a机械设计[1].带传动和链传动
山东理工大学《机械设计》部分试题--带传动和链传动
山东理工大学<机械设计>题库部分试题8第13章带传动和链传动一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。
A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。
A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。
A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。
A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。
A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。
A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。
A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。
A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。
A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。
A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。
A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。
A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。
A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。
A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。
A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。
A.小于40°B.等于40°C.大于40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。
A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。
A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。
【机械设计基础】第六章 带传动和链传动
第六章
带传动和链传动
带传动和链传动都是利用挠性元件（带和链）传递运动和动力 的机械传动，适于两轴中心距较大的场合。 第一节 带传动概述
带传动常用在传递中心距大 的场合，传递的功率<50kW,传动 比常用<5
机 械 一、带传动的组成及带的类型 设 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)； 计 固联于从动轴上的带轮3(从动轮)； 基 紧套在两轮上的传动带2。 础
5.适于两轴中心距较大的传动。
a.由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力；
b.带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑； c.带的寿命较短，传动效率较低，需要经常更换； d.不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。
第六章 带传动的应用
带传动和链传动
摩擦带传动适用于要求传动平稳、传动比要求不准确、中小功 率的远距离传动。
带传动和链传动
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过 载引起的全面滑动，是可以避免的。而弹性滑动是由于拉力 差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，所以 机 械 设 计 基 础 弹性滑动是不可以避免的。
第六章
四、Ｖ带传动的设计准则
带传动和链传动
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
第六章
带传动和链传动
工作情况分析(力分析)
在带即将打滑的状态下，F达到最大值。此时，根据挠性体摩擦
的欧拉公式，对于平带传动，忽略离心力的影响，F1与F2之间的关系
为：
F1 F2e
（6-5） （6-6）
e 1 2 F 2 F0 2 F0 (1 ) e 1 e 1
第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础第六章带传动和链传动机械设计基础vv带带轮的结构设计要求二vv带轮的材料和结构质量小且质量分布均匀
机械设计基础(零件)填空题(附答案)
