型：3个中心轮。系杆只起支承作用，不起传 力作用。
2K-H 型周转 轮系
3K型 周转轮
系
6
3. 混合轮系
又叫复合轮系。既包含定轴轮系部分，又包含周转 轮系部分，或包含几个周转轮系部分的复杂轮系。
含一个定轴轮系和一个周转轮系
含两个周转轮系
7
5.2 轮系的传动比
z3 z1
1nH 903 1nH 30
1 n H3 3 n H
1
nH
2
i1H
n1 nH
2
（负号表明二者的转向相反）
【清华课件-机械设计基础B(1)】讲义4_2
第五章 带传动和链传动 §5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动 • §5-1 带传动 • 5.1.1 概述 • 2.带传动的类型 • 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动 §5-1 带传动 5.1.1 概述 2.带传动的类型 按照带的形状分类：
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照传动轮的数量分类：
设 备 中 的 带 传 动
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.2 V带的类型、特点和结构
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动 5.1.2 V带的类型、特点和结构
第五章 带传动和链传动 §5.1.3 带传动的工作原理——受力分析 动画中Ff 为带轮上摩擦力之和，本教程后面公式中用F表示
第五章 带传动和链传动 §5-1 带传动 5.1.1 概述 2.带传动的类型 按照带的形状分类：
啮合传动
同步带
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照传动比分类：
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照轴的位置和转向分类：
设 备 中 的 带 传 动
§5-1 带传动
5.1.3带传动的工作原理
1.带传动的受力分析
带传动功率：
Fv
P 带所受拉力关系：
e
1000
kW
设内张力和不变：
F1 F2 Fe
Байду номын сангаас
F1
F0
Fe 2
F1 F2 2F0
F2
F0
Fe 2
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
机械设计第5-7章习题解答汇总
第5章 带传动与链传动5-1 带传动的弹性滑动是怎样产生的？能否避免？对传动有何影响？它与打滑有何不同？答：带传动的弹性滑动是由于带的弹性和拉力差而引起的带和带轮面间的局部的、微小的相对滑动，这是摩擦型带传动正常工作时的固有特性，是不可避免的。
弹性滑动导致传动效率降低、带磨损、传动比不准确。
打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，使传动失效。
打滑为非正常的工作状态，是必须避免也是可以避免的。
5-2带传动的中心距为什么要限制在一定的范围？答：带传动的中心距之所以要限制在一定的范围，是因为：1）若中心距过小，虽结构紧凑，但小带轮的包角太小，导致摩擦力和传动能力降低；2）中心距过小，使带的长度过短，带的工作频率增加，降低带的疲劳强度和工作寿命；3）中心距若过大,不仅结构不紧凑，且皮带松边下垂，高速传动时易引起带的颤动。
5-3．多根V 带传动时，若发现一根已坏，应如何处置？答：多根V 带传动时，即使只发现一根已坏，也应该同时更换新的V 带，不可新旧混用。
5-4 已知一V 带传动，小带轮直径d 1d =160mm,大带轮直径d 2d =400mm ，小带轮转速n 1=960min r ,滑动率2=ε00，试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速损失。
解： 若无弹性滑动，大带轮的理想转速n 2应为：1122n d 960160n 384(r /min)d 400⨯=== 所以，由弹性滑动引起的大带轮的转速损失为：2n =3840.02=7.68(r /min)ε⨯5-5 为什么链传动具有运动不平稳性？答：由于链传动的多边形效应，使其瞬时速度和瞬时传动比周期性变化，从而引起动载荷，所以链传动具有运动不平稳性。
5-6 为什么链条节数常取偶数，而链轮齿数取为奇数？答： 因为若链节数为奇数，则需要采用过渡链节，当链条受拉时，过渡链节的弯链板承受附加的弯矩作用，强度降低，所以链节数常取为偶数。
正因为链节数常为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般取为奇数。
