第6章 带传动(书11)

第6章 带传动（书11）
据传动原理不同，带传动可分为摩擦传动型和啮合传动型两大类。

摩擦传动是利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。

如普通平带传动，V 带传动，多楔带传动，圆带传动，高速带传动等。

啮合传动是指同步带传动，同步带传动是靠带上的齿与带轮上的齿槽的啮合作用来传递运动和动力的。

本章重点讨论种摩擦型带传动。

学习要求：掌握带传动的工作原理、力和应力分析、 弹性滑动和打滑，掌握带传动的失效形式、设计准则、设计方法及参数选择；了解带传动的类型、优缺点、应用、张紧方法和张紧装置等。

关于V 带传动的设计计算，着重于学会V 带传动的设计方法和步骤，会设计带传动。

一、 知识点分析：
本章围绕带传动的设计展开讨论的。

基本知识（分类、特点、带、带轮、基本参数等）→力分析→应力分析→失效形式→计算准则（设计依据）→设计方法、步骤；
带传动由于为摩擦传动→弹性滑动→打滑（失效形式）。

1、应用
带传动常应用于机械传动系统的高速级，如车床、铣床、刨床等的传动装置中，与电机直接相联的高速级，均为V 带传动。

原因之一：v P F /1000=,功率P 一定时，高速级带速v 高，则F 小。

所需带的根数少。

反之，若在低速级，则所需的有效圆周F 大，所需带的根数多。

带的根数过多是不可取的。

另一原因，带传动用于高速级，机器过载时，发生打滑现象，这样可以起保护机器的作用。

2、力分析
带传动工作时，由于摩擦力的作用，带两边拉力不等，带绕上主动轮的一边被拉紧，叫做紧边，紧边拉力为F 1 ；带绕上从动轮的一边被放松，叫做松边，松边拉力为F 2 ；有效拉力F
v
P F F F 100021=-= 式中v —带速，m/s ；P —名义传动功率，kW
F 1 和 F 2 关系：μαe qv
F qv F =--2221 211
qv e Fe F +-=μαμα，221qv e F F +-=μα 离心拉力2qv F c =
3、应力分析
带传动工作时，带的应力有三种：拉应力（紧边应力1σ、松边应力2σ和张紧应力0σ）、离心应力c σ、弯曲应力b σ 。

由于拉应力在其紧边和松边数值不同，而弯曲应力在带绕过大、小带轮时，数值也是不等的，故带中的应力为变应力，带的失效形式之一就是疲劳破坏。

最大应力max σ发生在紧边进入小带轮处。

1121
1max )
1()1(1b c u u b u u b e A Fe qv e Fe A σσσσσσαααα++-=++-=+=
4、弹性滑动和打滑 弹性滑动—带为弹性体，由于摩擦力使带的两边拉力不同，发生不同程度的拉伸变形，使带和带轮间产生相对滑动。

在工作过程中，弹性滑动是不可避免的。

由于弹性滑动的影响，将使实际平均传动比大于理论传动比，但在一般的传动中，因滑动率并不大（仅1～2%）,故可不予考虑。

打滑—由于过载引起的带在带轮上的全面滑动，或者说带所需传递的圆周力超过带所能传递的极限摩擦力时引起的，此时，小带轮开始空转而不能牵动带运转，这一现象在设计带传动时必须避免。

4、失效形式与设计准则
主要失效形式：打滑和疲劳破坏；故设计依据为：在不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。