《机械设计基础》填空部分复习题第九章1、机械零件由于某种原因，不能时，称为失效。
机械零件在的条件下，零件能安全工作的限度，称为工作能力。
2、若两个零件在受载前是接触或接触，受载后接触变形处为一小面积，在这小面积上产生的局部应力称为应力，如等零件工作时就有这种应力作用。
对高副接触的零件，在外载荷作用下，接触处将产生应力，从而将引起零件的破坏。
两零件高副接触时，其最大接触应力取决于，及度上的载荷。
两零件高副接触时，其接触应力随接触点，线处的曲率半径增大而；随材料的弹性模量减小而；随单位接触宽度载荷的增大而。
零件的表面硬度，接触表面的综合曲率半径，可以提高零件的接触疲劳强度。
2、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数N必于该材料的循环基数N0；由于，和等因素的影响，零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。
3、随时间变化的应力称为变应力，具有周期性变化的变应力称为循环变应力。
按照随时间变化的情况，应力可分为和。
变应力可归纳为变应力、变应力和变应力三种基本类型。
变应力的五个基本参数是σmax、σmin、σm、σa、r。
应力循环中的与之比，可用来表示变应力中应力变化的情况，通常称为变应力的循环特性r。
当r=+1表示为应力，r=0表示为应力，它的σmin=，σm=σa=；当r=-1表示为应力，它的σmax=σa；σm=；非对称循环变应力的r变化范围为和之间。
4、在变应力中，表示与力循环次数之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。
在变应力作用下，零件的主要失效形式是。
在静应力下，塑性材料的零件按不发生条件进行强度计算，故应取材料的作为极限应力；而脆性材料的零件按不发生的条件进行计算，故应取材料的作为极限应力。
变应力下，零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关，同时还应考虑系数、__系数和系数。
6、一非对称循环变应力，其σmax=100N/mm2，σmin=-50N/mm2，计算其应力幅σa= N/mm2，平均应力σm=___N/mm2，循环特性r= 。
《机械设计基础》第九章 带传动与链传动
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。由于张紧，静止时带已受到预拉力，在带与带轮的接触面间 产生压力。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。
机械设计基础第12章 带传动和链传动习题解答3
12-1三角带传动传递的功率P =7.5kW ，平均带速s m /10=ν，紧边拉力是松边拉力的两倍（即212F F =），求紧边拉力1F ，有效圆周力e F 及初拉力0F 。
[解]1000νF P e = N 750105.710001000=⨯==∴νP F e 21212F F F F F e =-=且 1500N750221=⨯==∴e F F 201e F F F += 1125N 27501500210=-=-=∴e F F F 12-2V 带传动的n 1=1450r/min ，带与带轮的当量摩擦系数f v =0.51，包角α1=1800，预紧力F 0=360N 。
试问:(1)该传动所能传递的最大有效拉力为多少?(2)若d d 1=100mm ，其传动的最大转矩是多少？(3)若传动的效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率是多少?[解]()N 4.4781111360211112151.01151.00=+-⨯⨯=+-=ππααe e e e F F v v f f ec ()mm N 92.232101004.4782d 2-3d1⋅=⨯⨯==ec F T ()kW45.395.0100060100010014.314504.4781000601000d 10003d11=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∙⨯⨯π=∙=ηn F ηνF P ec ec12-3某普通V带传动由电动机直接驱动,已知电动机转速n1=1450r/min,主动带轮基准直径d d1=160mm,从动带轮直径d d2=400mm,中心距a=1120mm,用两根B型V带传动,载荷平稳，两班制工作。
试求该传动可传递的最大功率。
12-4带传动主动轮转速n 1=1450r/min ，主动轮直径D 1=140mm ，从动轮直径D 2=400mm ，传动中心距a ≈1000mm ，传递功率P =10kW ，取工作载荷系数K A =1.2。
第06章 带传动和链传动
三.V带传动的设计步骤和方法：
已知数据： P、n1、n2(i12)、传动位置要求及工作条件 设计内容：1)带的型号(截面形状)、长度、根数； 2)传动中心距； 3)带轮结构设计； 4)张紧装置。