机械设计基础课件第五章齿轮传动
(9) 齿根高 : 分度圆和齿根圆之间的 径向距离称为齿根高 , 用 hf 表示。显然 hf=(d-df)/2。 (10) 齿高: 齿顶圆和齿根圆之间的径 向距离称为齿高 , 用 h 表示。显然 h=ha+hf 。 (11) 齿轮宽度： 沿齿轮轴线的长度 称为齿宽, 用b表示。
5.3.2、渐开线齿轮的基本参数和尺寸计算
1、齿数：齿轮整个圆周上轮齿的总数, 用z表示。
2、 模数： 根据圆的周长和齿距的定义可知
d k zpk
dk
zpk
式中, 比值pk/π含有无理数π, 这给设计、制造及测量带来不便, 为此需在齿轮上取一圆, 将该圆pk/π的比值规定为标准值,并使该
圆上的压力角也为标准值, 这个圆即为分度圆。规定分度圆上的齿
5.1 齿轮传动的类型和特点
齿轮传动：用于传递空间任意两轴 之间的运动和动力。 一、齿轮传动的特点
①传动比准确； ②传动效率高；
优点： ③工作可靠、寿命长； ④结构紧凑；
⑤适用范围广。
①制造和安装精度要 求较高； 缺点： ②不适宜用于两轴 间距离较大的传动。
齿轮传动动画（3D)
二、齿轮传动的类型
1 O2 P r2' rb 2 i12 ' 2 O1 P r1 rb1
渐开线齿轮的传动比又与两轮基圆半径成反比。 其基圆的大小是不变的，所以当两轮的实际中心 距与设计中心距不一致时，而两轮的传动比却保 持不变。这一特性称为传动的可分性。
α
3. 齿廓间正压力方向不变
如图所示，过节点C作两节圆 的公切线t- t，它与啮合线n-n的 夹角α’称为啮合角。由理论力学 知道，齿廓间正压力方向为接触 点公法线方向，由于公法线与啮 合线重合且位置不变，显然，啮 合角α’是一个常数，所以齿廓间 正压力方向也不会改变。当齿轮 传递的转矩为常数时，正压力的 大小也不变。这对于提高齿轮传 动的平稳性是极为有利的。由图 还可知道，啮合角α’在数值上等 于渐开线在节圆上的压力角。
机械设计基础第5章带传动(包含动画)
环境下的传动。
03
带传动工作原理与性能分析
Chapter
摩擦力与张力关系
1 2 3
带的紧边和松边张力
紧边张力大于松边张力，是带传动的基本条件。
摩擦力与张力关系
带与带轮之间的摩擦力是带传动的动力来源，摩 擦力的大小取决于张紧力、摩擦系数和包角等因 素。
带的弹性变形
在带传动过程中，由于带的弹性变形，会产生弹 性滑动现象，影响传动效率和带的疲劳寿命。
高效率
同步带传动的传动效率高 ，可达98%以上。
特殊类型带传动
多楔带传动
01
多楔带由多个楔形截面组成，与带轮槽紧密配合，适用于大功
率、高转速的场合。
圆形带传动
02
圆形带截面呈圆形，与带轮槽配合紧密，适用于小功率、低转
速的场合。
复合材料带传动
03
采用复合材料制成的带具有较高的强度和耐磨性，适用于恶劣
施来提高传动效率。
疲劳寿命预测方法
疲劳寿命定义
疲劳寿命是指带在交变应力作用下发生疲劳破坏前所能承受的总应力循环次数或总工作时 间。
预测方法
疲劳寿命预测方法主要有试验法、理论计算法和经验公式法等。其中，试验法是最直接的 方法，但成本较高；理论计算法基于材料的疲劳性能和应力分析进行预测；经验公式法则 是根据大量试验数据得出的经验公式进行预测。
Chapter
平带传动
结构简单
平带由平面带和带轮组成，结构相对简单，易于制造和安装。
传动平稳
由于平带与带轮接触面积大，传动过程中受力均匀，因此传动平 稳，噪音小。
适用于低速重载
平带传动适用于低速重载的场合，如输送机、提升机等。
V带传动
结构紧凑
机械设计基础(第2版) (5)
（2）打滑 当带传动的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值时， 带与带轮之间会发生剧烈的相对滑动，从动轮转速急速下降， 甚至停转，带传动失效，这种现象称为打滑。 （3）弹性滑动与打滑的区别 ① 弹性滑动和打滑是两个完全不同的概念。弹性滑动是由于拉 力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是不 可以避免的。而打滑是由于过载引起的全面滑动，是传动失效 时发生的现象，是可以避免的。 ② 若传递的基本载荷超过最大有效圆周力，带在带轮上发生显 著的相对滑动即打滑，打滑造成带的严重磨损并使带的运动处 于不稳定状态，所以发生打滑后应尽快采取措施克服。 ③ 带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以打滑总是在小轮 上先开始的，打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避免打 滑。
2．带传动安装与维护