带传动的设计步骤详见《机械设计》教材或机械设计等手册。

二、 思考题：
1、带传动的主要失效形式及设计准则各是什么？
2、为什么弹性滑动是带传动的固有特性？弹性滑动对传动有何影响？
3、 带传动中，打滑常在什么情况下发生？打滑多发生在大轮上还是小轮上？刚开始打滑前，紧边拉力与松边拉力有什么关系？
4、带传动的弹性滑动与打滑主要区别是什么？
5、普通V 带有哪几种型号？窄V 带有哪几种型号？
6、当带传递的功率一定时，采用较大的小带轮直径D 1，其主要优缺点是什么？
7、带传动的圆周速度v 为什么控制在5～25m/s 之间？
8、带传动设计时，带的型号根据什么来选取？
9、设计V 带传动时，若算出的带根数Z 太多，则减少Z 的有效办法是什么？
10、增大张紧力可使带和带轮间摩擦力增加，但为什么带传动不能过大地增大张紧力来提高传动能力，而是把张紧力控制在一定数值上？
11、张紧力的大小对带传动工作能力有何影响？
12、有A 、B 两组普通V 带传动，已知带轮直径、带的型号、根数及转速都相同，而A 组的带长为B 组带长的两倍，问哪组V 带的承载能力强？为什么？
13、带传动工作时，带上应力由哪些应力组成，最大应力发生在什么位置？
14、带传动中，为什么要限制包角的最小值？如何增大包角？
15、带传动中，为什么要限制传动的最小中心距和最大传动比？
16、与其他传动一起使用时，带传动一般应放在高速级还是低速级？为什么？
17、带传动中，若其他参数不变，只是小带轮的转速有两种，且两种转速相差3倍，问两种
转速下，单根带传递的功率是否也相差3倍？为什么？当传递功率不变时，为安全起见，
应按哪一种转速设计该带的传动？为什么？
18、为提高带传动的传动性能，你有哪些创意构思？
19、带传动的小带轮直径1001=d mm ，大带轮直径4002=d mm 。

若主动小带轮转速
6001=n r/min ，V 带传动的滑动率%2=ε，求从动大带轮转速2n 。

20、带传动传递的功率5=P kW ，主动轮转速3501=n r/min ，主动轮直径4501=d mm ，传动的中心距5.1=a m ，从动轮基准直径6502=d mm ，V 带与带轮间的当量摩擦系数5.0=v μ。

求带速、小带轮包角1α、带长及紧边拉力1F 。

21、 带传动的主动轮转速14601=n r/min ，主动带轮基准直径1801=d mm ，从动带轮转速6502=n r/min ，传动中心距800≈a mm ，工作情况系数1=A K ，采用3根B 型V 带。

试求带传动允许传递的功率P 。

22、题22-23图示，（a ）为减速带传动，（b ）为增速带传动。

这两传动装置中，带轮的直径3241,d d d d ==。

且传动中各带轮材料相同，传动的中心距，带的材料、尺寸及张紧力均相同，两传动装置分别以带轮1和带轮3为主动轮，其转速均为n （r/min ）。

试分析：哪个装置能传递的最大有效拉力大？为什么？
23、如图示，（a ）为减速带传动，（b ）为增速带传动。

这两传动装置中，带轮的直径3241,d d d d ==。

且传动中各带轮材料相同，传动的中心距，带的材料、尺寸及张紧力均相同，两传动装置分别以带轮1和带轮3为主动轮，其转速均为n （r/min ）。

试分析：哪个装置能传递的功率大？为什么？
三、作业与练习
1、已知某单根普通V 带能传递的最大功率P ＝4.7kW,主动轮直径D 1=100mm ，主动轮转速n 1＝1800r/min,小带轮包角α＝ 1350
，带与带轮间的当量摩擦系数25.0=v μ。

求带的紧边拉力1F 、松边拉力及有效拉力F （忽略离心拉力）。

2、V 带传动传递的功率5.7=P kW ，带的速度10=v m/s ，紧边拉力是松边拉力的5倍，即215F F =。

求紧边拉力1F 及有效拉力F 。

3、题3图所示为电动绳索牵引机的传动系统简图。

试设计电动机（Y 系列三相异步电动机）与齿轮传动之间的V 带传动。

已知：电动机功率P =5.5kW ，带传动的传动比i ＝3，电动机转速14401=n r/min ，单班制工作，载荷平稳。

题3图。