1.确定计算功率Pc： 工作情况系数，见表6－4 2.选V带型号： 根据Pc和n1由图6-8选取。 3.求小、大带轮基准直径d1、d2： 带的弯曲应力 b
MPa
3.弯曲应力： b
( y为带的中性层到最外层的垂直距离)
2 yE d
MPa
max
min
c
d
a
b
c
由带的应力分布图可得如下结论： • 带在变应力作用下工作，疲劳破坏必然是其失效形式之一。 • 最大应力发生在紧边与小带轮接触处，其值为：
max 1 b1 c
第6章 带传动和链传动
重点：
1)带传动的受力分析、弹性滑动与打滑现象和带传动的 失效形式、设计准则； 2)提高带传动承载能力的措施； 3)平带传动和V带传动的特点； 4)“多边形效应”所引起的链传动运动不均匀性及其改善措施。
难点：
带、链传动的受力分析及应力分析； 带传动的弹性滑动与打滑的区别； 链传动的“多边形效应”。
递更大功率。
二. 单根普通V带的许用功率 1.失效形式 (1).打滑； (2).疲劳损坏(脱层、撕裂或拉断)。
2.设计依据(准则)：保证带不打滑及具有一定的疲劳寿命。
3.Ｖ带设计的内容：选择带的型号 确定带的根数 确定带轮结构及张紧装置等 4.单根V带的许用功率： 以[σ]表示根据疲劳寿命要求确定的单根带的许用应力， 则带的疲劳强度条件为： b1， b2 ) max 1 b c [ ] ( b max 而在不打滑情况下，单根V带能传递的最大功率为： Fmaxv 1 v 1 v A ( 1 ) F ( 1 ) P0 1 1 e f 1000 ef 1000 1000 则满足设计准则时，单根V带能传递的功率为： 1 Av P0 ([ ] b c )(1 f ) kW e 1000
机械设计基础-带传动和链传动
，否则应适当增大中心距或减小传动比，
7.确定V带根数Z
带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一
般应满足z<10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直
径后重新设计。
9.4 V带传动的设计
9.单根V带的初拉力F0
由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新 带时的初拉力应为计算值的1.5倍 9. 带传动作用在带轮轴上的压力FQ
点击小图看大图
9.4 V带传动的设计
3.确定带轮基准直径 带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大大，
使带的寿命降低。
设计时应取小带轮的基准直径dd1≥ddmin，ddmin 的值查表
忽略弹性滑动的影响，dd2=dd1•n1/n2，dd1、dd2宜取标准值
9.4 V带传动的设计
4.验算带速
9.2.2 普通V带轮的结构
9.3 带传动的工作能力分析
9.3.1 带传动的受力分析 带必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。
带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力F。以 传动动力和运动。
在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间F摩 擦力综合的极限值否则带传动会发生打滑，导致传动失效。
9.3 带传动的工作能力分析
由离心力产生的离心拉应力sC
由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力sb
三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带 易产生疲劳破坏。
9.3 带传动的工作能力分析
皮带中的应力最大值为：
smax=s1+sc+sb1
为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力smax 小于等于带材料的许用应力[s]。即
链传动的平均传动比为：
9.8 链传动的运动特性
工程实践中常见的传动方式
工程实践中常见的传动方式传动方式是指将动力从一个部件传递到另一个部件的方式。
在工程实践中，有许多常见的传动方式被广泛应用于各种机械设备中。
本文将介绍几种常见的传动方式，包括链传动、带传动、齿轮传动和液力传动。
一、链传动链传动是一种通过链条将动力传递的传动方式。
链传动具有结构简单、传动效率高、承载能力强的特点，广泛应用于各种机械设备中。
链传动的链条由一系列相互连接的链节组成，链节通过链轮传递动力。
链传动常见的应用包括自行车、摩托车、拖拉机等。
二、带传动带传动是一种通过传动带将动力传递的传动方式。
传动带由橡胶、尼龙等材料制成，具有良好的弹性和耐磨性。
带传动具有结构简单、传动平稳、噪音小的特点，广泛应用于各种机械设备中。
带传动常见的应用包括汽车发动机的正时带、工业机械的传动带等。
三、齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮将动力传递的传动方式。