① 安装时，两带轮轴线应平行，轮槽应对齐，其误差不得超过 。 ② 安装时，应先缩小中心距，将带套入带轮槽中后，再增大中心 距并张紧，严禁硬撬，避免损坏带的工作表面和降低带的弹性。 ③ 为了使每根带受力均匀，同组带的型号、基准长度、公差等级 及生产厂家应相同，且新旧不同的带不能同时使用。 ④ 安装时，还应保证适当的初拉力，一般可凭经验来控制，即在 带与两带轮切点的跨度中点，以大拇指能按下15 mm为宜， ⑤ 为使带传动正常工作，V带的外边缘应与带轮的轮缘取齐，新 安装时可略高于轮缘。若高出轮缘太多，则接触面积减少，其传 动能力降低；若陷入轮缘太深，会导致V带的两工作侧面接触不良， 也对传动不利。 ⑥ 带传动要加防护罩，以免发生意外，并保证通风良好和运转时 带不擦碰防护罩。
5.2 链传动
5.2.1 链传动的特点和分类 1．链传动的特点 ① 链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象。 ② 与带传动相比，链传动的承载能力大，效率高，能保 持准确的平均传动比，工作可靠，效率高，过载能力强。 ③ 带传动所需张紧力小，作用在传动轴上的压力小。 ④ 能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境下工作。 ⑤ 仅能用于两平行轴之间的传动。 ⑥ 易磨损，传动平稳性较差。 ⑦ 传动时有附加载荷，瞬时的传动比不稳定，工作时有 噪声，易脱链。 ⑧ 链传动安装精度要求高。
链轮的基础知识
5.1 带传动概述
带传动是机械传动系统中用以传递运动和动力的常用 传动装置之一。带传动是由带和带轮组成的绕性传动。按 其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带 传动靠带与带轮接触面上的摩擦力来传递运动和动力。啮 合型带传动靠带齿与带轮齿之间的啮合实现传动。
a）摩擦式
图5.1 带传动的组成
b）啮合式
带传动概述
带传动的类型和应用
一、带传动特点
➢ 传动带具有良好的弹性，能缓冲和吸振，传动平稳，噪声 小；
➢ 过载时，带和带轮面间发生打滑，可防止其他零件损坏； ➢ 带传动结构简单，制造、安装和维护均较方便； ➢ 可用于中心距较大的两轴间的传动； ➢ 带传动不能保证准确的传动比（一般i＝3～5），对轴和轴
时不得与腐蚀性物体接触；
➢ 带传动应加防护罩。
图5.21 V带轮的安装位置
5.6 链传动概述
链传动由主动链轮1、从动链轮2和中间挠性件(链条)3 组成，如图5.22所示。通过链条的链节与链轮上的轮齿相 啮合传递运动和动力。
图5.22 链传动的组成
5.7 滚子链和链轮 滚子链的结构和标准
滚子链有单排/双排和 多排。单排滚子链的结构 如图5.24所示，它由内链 板1/外链板2套筒3/销轴4 和滚子5组成。
传递功率：P Fv 1000
打滑：
当V带即将打滑时，紧 边拉力F1和松边拉力F2之间 的关系：
F1 e fv F2
柔韧体摩擦的 欧拉公式
初拉力
松 边 拉 力 紧 边 拉 力
图5.6 带传动受力情况
5.2 带传动的工作情况分析
带传动的受力分析
假设带工作时其总长不变，则： F1－F0=F0－F2，即：
一、同步带的参数
机械设计基础带传动优秀课件
06
但传动效率低，带的寿命较短。
应用领域与发展趋势
应用领域
带传动广泛应用于各种机械设备中，如机床、汽车、拖拉机、农业机械、纺织 机械、轻工机械等。
发展趋势
随着科技的不断进步和机械制造业的不断发展，带传动的性能将不断提高，应 用领域也将不断扩大。未来，带传动将向高速、重载、高效率、长寿命等方向 发展，同时还将注重环保、节能等方面的研究。
参数优化
在满足设计要求的条件下，通过合理调整关键参数，使带传动的性能达到最优。 例如，适当增大中心距可以降低带的弯曲应力，提高传动效率；合理调整张紧力 可以保证带传动的稳定性和可靠性。
03
带传动材料选择与性能要求
常用材料类型及特性分析
01
02
03
橡胶材料
具有良好的弹性、耐磨性 和耐油性，适用于多种工 作环境。
机械设计基础带传动优 秀课件
目录
• 带传动概述 • 带传动基本结构与设计 • 带传动材料选择与性能要求 • 带传动受力分析与强度计算 • 带传动摩擦磨损机理与防护措施 • 带传动系统动力学特性研究 • 现代设计方法在带传动中应用前景展望
01
带传动概述
定义与分类
定义
带传动是一种通过带作为中间挠 性件，依靠带与带轮之间的摩擦 力或啮合来传递运动和动力的机 械传动。
对疲劳寿命预测的结果进行分析和讨论，总结预测方法的准确性和 可靠性。同时，探讨提高带传动疲劳寿命的途径和措施。
05
带传动摩擦磨损机理与防护措施
摩擦磨损机理阐述
摩擦产生原因
带传动中，由于带与带轮之间存 在压力，使得两者在相对运动时 产生摩擦力，从而导致能量损失
和磨损。
