机械基础机电类6-7章电子教案

第6章带传动和链传动第一讲：6.1 带传动的类型、特点及应用课题： 6.1.1 带传动的类型和应用6.1.2 带传动的特点教学目标：1. 掌握带传动的类型、应用2. 掌握带传动工作原理及V带标准、理解初拉力、工作拉力等概念教学重点：带传动工作原理教学重点：带传动工作原理教学方法：利用动画演示、实物图片展示带传动的应用场合教学内容：6.1 带传动的类型、特点及应用组成：带传动是由主动轮1、从动轮2及传动带3组成。

带是挠性件，张紧在两轮上，通过它将主动轮1的运动和动力传递给从动轮2。

图6-1 带传动6.1.1 带传动的类型和应用分类：摩擦带传动：靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动的。

图6-1（a）。

啮合带传动：靠带内侧的凸齿与带轮外缘上的齿槽直接啮合实现传动的，图6-1（b）摩擦带传动按传动带的截面形状可分为:1.平带传动图6-2（a），截面形状为矩形，其工作面为内表面。

常用的平带为橡胶帆布带。

平带传动多用于高速和中心距较大的场合。

2.V带传动截面形状为等腰梯形，其工作面为两侧面，图6-2（b）。

V带与平带相比，当量摩擦系数大，能传递较大的功率，且结构紧凑，在机械传动中应用最广。

图6-2 摩擦带传动的类型3.多楔带传动图6-2（c），它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。

多楔带能传递的功率更大，且能避免多根V带长度不等而产生的传力不均的缺点。

故适用于传递功率较大且要求结构紧凑的场合。

4.圆带传动横截面为圆形，图6-2（d）。

常用于小功率传动，如仪表、缝纫机、牙科医疗器械等。

6.1.2 带传动的特点（1）弹性带可缓冲吸振，故传动平稳，噪声小。

（2）过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。

（3）带传动的中心距较大，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉。

（4）由于带与带轮之间存在弹性滑动，导致速度损失，传动比不稳定，且传动效率较低。

（5）带为非金属元件，故不宜用在酸、碱等恶劣工作环境下。

第二讲：6.2 带传动的受力分析和应力分析6.3 带传动的弹性滑动和传动比课题： 6.2.1 带传动的受力分析6.2.2 带传动的应力分析6.3 带传动的弹性滑动和传动比教学目标：1. 掌握带传动的运动及受力分析2. 掌握带传动的应力分析和弹性滑动。

教学重点：带传动的运动、受力分析及应力分析教学难点：带传动的应力分析教学方法：利用动画演示弹性滑动、应力分布，实物图片展示带传动的应用场合教学内容：6.2.1 带传动的受力分析1.各力名称：F0 ：称为初拉力F1 ：称为紧边拉力F2 ：称为松边拉力图6-3 带传动的受力分析2.计算公式：初拉力F0 =1/2（F1 +F 2 ）（6-1）有效圆周力F=F 1 -F 2 （6-2）带传动所传递的功率为P=Fv/1000 （6-3）欧拉公式 F 1/ F 2 =e fα（忽略离心力）（6-4）F=2F0 /e fα -1/ e fα+1 （6-5）3．打滑：当带传动的功率增加时，有效圆周力F也相应地增大。

对于一定的初拉力F0 来说，当传递的有效圆周力F超过摩擦力时，带就开始在带轮上全面滑动。

4．影响带所传递的圆周力F的因素有:（1）初拉力F 0 ：F与F 0 成正比，初拉力F 0 越大，F就越大。

但F 0 过大会加剧带的磨损，致使带过快松弛，缩短其工作寿命。

（2）摩擦系数f ：f越大，摩擦力也越大，F就越大。

V带因用当量摩擦系数f v 取代平带的摩擦系数f（f v >f），所以V带传递能力远高于平带。

（3）包角α：F随α的增大而增大。

由于大带轮的包角α2 大于小带轮的包角α1 ，故打滑首先发生在小带轮上。

一般要求1 ≥120°。

5．带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为Fmax =F1（1-1/e fα）（6-6）6.2.2 带传动的应力分析1.由紧边拉力和松边拉力产生的工作拉应力紧边拉应力ζ1 =F 1 /A松边拉应力ζ2 =F2/ A2.由离心力FC 产生的离心拉应力σCζ C =F C/A=qv 2 /A3.由带弯曲变形产生的弯曲应力σbζ b =E h d/ d4．当带由紧边绕入小带轮时所受的应力达到最大值ζ max =ζ1 +ζ C +ζ b1图6-4 带工作时的应力分布情况5．带的疲劳强度条件ζmax =ζ1 +ζC +ζb1 ≤［ζ］（6-7）6.3 带传动的弹性滑动和传动比1.弹性滑动：由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动，是带传动固有的物理现象。

2．带的弹性滑动率εε=v 1 -v 2/ v 1 =d1 n1 -d2 n 2/ d 1 n 13．带传动的传动比i=n 1/ n 2 = d 2 / d 1 （1-ε）（6-8）4．从动轮的转速为n 2 =n 1 d 1 （1-ε）/ d 2 （6-9）第三讲：6.4 V带与V带轮课题： 6.4.1 普通V带的结构和尺寸标准6.4.2 普通V带轮的结构教学目标：1.了解普通V带的结构2. 掌握普通V带的尺寸标准及有关定义教学重点：普通V带的结构教学难点：普通V带的标记教学内容： 6.4.1 普通V带的结构和尺寸标准1．普通V带的结构标准普通V带的横截面结构图6-5，由抗拉体2、顶胶1、底胶3以及包布层4组成。

