第五章摩擦轮传动与带传动

• 计算V带根数；
• 计算作用在轴上的载荷；
• 确定带轮的结构尺寸。
– 举例：P126例题7－1。
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§6.5 同步带传动
• 工作原理 • 同步带
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– 构成
• 强力层
• 基体：包括带齿和带背
– 主要参数
• 节 齿距中心Pb轴：线在间规节定线张上紧的力距下离，。同步带纵向截面上相邻两
• 圆周摩擦轮的法向力计算
– 为了正常传动，两轮之间的法向力Fn必须足够大，以产生 足所够需大的的最摩小擦圆力周克力F服t称从为动传轮递的的阻名力义矩载T2荷。。克则服法从向动力轮可阻计力算矩 如下：
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F n K ft K f F 1 v P 0 K f0 10 0 6 D 1 n 1 1 0 0P 0 1 0 .1 9 1 0 6fK 0 1 n D 1
– 材料
• 一般用钢或铸铁，轻载场合用轻合金或塑料。大批量 生产时也用粉末冶金材料。
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同步带内的钢丝绳在承受载荷之后 仍能保持同步带节距不变，故同步 带与带轮间传动时无相对滑动，做 的是同步传动，因此称为同步带传 动。
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同步带传动
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普通V带采用基准宽度制。
– 带轮
• 带轮有三种典型结构：实心式、辐板式和孔板式。
• 带轮的几何尺寸亦可根据配合V带类型，参见相关标准 加以选用。
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• 带传动的几何关系
– 带传动的主要几何参数
• 带轮直径D1和D2； • 中心距a；
• 带长L；
γ
• 包角α。
– 近似几何关系：
需调速时，转动丝杠4，通过螺母5和夹套6带动滚轮1沿着轴7移动，改变
滚轮与圆盘之间的接触位置，从而实现可连续变化的不同的速比，即无级
调速。
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• 工作原理
§6.4 带传动
– 构成：由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。
– 原理：由于张紧，带在静止时受到初拉力F0，故带与带
– 精度要求低的用丝绵线、锦纶丝制成的薄带或绳；
– 有特殊要求时，也有采用铍青铜或磷青铜带。
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有特殊轮 齿的带轮
有等距孔的 传动带
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挠性传 动件 从动件
从动件
主动件
挠性传动 件
• 构成
将挠性传动
件的两端直
主动件
接固定在主 动件和从动
轮接触处产生压力，当主动轮回转时，接触处出现摩擦力， 从而传递运动和转矩。
• 带传动类型
• 带传动的张紧
• V带和带轮
• 带传动的几何关系
• 带传动的受力分析
• 弹性滑动、打滑和滑动率
• 普通V带的设计计算
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• 带传动类型
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– 平带传动：工作面是与轮面接触的内表面
– 分类
• 按节距：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共七种。其参数 可查看相关标准。
• 按齿形：梯形齿、半圆弧齿、双圆弧齿等。其中，梯 形齿同步带又可分为单面带和双面带两种。
• 带轮
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– 结构
• 除了有轮齿之外，与其它带轮结构相似。轮齿齿形一 般有渐开线齿形和直边齿形两种。
– 其为中摩擦P为系传数递；的K功为率载；荷D系1为数主，动一轮般直取径1.2；~1n.51主。动轮转速；f
• 摩擦轮材料
– 要求：
• 弹性模量大：减小弹性滑动
• 摩擦系数大：便于以较小的法向力实现正常工作
• 表面接触强度大，耐磨：获得较长的使用寿命
– 常见材料
• 淬火钢－淬火钢
• 淬火钢－表面硬化铸铁
• 节线长度 Lp ：节线是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。节线的传递亦称为公称长度。
• 基准带宽 bs0 – 材料：
• 强力层：要求有高的抗拉强度和抗弯曲疲劳强度，弹性 模量要大，故多采用钢丝绳或玻璃纤维。
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• 基体：要求有良好的耐磨性、强度、抗老化性以及与 强力层的粘结性。常用材料有聚氨酯和氯丁橡胶。
• 分类及其应用
i1
2m
axn2nm 1
D2max in D1
Rb ii1122m mainxnn22m mainxD D22m mainx
– 参加教材P113图7－6。
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• 传动机构：滚轮1和圆盘2
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• 加压装置：弹簧3
• 调速机构：丝杠4和螺母5
P Ftv 1000
O1
ω1 FF10
ω2
O2 α2
FF10
•有效圆周力Ft与初拉力F0的关系
Ft 2Fe0(fevfv11)
式中，fv为当量摩擦系数，α 为包角（rad），通常取小带轮
– 有效圆周力Ft（N）与带速v （m/s）和传递功率P（Kw）之 间的关系
的包角。fv计算如下：