齿轮传动具有传动效率高、承载能力强的特点，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动的齿轮由一系列相互啮合的齿轮组成，通过齿轮的转动传递动力。
齿轮传动常见的应用包括汽车变速器、工业机械的传动装置等。
四、液力传动液力传动是一种通过液体介质将动力传递的传动方式。
液力传动具有传动平稳、无级调速的特点，广泛应用于各种工程设备中。
液力传动的原理是利用液体在密闭容器中传递压力来传递动力。
液力传动常见的应用包括自动变速器、液压系统等。
总结：本文介绍了工程实践中常见的传动方式，包括链传动、带传动、齿轮传动和液力传动。
这些传动方式在各种机械设备中得到了广泛应用，具有各自的特点和优势。
工程师在设计和选择传动方式时，应根据具体需求和要求，合理选择最适合的传动方式，以保证设备的正常运行和性能的发挥。
通过合理应用传动方式，可以提高设备的效率、可靠性和使用寿命，为工程实践的发展做出贡献。
机械设计基础链传动
二、链传动的特点
与带传动相比，链传动主要有以下优点： （1）链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的 平均传动比；效率较高； （2）结构紧凑，需要的张紧力小，作用在轴上的 压力较小，可减少轴承的摩擦损失； （3）结构简单，加工成本低； （4）对工作条件要求较低，能在高温、多尘、油 污等恶劣的环境中工作。 与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度较低，中 心距较大时其传动结构简单。
2.滚子和套筒的冲击破坏
链传动在反复启动、制动或反转时产生巨大的惯性冲 击，会使滚子和套筒发生冲击疲劳破坏。
3.链条铰链磨损
链的各元件在工作过程中都会有不同程度的磨损，但 主要磨损发生在铰链的销轴与套筒的承压面上。磨损 使链条的节距增大，容易产生跳齿和脱链。一般开式 传动时极易产生磨损，减低链条寿命。
滚子链的基本参数包括节距p，滚子外径dr和排 距pt。链节距p是指链条上相邻两销轴中心的距 离，国际上链节距均采用英制单位，我国标准 中规定链节距采用米制单位。对应不同的链号 ，链节距p的计算公式为
p=链号数×25.4/16（mm）
p
Pt为排距
滚子链的规格用链号来表示，不同的链节距有 不同的链号。滚子链的标记方法为
链轮主要尺寸计算公式为：
d
分度圆直径
c ba
r2
P a
180˚ Z
p
链轮主要尺寸计算公式为： 齿顶圆直径
齿根圆直径
2.链轮的齿形 链轮齿形的要求是应能平稳而自由地进入和退出啮合，受力 良好，不易脱链，便于加工制造。 国家标准GB/T1243-1997规定滚子链链轮端面齿形有两种形 式：二圆弧齿形（左）和三圆弧一直线齿形（右，常用）。
链传动的缺点： 链传动不能保持恒定的瞬时传动比，只能用于平行 轴之间的同向传动，不宜用于载荷变化大或急速反 转的场合。由于链节是刚性的，传动中有一定的动 载荷和冲击，传动平稳性差，工作有噪声，适用于 低速传动。 链传动的应用： 链传动主要用于两轴相距较远、工作条件恶劣、不 宜采用带传动和齿轮传动的场合，要求平均传动比 准确但不要求瞬时传动比准确的场合。广泛应用于 农业、矿山、冶金、运输机械中。在船舶机械中， 用于主动凸轮轴的传动机构及喷油和排气阀定时的 传动机构等。
带传动和链传动
齿形带
（6）齿孔带：
3）按用途分：
（1）传动带 传递动力用
（2）输送带 输送物品用。
传动带
输送带
3.带传动的主要传动形式
1）按照传动比分类
定传动比、有级变速、无级变速。
2）根据传动的布置情况
a、开口传动 在这种传动中，两轴平行且都向同一方向回转。它是应用最 广泛的一种带传动形式。
b、交叉传动（图a） 交叉传动用来改变两平行轴的回转方向。由于带在交叉处互相 摩擦，使带很快地磨损，因此采用这种传动时，应选用较大的中心 距（amin≥ 20b，b为带宽度）和较低的带速（vmax ≤15m/s) 。
五、设计准则和单根V带的额定功率
失效形式：打滑和疲劳断裂（如脱层、撕裂或拉断）。 设计准则：在保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳 强度和寿命。 单根带的许用功率P0
Fmax v 1 v F1 (1 f v ) 1000 1000 e 1 v 1 A(1 f v ) 1000 e 1 Av P0 ([ ] c b1 )(1 f v ) 1000 e P0
带的标记： 普通V带和窄V带的标记都是由带型、带长和标准 号组成。 例如： A型、基准长度为1400㎜的普通V带，其标 记为： A-1400 GB11544-89。
又如： SPA型、基准长度为1250㎜的窄V带，其标 记为： SPA－1250 GB12730－91。
带的标记通常压印在带的外表面上，以便 选用识别。
=0.01～0.02
n1 d2 i (1 ) n2 d1
因带传动的滑动率ε=0.01-0.02,其值不大，可不予考虑。
n1 d 2 i理 n2 d1
打滑：过载引起带与带轮间显著的相对滑动； 应该避免。
带传动与链传动
2.19 5(4.71)