抗拉体是承受载荷的主体，有图6-5（a）的线绳结构和图6-5（b）的帘布结构两种。

帘布结构抗拉强度高，线绳结构柔韧性好，抗弯曲强度高。

顶胶、底胶的材料为橡胶，包布层材料为橡胶帆布。

图6-5 普通V带的横截面结构2．普通V型号：普通V带的截面尺寸按由小至大的顺序分为Y、Z、A、B、C、D、E等七种型号。

3．相关概念：（1）节面、节宽：V带产生弯曲变形。

外层被拉长，内层被压短，两层之间存在一层既不伸长又不缩短的中性层，称为节面。

节面的宽度称为节宽。

（2）基准直径：V带装在带轮上，和节宽相对应的带轮直径称为基准直径。

（3）基准长度：V带在规定的张紧力下，带与带轮基准直径相配处的周线长度称为基准长度。

（4）普通V带的标记：由带型、基准长度和标准号组成。

例如，B型普通V带，基准长度为1400mm，其标记为B—1400GB11544—19896.4.2 普通V带轮的结构1.V带轮的设计要求（1）对铸件的要求①截面尺寸均匀，遇有不均匀的情况，宜采用斜度、圆角来过渡②壁厚适当以保证铁水充满铸型③分型面两侧要有拔模斜度，转角处要有圆角，以免起模时损坏铸型（2）对锻件的要求形状简单、体积较小，截面变化要尽量缓慢过渡，棱角和转角处都要有足够大的圆角。

2.带轮的材料普通V带轮最常用的材料是灰铸铁当带的速度v≤25m.s时，可用HT150当带速v=25～30m.s时，可用HT200当v>35m.s时，可用铸钢制造传递功率较小时，可用铸铝或工程塑料。

3.带轮的结构V带轮是由具有轮槽的轮缘（带轮的外缘部分）、轮辐（轮缘与轮毂相连的部分）和轮毂（带轮与轴相配的部分）三部分组成。

（1）实心带轮（S型）：图6-6（a）（2）腹板带轮（P型）：如6-6（b）（3）孔板带轮（H型）：图6-6（c）（4）椭圆轮辐带轮（E型）图6-6（d）图6-6 V带轮的典型结构第四讲：6.5 V带传动的失效形式及设计计算课题： 6.5.1 带传动的失效形式和设计准则6.5.2 单根V带传递的功率教学目标：1.掌握V带传动的设计，了解带传动的张紧、安装与维护2.掌握普通V带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响教学重点：V带传动的设计教学难点：V带传动的设计教学方法：利用动画演示带传动的张紧教学内容： 6.5.1 带传动的失效形式和设计准则由带传动的工作情况分析可知，带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳损坏。

因此，带传动的设计准则为在保证带传动不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。

6.5.2 单根V带传递的功率是在载荷平稳、特定带长、传动比i=1、包角α1 =180°的条件下，由试验得到的单根V带的基本额定功率P［P 0 ］=（P 0 +ΔP 0 ）Kα K L （6-10）6.5.3 V带传动设计计算设计步骤：1.确定计算功率P CP C =K A P （6-11）2.选择V带的型号根据计算功率和主动轮转速，由图6-7选择V带型号。

图6-7 普通V带的选型图3.确定两带轮的基准直径dd1 、dd2设计时应使 d d1 ≥d dmin忽略弹性滑动的影响 d d2 =d d1 n1 /n24.验算带速vv=πd1 n1/ 60×1000 （6-12）5.确定中心距a和带的基准长度L d（1）先按下式初步确定中心距a 00.7（d d1 +d d2 ）≤a 0≤2（d d1 +d d2 ）（6-13）（2）带的基准长度L 0 =2a0 +π/2（d d1 +d d2）+（d d2 -d d1）2 4a0（6-14）（3）实际中心距aa≈a 0 +L d -L 0/2 （6-15）6.验算小带轮包角α1α1 =180°-d d2 -d d1/ a ×57.3°（6-16）7.计算V带根数zz≥P C/ ［P 0 ］= P C/（P 0 +ΔP0 ）Kα K L （6-17）8.计算单根V带的初拉力F 0F 0 =500P C /zv（2.5/Kα-1）+qv 2（6-18）9.计算作用在轴上的压力F QF Q =2zF 0 sinα 1/ 2 （6-19）10.带轮结构设计设计完成后，需要绘制带轮零件工作图。

第五讲：6.6 带传动的张紧、安装与维护课题： 6.6.1 带传动的张紧与调整6.6.2 带传动的安装与维护教学目标：1. 掌握带传动的张紧方法2. 带传动的安装与维护教学重点：带传动的张紧方法教学难点：带传动的安装与维护教学方法：利用动画演示带传动的张紧教学内容： 6.6 同步带传动简介6.6.1 同步带传动的特点及应用定义：同步带传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力（见图6-9），故带与带轮间无相对滑动，能保证准确的传动比。

特点：同步带传动时的线速度可达50 m/s，传动比可达10，效率可达98 %。

传动噪音比带传动、链传动和齿轮传动小，耐磨性好，不需油润滑，寿命比摩擦带长。

其主要缺点是制造、安装精度要求较高，成本较高。

应用：同步带广泛应用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如家用电器、计算机、仪器及机床、内燃机、化工、石油等机械中。

图6-9 同步带与同步带传动6.6.2 同步带的尺寸规格同步带型号分为最轻型MXL、超轻型XXL、特轻型XL、轻型L、重型H、特重型XH、超重型XXH七种。

规定张紧力下，相邻两齿中心线的直线距离称为节距，以p表示。

节距是同步带传动最基本的参数。

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称为节线，节线长以L p表示。