机械传动

返回目录
前一页
后一页
退出
2、拉应力
紧边拉应力σ1： 1

F1 A

松边拉应力σ2： 2

F2 A

传递P一定，V增大，拉力降低、 σ1降低，故V>5m/s。
3、弯曲应力：
b1

E
h dd1
b2

E
h dd2
(MP a ) (MP a )
弯曲应力与带轮直径有关，设计时要控制小带轮的直径。
二、V带传动的设计方法 原始数据： ① 传动的用途、工作情况及原动机类型；
② 传递的功率P； ③ 带轮的转速n1及传动比i；
④ 对传动的尺寸要求。
设计计算的主要内容 ① V带的型号、长度和根数； ② 中心距； ③ 带轮材料、基准直径及结构尺寸； ④ 计算初拉力、作用在轴上的压力； ⑤ 绘工作图、设计张紧装置等。
返回目录
前一页
后一页
退出
返回目录
前一页
后一页
退出
二、组成及工作原理
1、组成
主动带轮
带
从动带轮
2、工作原理
1)摩擦带传动：带张紧在两轮上，主动轮—转—Σ—F→f 带运动 ——Σ—F→f 从动轮转动
靠带与带轮间的摩擦力使从动轮转动，从而实现运动和动力的传递。
返回目录
前一页
后一页
退出
平带传动 V带传动
设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲 劳强度和寿命。
(1)保证不打滑
要求 F Fec
Fec

F1(1
1 e fv
)

1 A(1
1 e fv
)
返回目录
前一页
后一页
退出
(2)为了保证V带具有一定的疲劳强度和寿命，要求：
max 1 b1 c [ ]
1.18 1.07 0.96 0.92
1.09 0.98 0.95
1.12 1.00 0.97
1.15 1.03 1.00
第二节 带传动工作情况的分析
一、带传动中的力分析 1 、紧边拉力F1，松边拉力F2 1）工作前
传动带张紧在带轮上 接触面产生正压力，此时带两边产生等值初拉力F0。
返回目录
前一页
即紧边与松边的拉力差。
则带所能传递的有效功率为：
P Fev 1000
(k W)
结论：带传动的承载能力取决于带与带轮间的摩擦力。
2F0 F1 F2

Fe

F1

F2

F1

F0

Fe 2


F2

F0

Fe 2
带所传递 的功率P
最大有效
圆周力F
总摩擦
力Ff
带与带轮 带最小初拉 间正压力 力（F0）
二、带的弹性滑动和打滑 1、弹性滑动
主动轮：b 点:开始接触，拉力F1，V带b=V轮1。
b c ：拉力F1 F 2(下降)，弹性变形减小 →带逐渐缩短
→带在带轮上发生了相对滑动 V带<V轮1
从动轮：同理，只是： V轮2 < V带
带传动中因拉力差引起的带的弹性变 形而导致的带与带轮之间微小的相对
第三篇 机械传动
机器的主要组成部分
原动机
传动装置
工作机
电传动
液、气传动 摩擦传动：带传动
机械传动 啮合传动：齿轮、链、蜗杆传动等
第八章 带传动
§8-1 概述 §8-2 带传动的工作情况分析 §8-3 Ｖ带传动的设计计算 §8-4 Ｖ带轮的设计 §8-5 带传动的张紧装置
一、工程应用
第一节 概述
带传动适用于中心距较大的场合,带传动通常连接在原动机 与工作机或减速器之间，一般作减速运动。
传动比不准确； 2）靠摩擦传动—过载时打滑可防止其它零件损坏， 磨损大寿命↓ 、传动效率低、压轴力大、需张紧装置； 3）中间挠性件——适用于较大中心距的传动。
外廓结构尺寸大；。 4）结构简单，制造安装方便，成本低。
2、传动形式 开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向。 交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向。 半交叉传动：两轴交错，不能逆转。
窄V带
普通V带
多楔带传动：兼有平带和V带传动的优点，柔韧性好、摩擦力大，适于 要求结构紧凑，传动功率大、承载能力高的场合。解决了多根V带长短 不一，受力不均问题。
多楔带传动
汽车发动机 圆带： 结构简单，其材料常为皮革、棉、麻、绵纶等，多用于小功率传动。
2)啮合带传动 同步带传动:靠啮合传递运动和动力。
• 2）V带型号 普通V带已标准化，共有七种型号。
Y、Z、A、B、C、D、E GB/T1313575.1-92
小
大
YZ
A
B
C
D
E
窄V带截型：SPZ、SPA、SPB、SPC。 在同样条件下，截面尺寸大，则传递的功率就大。
3）V带结构
V带的物理结构：标准V带都制成无接头的环形带，包布、顶胶、抗拉体及底胶。
返回目录
前一页
后一页
退出
设计步骤 ：
1、确定计算功率Pca Pca=KAP （kW）
式中：工作情况系数KA
（见表8-7）；
返回目录
前一页
后一页
退出
2、选择带型
根据Pc和n1，查图8-11确定V带的型号
普通V带选型图
若处于两种 型号交界处
分别计算
选优
3、确定带轮的基准直径dd1和dd2。
1)小带轮直径：dd1>dmin
3）摩擦系数f： f↑→Fec↑（故V带承载能力高于平带）
四、带的应力分析 1、离心拉应力：
c