2.81 4(3.82)
3.63 3(2.97)
讨论：
由上述结果可知，在合理的带速范围内，V
带的传递功率随带速增加而提高。为了充分发
挥带的传动能力，在传动尺寸允许的条件下，
可以选用较大直径的带轮。同时，这样做还可 以减少V带根数，使传动的轴向尺寸减小。在 本例中，若对传动尺寸的大小没有限制，则取 小带轮直径dd1=160mm。
1. 组成
① 具有特殊齿廓的主动链轮； ② 从动链轮； ③ 一闭合链条（传动链）。
2.工作原理
链传动以链条作中间挠性件， 依靠链节与链轮轮齿连续不断 地啮合来传递两平行轴间的运 动和动力。
3.特点
中心距范围大（amax=8m）； 传动效率较高，可达0.98 平均传动比固定，瞬时传动比周期变化的； 张紧力小，对轴压力小，F∑＝（1.2～1.3）F（有 效圆周力）； ⑤ 结构较带传动紧凑，耐高温，油污； ⑥ 传动稳定性差，无过载保护作用，制造成本、安装 精度高。
一、带传动的张紧 1.调整中心距 1 2.张紧轮装置 二、带传动的维护与安装 1.型号与长度。型号与带轮轮槽尺寸相符，新旧V 带不可同时使用。 2
2.两带轮轴线平行。对应轮槽的中心线重合。
3.按规定的张紧力张紧. 4.多根V带采用配组带。 5.应加防护罩。 6.工作温度 。 7.拆装。
§8-2 带传动工作情况分析 一、带传动的受力与打滑
讨论：
由计算结果可知，本例选B型或C型带均能满
足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用B型
带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可
选用C型带。由此可知，带传动设计时，有时要
选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径dd
进行计算，以从中选取较满意的结果。
机械设计习题四 带传动和链传动
作业四（带传动、链传动）一、选择题1．带传动在工作时会产生弹性滑动，这是由于 。
A. 带不是绝对绕性体B. 带的紧边与松边拉力不等C. 带绕过带轮时产生离心力D. 带与轮之间摩擦系数偏低2. 帘布芯结构的V 带传动和绳芯结构相比，其优点是 。
A. 抗弯强度高，可用于较小的带轮上B. 耐磨损、寿命长C. 抗拉强度高、传递载荷大D. 价格便宜3. 平带. V 带传动传递运动和动力主要是依靠 。
A. 带的紧边拉力B. 带的预紧力C. 带和带轮接触面间的摩擦力D. 带的松边拉力4. 带传动若开始产生打滑现象，是 。
A. 沿小带轮上先发生B. 沿大带轮上先发生C. 两轮同时发生D. 可能先出现在大带轮，也可能先出现在小带轮上5. 在一般传递动力的机械中，主要采用 。
A. V 带B. 同步带C. 平带D. 多楔带6. 型号一定的V 带，其带截面楔角随小带轮直径的增加而 。
A. 减小B. 增加C. 无影响7. 带传动正常工作时不能保证正确的传动比是因为 。
A. 带的材料不符合胡克定律B. 带容易变形和磨损C. 带在带轮上打滑D. 带的弹性滑动8. 减速带传动中，v 1、v 2分别为主、从动轮的圆周速度、v 为带速，三者间的关系是 。
A. 12v v v ==B. 12v v v >>C. 12v v v <<D. 12v v v =>9. 用 提高带传动传递的功率是不合适的。
A. 增加带轮表面粗糙度B. 适当增加预紧力C. 增大中心距D. 增大小带轮基准直径10. 带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮上的包角 。
A. 减小B. 增加C. 不变D. 可能增加、也可能减小11. 同一V 带传动，主动轮转速不变，用于减速(小带轮主动)比用于增速(大带轮主动)所能传递的功率 。
A. 大B. 相等C. 小D. 不能确定12. 设计中限制小带轮的直径不宜过小的目的是 。
机械设计基础第7章 带传动与链传动
20
7.3.3 单根V带的额定功率 在载荷平稳、特定带长、传动比为1、包角为180° 的条件下，单根普通V带的基本额定功率P0见表7.3.3。 当实际使用条件与特定条件不同时，须加以修正，从而 得出许用的单根普通V带的额定功率 [P0]，即
21
22
23
24
7.3.4 V带传动的设计步骤和参数选择 （1）V带传动的参数选择 在V带传动设计中，通常已知条件为：传动的用途， 载荷性质，需传递的功率，主、从动轮转速或传动比， 对外廓尺寸要求等。 （2）V带传动的设计计算方法
第7章 带传动与链传动
7.1 带传动的主要类型、特点和应用
带传动是一种常用的机械传动装置，通常是由主动 轮1、从动轮2和张紧在两轮上的挠性环形带3所组成， 如图7.1.1所示。安装时，带被张紧在带轮上，当主动轮 1转动时，依靠带与带轮接触面间的摩擦力或啮合驱动 从动轮2一起回转，从而传递一定的运动和动力。
25
26
图7.3.2 普通V带选型图
27
28
29
图7.3.3 作用在轴上的力
30
31
7.4 V带轮的材料和结构设计