磨损类型
根据磨损机理不同，带传动的磨 损可分为粘着磨损、磨粒磨损、
但传动效率低，带的寿命较短。
应用领域与发展趋势
应用领域
带传动广泛应用于各种机械设备中，如机床、汽车、拖拉机、农业机械、纺织 机械、轻工机械等。
发展趋势
随着科技的不断进步和机械制造业的不断发展，带传动的性能将不断提高，应 用领域也将不断扩大。未来，带传动将向高速、重载、高效率、长寿命等方向 发展，同时还将注重环保、节能等方面的研究。
参数优化
在满足设计要求的条件下，通过合理调整关键参数，使带传动的性能达到最优。 例如，适当增大中心距可以降低带的弯曲应力，提高传动效率；合理调整张紧力 可以保证带传动的稳定性和可靠性。
03
带传动材料选择与性能要求
常用材料类型及特性分析
01
02
03
橡胶材料
具有良好的弹性、耐磨性 和耐油性，适用于多种工 作环境。
机械设计基础带传动优 秀课件
目录
• 带传动概述 • 带传动基本结构与设计 • 带传动材料选择与性能要求 • 带传动受力分析与强度计算 • 带传动摩擦磨损机理与防护措施 • 带传动系统动力学特性研究 • 现代设计方法在带传动中应用前景展望
01
带传动概述
定义与分类
定义
带传动是一种通过带作为中间挠 性件，依靠带与带轮之间的摩擦 力或啮合来传递运动和动力的机 械传动。
对疲劳寿命预测的结果进行分析和讨论，总结预测方法的准确性和 可靠性。同时，探讨提高带传动疲劳寿命的途径和措施。
05
带传动摩擦磨损机理与防护措施
摩擦磨损机理阐述
摩擦产生原因
带传动中，由于带与带轮之间存 在压力，使得两者在相对运动时 产生摩擦力，从而导致能量损失
和磨损。
磨损类型
根据磨损机理不同，带传动的磨 损可分为粘着磨损、磨粒磨损、
第五章摩擦型带传动
1
d d 1 n 1
d d 1 n 1
由上式的带传动的传动比为 ：
i12
n1 n2
dd2
dd1(1)
带的弹性滑动演示
注意：
一般带传动的滑动系数 0.0~ 10.0，2因值很小，非精确
计算时可以忽略不计。
弹性滑动和打滑的区别：
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引 起的全面滑动，是带传动的失效形式，是可以避免的。而弹性 滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹 性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。
V带截面尺寸：
其截面呈楔角等于40゜的梯形，如图。 需要掌握的概念： 1、节宽bp ：长度不变层。所在位置称为中性层。 2、截面高度h：
相对高度h/bp已标准化（普通V带 为0.7，窄V带为0.9）。
3、基准直径dd: V带装在带轮上，和节宽bp相对 应的带轮直径。（标准值见表5-1）
4、基准长度Ld：V带在规定的张紧力下，位于带 轮基准直径上的周线长度。它用于带传动的几何计算。 （标准值见表5-2）
潘存云教授潘存云教授研制印刷机械潘存云教授研制动平衡机潘存云教授研制建筑机械第五章第五章摩擦型带传动摩擦型带传动?带传动的类型与特点?带传动的原理及v带带传动的原理及v带?带传动的工作情况分析?v带传动的设计计算一主要内容带传动概述
第五章 摩擦型带传动
潘存云教授研制
试验仪器
潘存云教授研制
滑动轴承试验台
标准V带都制成无接头的环形带，横截面结构如下:
V带的结构
帘布结构和线绳结 构的区别: 帘布结构抗拉强度高,但柔韧性和抗弯强度较差,
所以,线绳结构V带适用于转速高,带轮直径较小的 场合。
带的型号： 我国普通V带和窄V带都已标准化。按截面尺寸由
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dF dF 水平方向：F qr d F 2 2 垂直方向：qr F
d d sin 2 2
d cos 1 2
dF qr d
dF 代入： F d
1
F Ae
(
1 2
F Ae
1
0
1
F Ae
2
2
F Ae e F Ae
w 0
d ( R y ) d R E d R y 2h E E R d
m m a d
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3带传动的工作原理
2.带传动中的应力
n1
n2
max 1 w c
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动 5.1.3 带传动的工作原理 3.带的弹性滑动和打滑
2.带传动的类型 按照轴的位置和转向分类：
第五章 带传动和链传动 §5-1 带传动
5.1.1 概述概述
2.带传动的类型 按照传动轮的数量分类：