q 2
A
q---带单位长度质量 kg/m。 v---带的速度 m/s。 A---带的截面面积 mm2 。
注意的问题 1）传动带的速度对离心拉应力的影响很大, V<25m/s 。 2）离心力产生在传动带作圆周运动的弧段上，离心拉应力却作 用在传动带的全长上，且各处大小相等。
a

a0

Ld
2
L'd
考虑安装、调整和V带张紧需要，中心距变动范围
(a 0.015Ld ) ~ (a 0.03Ld )
返回目录 前一页 后一页 退 出
5、验算小带轮的包角
180 d2 d1 57.3 90
a
为了在中心距不过大的条件下保证包角不至于过小,所以 传动比不宜过大，i≯7。 6、确定带的根数z
同步带传动
同 步 带 属 于 啮 合 传 动 ， 效 率 高 （ 0.98 ） ， 允 许 速 度 高
（40m/s），传动比大（10）。
返回目录
前一页
后一页
退出
三、带传动的特点和传动形式 带传动是通过中间挠性件（传动带），依靠带与带轮间的摩擦力 工作的。 1、特点： 1）带有弹性—缓冲吸振、传动平稳、噪声小，
dd1过小
带弯曲应力过大
dd1过大
结构尺寸增大
带寿命↓
2）验算带速v
传递功率一定，速度提高，力下降，可以减少带的根
数;多级传动中带放在高速级，带速度过高，离心力增大，降
低传动能力;单位时间内应力变化次数增加，降低带的疲劳寿
命。
v D1n1 5 ~ 25m / s
60 1000
v过小
传递的功率不够
1 2
打滑是由过载引起的，是一种失效形式，是可以避免的。
区别
弹性滑动由带松、紧边拉力差引起的，是带传动固有特性，
是不可避免的。
三、带传动的最小初拉力和临界摩擦力 带传动的松、紧边拉力关系可以用欧拉公式表达：
F1 F2e f
带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值。
这时带传动的有效拉力亦达到最大值.
滑动，称为 弹性滑动
主动轮弹性滑动 从动轮弹性滑动
• 结论
1）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。
（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）
2）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。
由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低率称为带传动的滑动率。
3）传动比
1 2 100%
1
带长↓ ↓ ——带绕转次数↑——带寿命↓ a↓ ↓ —→α1 ↓——降低传动能力
0.7(dd1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 )
2）计算带基准长度
L'd

2a0

2
(dd1

dd
2
)

(dd1 dd 4a0
2
)2
根据由表8-2 （P142）确定基准长度
3）计算实际中心距a：
1 [ ] b1 c
Fec

F1(1
1 e fv
)

1 A(1
1 e fv
)
P

Fmax v

1 A(1
1 e fv
)v
1000
1000
单根V带所能传递的功率是指在一定初拉力作用下，带传动 不发生打滑且具有足够疲劳寿命时所能传递的最大功率。
在包角α=1800、特定带长、工作平稳的条件下，由上式
Fec F1 F2 带所能传递最大
F1