fvf/sin /(2)
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• 带传动的受力分析
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FF02
– 静止时
FF02
带两边的拉力即为初拉力F0；
– 传动时
α1
主动轮：
绕进端F0增大至F1，称之为紧 边拉力；绕出端F0减小至F2， 称之为松边拉力；
从动轮：
绕进端F0减小至F2；绕出端F0
增大至F1
– 有效圆周力Ft
Ft=F1－F2
• 实际传动比
i n1 D2
n2 (1)D2
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– 其中，ε称为速度损失率，或滑动率。是指由弹性滑动的存 在造成的从动轮圆周速度小于主动轮圆周速度而出现的速度
损失。
v1 v2 100%
v1ห้องสมุดไป่ตู้
– 不同材料的滑动率不尽相同，如：钢－钢ε为0.2%，铸铁－ 铸铁ε为0.2%，橡胶－钢ε为3%，夹布胶木－钢ε为1%。
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• 弹性滑动、打滑和滑动率 – 弹性滑动 – 打滑
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当弹性滑动区增大至遍及全
部接触区时，此时若外负荷 继续增大，则带与带轮之间 出现全面滑动，将不能实现 正确运动和力矩传动，此即 打滑。
– 滑动率
由于带的弹性滑动引起的从 动轮速度的降低率。
n1D1 n2D2
α1
参见以下公式。
返回本节首页 D2
D1
O1
O2
α2
α
1180D 2a D 15.7 3 L2a2D 1D 2(D 24 a D 1)2
a 2 L (D 2 D 1 )[2 L (D 2 D 1 )2 ]8 (D 2 D 1 )2 8
– 对V带传动，带轮直径为基准直径，带长也为基准带长。
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• 带传动原理及类型
3
F0
1
F0
D1 O1
2 D2 O2
F0 F0
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• V带和带轮 – V带
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• 构成：由强力层1、填充物2和外包层3构成。
• 几何尺寸：参见相关标准。
普横通截V面带几的何楔尺角寸为的4不0°同，分相为对七高种度型（号h。/ bp）为0.7，按照
n1D1
i n1
D2
– 实际传动比
n2 D1(1)
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• 普通V带的设计计算
– 步骤：
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• 根据给定计算功率Pd和小带轮转速n1，查选型图，选 择V带型号；
• 确定带轮直径D1和D2；
• 验算带速；
• 确定带长Ld
• 确定实际中心距a；
• 验算小带轮包角；
• 铸铁－铸铁
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• 钢或铸铁－工程塑料
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§6.3 摩擦无级变速器
• 构成及工作原理
– 构成
• 传动机构 • 加压装置 • 调速机构
i12minn2nm1 axDD2m 1 in
– 工作原理
• 变速范围
– 最小速比i12min – 最大速比i12max – 变速范围Rb
– 主要特点
• 不存在相对滑动，故传动准确，精度高；
• 要改变传动比，只要适当改变主、从动件的形状即可；
• 主从动件转动范围受到限制，一般不超过360°；
– 应用：多用于精密机械及仪器中精密读数等场合。
– 材料
• 主、从动件：优质碳素结构钢、铝合金、黄铜及塑料
等
• 挠性传动件：
– 精密传动用碳素工具钢或弹簧钢轧制的薄带或细丝；
件上，主动
件转动则拖
动挠性传动
件，从而带 动从动件。
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谢谢
– V带传动：工作面是与轮槽接触的两侧面，由于楔行效应，
同样的初拉力下，能产生较平带更大的拉曳力。
– 圆带传动：工作面很小，牵引能力也最小，常用于低速
小功率传动中。
– 多楔带传动：工作面是各个楔侧面，同时又向平带一样
有较好的弯曲应力，故常用于传动功率大而又要求结构紧 凑的场合。
• 带传动的张紧
– 常用的张紧方法是调节中心距。 – 常见张紧装置（教材P115图7－9）
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2β pb
F
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带背
带齿
a ht bs
b）半圆弧齿
绳芯 基体
a）梯形齿
同步带构成及其参数
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c）双圆弧齿
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§6.6 其它带传动简介 • 齿孔带传动
– 构成
– 齿孔带的齿孔
• 采用35mm电影胶卷齿孔的标准，常用厚度为 0.15~0.25mm的涤纶或三醋酸纤维素制造。
– 齿孔带的带轮轮齿
• 齿形有渐开线和圆弧两种，几何尺寸由与其相配合的 齿孔参数来定。
• 材料常用硬铝、超硬铝、优质碳素结构钢和碳素工具 钢及塑料等。为增加轮齿寿命，齿面可镀铬、渗氮硬 化或用表面淬火的方法增强其性能。
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• 拖动式带传动
– 构成
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