机械设计-带传动

一、设计准则和单根V带所能传递的功率
主要失效形式： 打滑、疲劳破坏 设计准则： 保证带传动不打滑的条件下，
具有一定的疲劳强度和寿命。
由：
Fe m ax

F1 (1
1 e fv
)

1 A(1
1 e fv
)
max c 1 b1 [ ]
单根V带所能传递功率
P0
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退结 出 束
本章目录
§1. 带传动概述 §2. 带传动工作情况分析 §3. V带传动的设计计算 §4. V带轮设计 §5. V带传动的张紧装置
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教学要求
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§1. 带传动概述
一、带传动的工作原理及特点
特点： 1、结构简单、
带
z
Pca
10
(P0 P0 )K K L
的 根
K——包角系数。
考虑包角不同对带传动能力的影响。
数 的 确
KL——长度系数。
考虑带的长度不同对带传动能力的影响。
定
P0——单根V带的基本额定功率。
P0——单根V带额定功率的增量。
考虑实际传动比大于1时，由于带在从 动轮上弯曲应力的减小使其传动能力的提高。
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结构：
顶胶、抗拉体、 底胶、包布。
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型号：
Y、Z、A、B、C、D、E
参数…
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应用…
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普通V带的参数
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节面——当V带受弯曲时，
长度不变的中性层。
节宽——节面的宽度bp。 相对高度——V带高度h与
节宽bp之比。约为0.7
带轮基准直径——V带轮上与所配V带节宽bp
§5. V带传动的张紧及维护
三、卸荷装置
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讨论题
1、右图所示三个带传动方案，其中： aa=ab, D1a<D1b, D2a=D2b, ab<ac, , D1b=D1c, D2b=D2c,
试分析哪个方案传动能力最强？
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讨论题
2、分析下图所示带传动张紧轮合理的布置方案。
都等于F0。
带绕上主动轮的一边被拉紧，
该边拉力——紧边拉力F1；带绕上从
动力的一边被放松，该边拉力——松
边拉力F2。
F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0
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§2. 带传动工作情况分析
一、带传动中的力分析
之二
F2
带与带轮间的总摩擦力Ff
F1
F1

F0

Fe 2
F2

F0

Fe 2
Ff
D1 2

F1
D1 2

F2
D1 2
0
得：Ff =F1-F2
带传动的有效拉力Fe Fe=Ff =F1-F2
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§2. 带传动工作情况分析
θ
一、带传动中的力分析
之三
dN F sin d (F dF) sin d
2
2
F dN fdN
dN Fd
F2
作 （包括外圆径向跳动、键槽侧面对称度等）
图 5.对所有加工表面提出表面精度要求；
（键各槽面工R作a数面值及：轴轮孔槽端工面作6.面3；1.其6;余轴1孔2.表5）面3.2、
6.带轮技术要求（当v＞5m/s时进行静平衡，当 v＞25m/s时进行动平衡）、标题栏、边框
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V带轮圆跳动要求（摘自GB/T13575.1—1992）（mm）
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§2. 带传动工作情况分析
二、带的应力分析
1、离心应力

c

qv2 A
2、拉应力 3、弯曲应力 最大应力
1

F1 A
2

F2 A
b1

E
h D1
b2

E
h D2
max c 1 b1
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§2. 带传动工作情况分析
三、带传动的弹性滑动和打滑
。
a. v1=v2=v
b.v1＞v＞v2
6、带传动工作时产生弹性滑动是因为
c.v1＜v＜v2
。
a.带的预紧力不够 c.带绕过带轮时有离心力
b.紧边和松边拉力不等 d.带和带轮间摩擦力不够
7、若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在
。
a.进入主动轮 b.进入从动轮 c.退出主动轮 d.退出从动轮
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四 、
基准直径da
≥20～100
径向圆跳动或斜向圆跳动t
0.2
带
≥106～160
0.3
轮
≥170～250
0.4
工 作
≥265～400
0.5
图
≥425～630
0.6
≥670～1000
0.8
≥1060～1600
1.0
≥1800～2500
1.2
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§4. V带轮设计
四 、 带 轮 工 作 图
带绕入主 动轮时，带中
所受拉力由F1 逐渐降低到F2，
带的弹性变形 随之逐渐减小， 因而沿带轮的 运动逐渐低于 主动轮的圆周 速度。
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§2. 带传动工作情况分析
三、带传动的弹性滑动和打滑
带绕入从 动轮时，带中
所受拉力由F2 逐渐增大到F1，
带的弹性变形 随之逐渐增大， 因而沿带轮的 运动逐渐高于 从动轮的圆周 速度。
心 距 及 带
初算带长L’d
L'd

2a0


2
(D2

D1)

