第1章 摩擦轮传动带传动

5、带传动的应力分析 (1) 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
F1 1 A F2 2 A
◊由离心力产生的应力－作用于带的全长 2 （选用薄而轻的带） F qv
c
c
A

A
◊带在带轮上弯曲产生的弯曲应力
n1 D2 i n2 D1 (1 )
V1 V2 100% V1
传递功率 ◊打滑：当传递功率增大到所需有效拉力超过摩 擦力时，带在轮面发生相对滑动。
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。 ◊避免打滑的条件： （圆周力决定因素）： fV 最大有效拉力： 2 F0 (e 1) Ft fV （欧拉公式） e 1 材料--fv 包角--值 初拉力--F0值 材料不变，值、 F0值增大---圆周力增大 值、 F0值不变，fv增大---圆周力增大
五、同步带传动 一、特点 （1）优点 ◊传动准确、无滑动、速比恒定 ◊传动平稳、噪声小 ◊传动效率高 ◊结构紧凑 （2）缺点
◊成本、制造安装要求高
二、分类 齿形分梯形同步带、弧形同步带 (1)梯形同步带 ◊分单面齿、双面齿（节距制、模数制） ◊按节距分最轻型、超轻型、特轻型、轻型 （L)、重型(H)、特重型、超重型7种。 (2)弧形同步带 应力集中小、承载能力高、传动功率大、防止 啮合干涉 三、梯形同步带传动尺寸、标注 （1）同步带参数：节距（基本尺寸）、带齿、 带宽、带长
E / 2 b E (D ) / 2 D Ey
◊最大应力发生在带紧边进入 小带轮处。
max 1 b1 c
问题2 ？
四、带传动设计内容 带传动结构设计，主要是带的型号、轮径、 带速、长度、包角、根数、中心距、基准直 径及结构形式及尺寸。（功率出发）
三、带传动的设计基础 1、相关几何参数： ◊中心距
◊带长 ◊包角 ◊带轮直径
2、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
Ft F1 F0 2
Ft F2 F0 2
◊传递功率： ◊最大有效拉力： （欧拉公式）
2 F0 (e fV 1) Ft fV e 1
4、带传动弹性滑动、打滑 ◊弹性滑动：带为弹性体，受拉力作用产生变形， 受力不同，变形不同，使带与带轮的速度不同， 称为弹性滑动。 （从动轮速度低于主动轮速度）
1 2
（3）材料： 要求：弹性模量大、摩擦系数大、耐磨 淬火钢：40Cr(58HRC) 铸铁： QT200 橡胶：做主动轮，防止打滑时候损伤从动轮 （4）无级调速：在一定传动比范围内能线性的调 节传动比 ，摩擦式机械无级变速器是由变速机构、 调速机构以及加压装置或输出机构三部分组成的 一种传动装置 。
带的基本长度
D2 D1 L 2a D1 D2 2 4a
2
3、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。
◊有效拉力Ft：带传动所能传递的有效圆周 力。 Ft= F1-F2 正常工作时拉力
（2）作用载荷：作用在轴上的载荷为圆周力 Ft和接触面间的法向力Fn ，
◊法向力Fn可以分解为径向力Fr和轴向力Fa
Fr1 Fn cos1
Fr 2 Fn cos 2
Fa1 Fn sin 1 Fa 2 Fn sin 2
◊ 方向：径向力指向轮心；圆周力主动轮上与回转 方向相反，从动轮上与回转方向相同 ◊ 主动轮径向力等于从传动轮轴向力；从动轮径向 力等于主传动轮轴向力 由于 得出 Fa1 Fa 2 ，可移动小轮
五、摩擦轮传动设计
1、圆柱摩擦轮传动： 主动轮与从动轮接触处的摩擦力F
Ft Fn K f
6
Ft 1000P

KP Fn 19.1 10 7Ft fD1 n1
2、圆锥摩擦轮传动： （1）传动比为： i12 1 n1 sin 2 2 n2 sin 1
（2）同步带轮：设计--齿形、挡圈 材料：钢—45；铸件—HT200;铝合金—LY12 Y112 塑料—ABC、尼龙 四、同步带设计内容 设计功率；选带型、节距；小带轮最小齿数； 小带轮直径；大带轮参数； 节线长；带速；带轮结构
fFn Ft
三、分类： 两轴平行的摩擦轮传动 两轴相交的摩擦轮传动
◊四、摩擦轮传动特点： (1)传动中的弹性滑动：摩擦轮在接触点两侧的 弹性变形量不同，主动轮上表层金属在接触区 由压缩逐渐变为伸长，从动轮对应的表层金属， 由伸长逐渐变为压缩，两轮接触面间产生相对 滑动，由于材料弹性变形而产生的滑动，称为 弹性滑动。
2、带轮 ◊ 结构：轮缘、轮毂、轮辐 ◊ 带轮轮槽角：32°、34°、36°、38°
问题1：带轮槽角小于带楔角？ 带受力弯曲，外层受拉、横向收缩变窄；内侧受压、 截面变宽，保证良好接触。 问题2：大小带轮轮槽角如何选择？
◊带轮型式： 实心式、腹板式、轮辐式
3、带传动张紧装置 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。 带两边拉力相等，为初拉力F0 常用张紧：定期装紧、自动张紧、张紧轮张紧
第1章
摩擦轮传动、带传动
1.1 概述
◊工作原理： 借助摩擦力传递运动和转矩 ◊传动装置：前者直接接触；后者中间构件皮带 ◊优点：结构简单 平稳、噪音低 过载-安全作用（滑动） 无级变速 ◊缺点：传动精度低、无恒定速度比 传动转矩小 效率低
1.2 摩擦轮传动
一、原理：利用主动轮、从动轮接触处摩擦力 传递运动、转矩 二、工作条件：两轮接触面间的摩擦力应大于 或等于带动从动轮回转所需的工作圆周力
3、分类： （1）按带截面 ◊平带--结构简单、中心距离大
◊V带--摩擦力大 ◊圆带—低速、小功率（家电） ◊多楔带—大功率、结构紧凑
◊同步带--啮合运动、传动比恒定
（2）按传动原理 ◊摩擦传动型（普通带）
◊啮合传动型（同步带、孔齿带）
◊拖动带传动
二、带传动设计基础 1.V带 结构：强力层、填充物、外包层 型号：普通V带、 窄V带、 宽V带 普通 V带的型号按横截面从小到大分为7类
1.3 带传动
一、工作原理及应用： 1、工作原理： 利用中间挠性构件、借助传动带与带轮的 摩擦力或啮合来传递运动和动力。
2、特点： （1）优点： ◊传动平稳、噪声小 ◊中心距大的传动 ◊缓和载荷冲击 ◊过载保护-打滑、防零件损坏 ◊制造安装简单（啮合除外） （2）缺点： ◊传动比不恒定、传动精度低 ◊效率低-弹性滑动、打滑 ◊带寿命低
◊ 弹性滑动的影响：速度损失，传动精度和效率低， 摩擦轮传动的实际传动比为
n1 r2 i12 n2 r1 1
v1 v 2 100% v1
—摩擦轮传动的弹性滑动率（即速度损失率）
传动轮速度低于主动轮速度

◊（2）传动中的打滑：摩擦力矩小于阻力矩， 主动轮不能带动传动轮，两轮面接触处在传 动中会出现相对滑移现象。 ◊（3）影响及消除： 从动轮速度低于主动轮速度，选较大的弹 性模量，不能消除。 产生打滑，致使从动轮的轮面遭受局部磨 损而影响传动质量 ，应避免。