7.4.1 V带轮的材料 V带轮常用铸铁制造（HT150或HT200），允许最 大圆周速度v≤25 m/s。当转速高或直径大时，应采用铸 钢或钢板焊接成的带轮；在小功率带传动中，也可采用 铸铝或塑料带轮。
13
滑动率ε的值与弹性变形的大小有关，即与带的材料 和受力大小有关，不是准确的恒定值，因此，摩擦传动 即使在正常使用条件下，也不能获得准确的传动比。通 常，带传动的滑动率为ε=0.01~0.02，在一般传动计算 中，可不予以考虑。
14
图7.2.3 带传动的相对滑动
15
机械设计基础带传动第4章
（3）节宽bp 节面宽度称为节宽bp。 （4）基准直径d
在V带轮上与所配用V带的节宽bp相对 应的带轮直径称为基准直径d。
（5）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
周线长度称为基准长度Ld 。
15
普通V带已标准化，其周线长度Ld为 带的基准长度。普通V带的基准长度系列 见教材表4-2。
一、应力分布 1. 拉应力 2. 弯曲应力 3. 离心应力
紧边:1 F1 / A; 松边 : 2 F2 / A
e
b
E
h/D
b2
max 2
1
c 1
b1
b
最大应力位于 紧边进入小带轮的 接触点处
max c 1 b1
d
从动
主动
c
C a
FC
/
A
楔角φ
40°
每米质量q（kg/m） 0.04 0.06 0.10 0.17 0.30 0.60 0.87
4.2.2 V带轮
设计要求：质量小且分布均匀，结构工艺性好，安 装对中性好，内应力小，动平衡好，轮槽工作面质 量好。
V带轮的材料
带传动一般安装在传动系统的高速级，带轮的转速较高，故 要求带轮要有足够的强度。
2
挠性传动是一种常见的机械传动，通常由两个或多
个传动轮和中间环形挠性件组成，通过挠性件在传动轮之 间传递运动和动力。根据挠性件的类型，挠性传动主要有 带传动、链传动和绳传动，其传动轮分别为带轮、链轮和 绳轮，挠性件分别为传递带、传递链和传动绳；按工作原 理来分，挠性传动又分为摩擦型传动和啮合型传动。
坏。 • 能适应两轴中心距较大的场合。 • 结构简单，制造容易、维护方便，成本低。
机械设计答案(1)
1.传动带的分类，带传动的设计准那么、运动分析、应力分析、弹性滑动现象。
分类：按工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动。
摩擦型带传动，按传动带的横截面积外形不同，分为平带传动，圆带传动，V 带传动，多楔带传动；啮合型带传动也称为同步带传动。
设计准那么：在保证不打滑的条件下，带传动具有一定的疲乏强度和寿命。
运动分析：在安装带传动时，传动带即以一定的预紧力F0紧套在两个带轮上。
由于预紧力F0的作用。
带和带轮的接触面上就产生了正压力。
带传动不工作时传动带两边的拉力相等，都等于F0〔如以下左图所示〕。
F 1＋F 2＝2F 0紧边拉力F 1松边拉力F 2有效拉力F e ，总摩擦力F f 即等于带所传递的有效拉力，即有：F e ＝F f ＝F 1－F 2F 1＝F 0+F e /2 F 2＝F 0-F e /2P=F e v /1000最小初拉力〔F 0〕min 临界摩擦力Ffc 或临界有效拉力Fec,Fec=Ffc=2〔F 0〕min fa fa e e 1111+-应力分析：,/1000000A P =ρ弹性滑动现象：带传动在工作时，带受到拉力后要产生弹性变形。
在小带轮上，带拉力从F 1落低到F 2，带的弹性变量减少，因此带相对小带轮向后退缩，使带速度比小带轮速度v1小;在大带轮上，带拉力F2上升为F 1，带的弹性变量增加，因此带相对大带轮向前伸长，使带速度比大带轮速度v2大。
这种由于带的弹性变形面引起的带与带轮间的微量滑动，称为带传动的弹性滑动。
总有紧松边，因此总有滑动而无法防止。
2.螺纹连接的防松方法、螺栓联接计算防松答：一、摩擦防松：1对顶螺母2弹簧垫圈3自锁螺母二、机械防松：1开口销与六角开槽螺母2止动垫圈3串联钢丝三、破坏螺旋副运动关系防松：1铆合2冲点3涂胶粘剂螺栓联接计算1受横向载荷的螺栓组连接横向总载荷F∑，每个螺栓的横向工作剪力为F,z螺栓数目，i接合面数，f接合面摩擦系数，KS 防滑系数，各螺栓所需的预紧力均为F，那么平衡条件是fziF≥KSF∑得F≥KSF∑/fzi2受转矩的螺栓组连接3受轴向载荷的螺栓组连接4受倾覆力矩的螺栓且连接5松螺栓连接强度计算6紧螺栓连接强度计算4.齿轮的失效形式。
带传动和链传动-机械设计手册
22
2
2ห้องสมุดไป่ตู้
则：
dFN Fd(1)
fdFN dF(2)
F
联解(1)(2)
dF fd , 积分， F1 dF
F
F F2
欧拉公式:
F1 e f F2
fd ln F1 f
0
F2
欧拉公式: F1 e f F2
e = 2.718 (自然对数的底)
f —带与带轮间的摩擦系数 (v带 f )
极限摩擦力：fdFN
如不考虑带的离心力，由平衡平程：
dFN
F
sin d
2
(F
dF ) sin d
2
fdFN
(F
dF ) cos d
2
F
cos d
2
dFN
F
sin
d
2
(F
dF) sin
d
2
f dFN
(F