(D2 D1)2 4a0
查标准选取与L’d相近的基准带长Ld
长 的
重算实际中心距a
a

a0

Ld
L'd 2
确
验算主动轮上的包角1
定
1

1800

D2
a
D1

600
1200
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§3. V带传动的设计计算
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§5. V带传动的张紧及维护
一、安装
1、两轮轴线应平行，轮槽应对正。 2、带在轮槽中位置正确。
3、安装时，带不能硬撬。 4、新旧带不得混用。
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§5. V带传动的张紧及维护
二、张紧 定 期 张 紧
自 动 张 紧
加 张 紧 轮
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([ ] c
b1)(1
1000
1 e fv
)Av
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§3. V带传动的设计计算
一、设计准则和单根V带所能传递的功率
特
包角=180；
定
实
i=D2/D1=1;
验
条
特定带长；
件
工作条件平稳；
基本额定功率P0
——在特定实验条件下单根V带所能传递的功率。
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多楔带及多楔带轮
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同步带及同步带轮
应用…
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§2. 带传动工作情况分析
一、带传动中的力分析
之一
不
F0
工
作1 时
F0
工
F2
作
时 n1
F1
F0
2
F0 F2
n2
F1
带必须以一定的拉力张紧在带轮 上，此时，传动带两边的拉力相等，
验算带速v
v D1n1
601000
m/s
直
5 m/s < v < 25~30m/s
径 的
计算从动轮基准直径D2 D2=iD1
确 定
* D1、D2均应符合带轮基准直径系列
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§3. V带传动的设计计算
中
初定中心距a0 0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)
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§4. V带轮设计
三、带轮轮槽尺寸
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§4. V带轮设计
1.表达清楚带轮所有结构形状；
四 、
2.标注带轮全部几何尺寸；（包括轮槽、键槽） 3.对重要的几何尺寸提出公差要求；
带 轮
工
（包括带轮孔径H7、外圆直径h7、槽间距、槽 角、键槽深、键槽宽等） 4.对重要的表面提出形位公差要求；
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§2. 带传动工作情况分析
三、带传动的弹性滑动和打滑
由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的滑
弹 动——弹性滑动。这是带传动正常工作时不可避
性 免的现象。
滑
弹性滑动将使从动轮的圆周速度v2低于主动
动
轮的圆周速度v1，其降低量——带传动的滑动率。
v1 v2 100%
计
Pca=KAP
P——传递的额定功率。 KA——工作情况系数。
算
功
率
的
确
定
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§3. V带传动的设计计算
根据计算功率Pca及小带轮转速n1由下图选定带型
带 截 型 的 选 择
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§3. V带传动的设计计算
带
初选小带轮基准直径D1；
轮 基 准
滑动——打滑。
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课堂小结
1、带传动的工作原理及特点；
2、V带传动：
V 带的型号、参数、V带轮的参数；
3、带传动受力分析：
最大有效拉力及其影响因素；
4、带传动应力分析：
影响带中应力的因素；
5、弹性滑动与打滑：
概念、原因、产生的影响
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§3. V带传动的设计计算
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§3. V带传动的设计计算
带 的
计算带的预紧力F0
预 紧 力
F0

500
Pca zv
2.5 ( K
1)

qv2
及
压
轴 计算带传动作用在轴上的力Q
力 的 确
Q

2zF0
cos
2

2zF0
cos(
2
1 )
2

2zF0
sin 1
2
定
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讨论题
8、同一V带传动中，若主动轮转速不变，用于减速
（小轮主动）时比用于增速（大轮主动）时所传递
功率
。
a. 大
b.相等
c.小
9、在下列提高带传动功率的措施中， 不合适。
a. 适当增大预紧力 b.增大轴间距 c.增加带轮表面粗糙度
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§4. V带轮设计
一、带轮结构型式
实
腹
孔
心
板
板
式
式
式
D≤（2.5~3)d
D≤300 mm
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D1-d1≥100 mm
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§4. V带轮设计
一、带轮结构型式
轮 辐 式
D>300 mm
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§4. V带轮设计
二 、 带 轮 结 构 尺 寸
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讨论题
3、分析下图所示带传动合理的转动方向。
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讨论题
4、带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带传
递功率大的主要原因是
。
a. 强度高 b.没有接头 c.有楔形增压作用 d.尺寸小
5、带传动中，v1、v2分别为主动带轮和从动带轮的圆
周速度，v为带速，它们之间的关系为
相对应的带轮直径dd。
带的基准长度——V带在带轮上张紧后，位于
带轮基准直径上的周线长度Ld 。
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窄V带及窄V带轮
分目录
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平带及平带轮
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传动形式… 应用…
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返回原处 开 口 传 动
交
半
叉
交
传
叉
动
传
动
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造价低廉。
2、传动平稳， 清洁。
3、吸振缓冲、 过载保护。
4、传动比不准 确、寿命低。
单击…
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§1. 带传动概述
普通V带传动 窄V带传动
宽V带传动
二
、
带
传
单
单击…
动 的
击…
单击…
单击…
单击…
类 单击…
型
平带传动
继续…
多楔带传动
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同步带传动
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普通V带及V带轮
v1
v2 (1 )v1 D2n2 (1 )D1n1
i n1 D2
n2 D1(1 ) 1% ~ 2%
i n1 D2 n2 D1
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§2. 带传动工作情况分析
三、带传动的弹性滑动和打滑
当弹性滑 动区段扩大到整 个接触弧时，带 传动的有效拉力 即达到最大值， 此时若工作载荷 再进一步增大， 则带与带轮间将 发生显著的相对
退出
§3. V带传动的设计计算
1、确定计算功率Pca
二 、
2、选择带型 由n1和Pca 查图选取
带
3、确定带轮的基准直径D1和D2
传 动
4、确定中心距a和带长Ld
设
5、确定带的根数z
计 步
6、确定带的预紧力F0及压轴力Q
骤
7、设计带轮
继续…
8、设置张紧装置
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§3. V带传动的设计计算
一、带传动中的力分析
之四
带所能传递的最大有效拉力Femax
影
e f 1 11/ e f Femax 2F0 e f 1 2F0 11/ e f
响 最 大
预紧力F0： Femax与预紧力F0成正比。