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动 5.1.2 概述V带的类型、特点和结构
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动 5.1.2 V带的类型、特点和结构
机械设计
第五章 带传动和 链传动
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.1 概述 1.带传动的特点
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动
• §5-1 带传动
• 5.1.1 概述
• • 2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
1.带传动的受力分析
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
1.带传动的受力分析
轮作用于带的力
轮作用于带的力
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
1.带传动的受力分析
根据力平衡关系：
2.带传动中的应力
松边拉应力 n1 n2
紧边拉应力
F1 紧边拉应力： 1 A
F2 松边拉应力： 2 A
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3带传动的工作原理
2.带传动中的应力
d v2 2 FC sin FC d qrd 2 r
FC qv
2
Fc qv2 离心应力： C A A
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
3.带的弹性滑动和打滑
静弧
n1
动弧
n1
1
2
)
e
F F e
1 2
0
2
F Fe
1 2
e 1 2 2
0
(欧拉公式)
e 2 2 0
F F F F F e F F (e 1) ( F )(e 1) 2
1.欧拉公式成立的条件 2.轮槽楔角对带传动承载能力的影响 3.带轮包角对带传动承载能力的影响 4.初拉力对带传动承载能力的影响
dF d ( ) d 2 dF F 2 F
dF d dF d 水平方向： ( F ) cos qr d ( F ) cos 2 2 2 2 dF d dF d 垂直方向： qr d ( F ) sin (F ) sin 2 2 2 2
令： d 0
F1 F0 F0 F2 F1 F2 2F0
带轮所受力矩：
d d d d T F F (F F ) F 2 2 2 2 F F F F (有效拉力）
di di di i 1 2 1 2 e 1 2 e
di
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.2带传动的工作原理
e 1 整理后得到：F 2 F e 1
e 0
增大小轮包角的结构措施
1.合理安排松边、紧边的位置
增大小轮包角的结构措施
2.合理张紧
初拉力对承载能力的影响
e 1 F 2 F e 1
e 0
P T Fe F0
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.1 概述
2.带传动的类型 按照带的形状分类：
第五章 带传动和链传动 §5-1 带传动
5.1.1 概述概述
2.带传动的类型 按照传动比分类：
第五章 带传动和链传动 §5-1 带传动
5.1.1 概述概述
1.带传动的受力分析
带传动功率：
Fv P 1000
e
kW
F1 F2 2F0
Fe F2 F0 2
带所受拉力关系：
F1 F2 Fe
Fe F1 F0 2
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
1.带传动的受力分析
dF d F ( ) d 2 dF F 2
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3带传动的工作原理
2.带传动中的应力
离心应力 n1 n2
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3 带传动的工作原理
2.带传动中的应力
弯
5.1.3 带传动的工作原理
2.带传动中的应力
L E E L
dF d F (－ ) d 2 dF F－ 2
第五章 带传动和链传动
§5-1 带传动
5.1.3带传动的工作原理
1.带传动的受力分析
dF d ( ) d 2 dF F 2 F
dF d dF d ) cos qr d ( F ) cos 2 2 2 2 dF d dF d 垂直方向： qr d ( F ) sin (F ) sin 2 2 2 2 水平方向： (F