F2e
ห้องสมุดไป่ตู้
f
有效拉力Fec
2F0

F1
F2 F0min

Fec 2
e f ( e f
1) 1
Fec

2F0
e e
f f
1 1
1
Fec

F (1 1
e
f
)
1

1800

d p2
a
d
p1
57.32
2

1800
后一页
退出
2）带工作时
紧边：F0→F1 ↑
松边：F0→F2 ↓
假设：带受力变化前后，带的总长度不变，则紧边拉力增量=松边拉力减量。
F1 F0 F0 F2
F1 F2 2F0
F1 = Ff +F2 F e= Ff = F1- F2
带传动的有效拉力Fe等 于整个带的总的摩擦力Ff ，
Y
2500
2800
3150
3550
4000
4500
5000
5600
6300
7100
长度系数K
Z
A
B
C
D
E
1.09 1.03 0.93
1.11 1.05 0.95 0.83
1.13 1.07 0.97 0.86
1.17 1.09 0.99 0.89
1.19 1.13 1.02 0.91
1.15 1.04 0.93 0.90
抗拉体由多层帘布或一排线绳组成，主要承受工作拉力。 帘布结构：抗拉强度高，制造方便。
线绳结构：柔软易弯，适用转速较高、带轮直径较小的场 合；但承载能力没有帘布结构的传动带高。
返回目录
前一页
后一页
退出
4） V带的主要参数 ◆节线：当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线。
◆节面：由全部节线构成的面称为节面。
返回目录
前一页
后一页
退出
应力分布及最大应力
σb1
σ2
α1 n1
σc n2
离心应力
α2
σb2
结论：
σmaxσ1
(1)带在工作中所受的应力是变化的，带将产生疲劳破坏。
(2)最大应力由紧边绕上小带轮处，其值为
σmax=σ1+σc+σb1
第三节 V带传动的设计计算
一、设计准则和单根V带的基本额定功率
带传动的失效形式：打滑和疲劳破坏（如脱层、撕裂或拉断） 。
v过大
离心力大
摩擦力小
传递能力降低
若带速不符合要求，重新选择dd1。
3）计算从动直径dd2。
dd 2 idd1 系列值 由于取标准，但应保证传动比相对误差：
4、确定中心距. 1）初选中心距。
i原 i实 100% 5% i原
a↑ —→结构尺寸↑，高速时带颤动，α1不稳定 a↓ —→结构紧凑
求得的单根普通V带的基本额定功率Po见表8-4。
返回目录
前一页
后一页
退出
当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时，应对 查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所 能传递的功率[Po]：
[P0 ] (P0 P0 )K K L
式中:Kα —包角系数，查表8-5； KL —带长修正系数，查表8-2； △P0—功率增量，i12≠1时单根普通V带传递功率的增量， 表8-4b；
◆节宽bp ：长度不变层，所在位置称为中性层。 ◆基准直径dd: V带装在带轮上，和节宽bp相对应的带轮直径。 ◆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（以标准化）。它用于带传动的几何计算。
节线
节面
楔角均为40°
普通V带的基准长度系列及长度系数(部分)
基准长度
Ld/mm

d
p2
a
d p1
57.32
返回目录
前一页
后一页
退出
影响带传动最大有效拉力的因素： 1）初拉力F0 ：F0↑→Fec↑(F0过大，磨损加剧，使带寿命缩 短；F0过小，工作中带跳动、打滑。所以在带传动设计时必
须合理确定F0值。）
2）包角α：α↑→Fec↑ α ↑→摩擦力↑→传动能力↑ 。 故：一般带松边在上边。 中心距一定时， 取决于dd2，dd1。
3、应用
传动模拟
传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。
不可用于易燃、易爆场合。
v= 5~25m/s
i 平≤5，i v≤7
多级传动中，带布置在高速级。 为什么？
四、V带的类型与结构
1）V带类型
普通V带、窄V带、宽V带
用于调速机构中、汽车V带、大楔角V带
应用最广
美国50年代研制：承载高、尺寸小。
v1

D1n1
60 1000
v2

D2n2
60 1000
d1n1 d2n2
d1n1
i n1 d2
n2 d1(1 )
ε=0.01~0.02
2、打滑
若带所需传递的圆周力超过带与带间的极限摩擦力时， 带与带轮将发生著的相对滑动，这种现象称为打滑。
打滑首先发生在小带轮上。