dF) cos d
2
F
cos d
2
取: sin d d , cos d 1,并 忽 略 dF. d
窄V带按截面大小分SPZ、SPA、SPB、SPC四种。
(3) V带的其它类型
3. 多楔带
多楔带兼有V带承载能力高及 平带挠性好的优点，宜用于要求 带的根数较多、结构紧凑、传递 功率较大的场合。
4. 圆带
截面为圆形，适用于小功率的 机械和仪器的传动。如；缝纫机、 录音机等。
5. 同步带
同步带传动是通过具有带 齿的环形带与带轮轮齿啮合进 行传动，带与带轮间 无相对滑 动，传动比准确，带的柔性好， 能缓冲、吸振。
机械设计基础 第13章 带传动
带传动和链传动是通过挠性曳（ye）引元 件，在两个或多个传动轮之间传递运动和动 力。故，也称挠性传动 带传动中所使用的挠性曳引元件为各种形式 的传动带，为摩擦传动。 链传动中所用的挠性曳引元件为各种形式的 传动链。链传动通过链条的各个链节与链轮轮 齿相互啮合实现传动。
§13—1 带传动的类型和应用
1 1
c
dd
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从动 从动
b1 b1
主动 主动
c c
2
2
σσmxax ma
qV 2 σ C = FC / A = A
v是带速，m/s。
σσ1 1
qV 2 σ C = FC / A = A
σc为v的二次曲线，当v较小时，影响不大。v↑ σc ↑ ， 当v ↑一定时， σc ↑↑，影响巨大。故 v 不可过大。 另：v大，离心力大，带与带轮压紧力↓， Ffmax ↓， 传动能 力↓，故 v 也不可过大。 3. 弯曲应力 带运动到带轮处产生弯曲，有弯曲应力。 σb1 ， σb2
F2 = Fe
1 e
fα 1
−1
Fe = F1 (1 −
1 e
fα 1
)
四、Ffmax大小——为了保证正常工作，需要知道
极限状态下
F f max = F1 − F2 = F2 (e fα1 − 1)
2 F0 = F1 + F2 = F2 (e fα1 + 1)
F1 = e fα 1 F2
两式相除
F f max
1 2
当弹性滑动扩展到整个带轮时，带打滑， Fe > Ffmax 。 开式传动：α1< α2，打滑总是发生在小带轮处 。 打滑可以避免，使 Fe < Ffmax 。 弹性滑动与打滑的区别：原因、现象、后果、能否避免。
杨可桢《机械设计基础》章节题库(带传动和链传动)【圣才出品】
4 / 36
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C．紧、松边有拉力差
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D．带的弯曲应力过大
【答案】A
【解析】由于带的紧、松边拉力差引起弹性滑动。过载将导致带与带轮之间的总摩擦力
增大，发生弹性滑动的弧长扩大，最终导致打滑。
5 / 36
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A．大带轮
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B．小带轮
C．主动带轮
D．从动带轮
【答案】B
【解析】V
带所能传递的功率
P
([ ] c
b1) A1
1 e
v
，其中[
]
为单根带的许用应力，
1000
[ ] m CLd 。
3600Zptv
16．设由疲劳强度决定的许用拉应力为 ，并且 0 、1 、 2 、 b1 、 b2 、 c 依
C．不变
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【答案】A
【解析】有效拉力为紧边拉力与松边拉力之差，有效拉力越大，差值越大，弹性滑动就
越大。
4．在进行 V 带传动设计计算时，v 过小，将使所需的有效拉力 Fe （ ）。
A．过小 B．过大 C．不变 【答案】B 【解析】在功率一定的前提下，转速越低，所需要的有效拉力就越大。
次代表带内的初拉应力、紧边拉应力、松边拉应力、在小带轮上的弯曲应力、在大带轮上的 弯曲应力和离心应力，则保证带的疲劳强度应满足（ ）。
A. B. C. D. 【答案】D
【解析】传动带所受到的最大应力max c b1 1 。
17．带传动中的打滑可以起到过载保护的作用，在带传动设计中（ ）。 A．不需避免 B．不可避免
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FQ 2 zF0 sin
1
2
10、带轮设计 带轮设计包括以下内容： 确定结构类型 结构尺寸 轮槽尺寸 材料 画出带轮工作图。
例6.1 设计某鼓风机用普通V带传动。一支电动机额定功率P=10kW,转 速n1=1450r/min, 从东轴转速n2 =400r/min, 中心距约为1500mm,每 天工作24h 。 解： 1）确定计算功率 PC 由表8.21查得1.3，由下式得
F1
——带在轮上的包角。
欧拉公式
(二) 带传动中的最大有效拉力及其影响因素 之二 e f 1 1 1 / e f 带所能传递的最大有效拉力Femax Fe max 2F0 f 2F0 e 1 1 1 / e f 影
响 最 大 有 效 拉 力 的 因 素 预紧力F0：
4.验算带速
v
带速不宜过高，否则
d d 1n1
60 1000
离心力增大，带轮间摩擦力减小，容易打滑 单位时间内绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命 带速不宜过低，否则 当传递功率一定时，传递的圆周力增大，带的根数增多
5.初定中心距a和基准带长Ld 按下式初步确定中心距a0
0.7(d d1 d d 2 ) a0 2d d1 d d 2
6.4.3V带的设计步骤和方法
设计的已知条件为：传动的工作情况，功率P，转速n1、n2（或传动比i） 以及空间尺寸要求 设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准 直径，画出带轮零件图等。 1.确定计算功率
PC K AP
KW 式中： P 传递的名义功率（如电动机的额定功率， ）；
第六章 带传动和链传动
§6.1带传动的主要特点、类型和应用 §6.2普通V带和V带轮 §6.3带传动的基本理论 §6.4V带传动的设计 §6.5带传动的安装、张紧和维护 §6.6链传动的特点、类型和应用 §6.7链传动的运动特性 §6.8滚子链及其链轮 §6.9滚子链传动的设计计算 §6.10链传动的使用和维护
弹性滑动是带传动所不可避免的特性,不同于打滑失效。
§6.4 V带传动的设计
6.4.1 带传动的失效形式和设计准则
带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则：在传递规定功率是不打滑，同时具有足够的疲 劳强度和一定的使用寿命。
6.4.2 单根V带的基本额定功率
带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转 速、包角和载荷特性等因素。 单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。 实验条件：传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷。
•6.3.1 带传动的受力分析小结 带必须以一定的初拉力F0张紧在带轮上。
带传动时，紧边和松边的拉力差形成有效拉力F。以传 动动力和运动。
F F1 F2 F f
Fv P 1000
在带传动过程中，有效拉力不能超过带与轮面间F摩擦 力综合的极限值否则带传动会发生打滑，导致传动失效。
在带即将打滑的临界紧边拉力和松边拉力的关系符合 欧拉公式：
从动轮的转速误差率为
406 400 100 % 1.5% 400
在 5% 以内，为允许值
4）验算带速V
v
d d 1n1
60 1000
140 1450
60 1000
10.63m / s
带速度在5~25m/s范围内。 5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a 按结构设计要求初步确定中心距 a0 1500mm 由相应式得
(d d 2 d d 1 ) 2 L0 2a0 (d d 1 d d 2 ) 2 4a0
(500 140) 2 2 1500 (140 500) 4026 9m m . 2 4 1500
皮带中的应力最大值为：
max=1+c+b1
为保证带有足够的疲劳寿命，应使带中的最大应力max小 于等于带材料的许用应力[]。即
max=1+c+b1≤[]
6.3.3 带传动的弹性滑动和传动比
由于带的弹性变形而引起带在 轮面上滑动的现象，称为弹性滑动。
带传动时，带与轮面之间存在 着弹性滑动,这使得从动带轮的圆 周速度v2总是低于主动带轮的圆周 速度v1。v2相对于v1的降低率称为 带传动的滑动率e：
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 。
普通V带和窄V带的标记由带型、基准长度和标记号组成，见如下示例：
A－1400
GB11544－89 国标代号
基准长度 v带型号
普通V带轮的结构
1.V带轮槽尺寸标准 2. 带轮的材料 当v≤25m/s时，用 HT150；当v=25～ 30m/s时用HT200； 当≥25～45m/s时用 球墨铸铁、铸钢或 锻钢；小功率时可 用铸铝或塑料.
amin a 0.015Ld amax a 0.03Ld
6.验算小带轮包角1 小带轮包角可按下式计算 d d 2 d d1 1 180 57.3 a 一般要求 1 1200，否则应适当增大中心距或减小传动比， 也可以加张紧轮。 7.确定V带根数Z
PC PC z [ P0 ] ( P0 P0 )k k L
1.普通V带及V带 结构： 轮
顶胶、抗拉体、 底胶、包布。
型号：
Y、Z、A、B、C、D、E
应用
2.窄V带及窄V带轮
3.平带及平带轮
传动形式
开 口 传 动
交 叉 传 动
半 交 叉 传 动
应用
4.多楔带及多楔带轮
同步带及同步带轮
应用
6.1.2 带传动的特点和应用
特点： 传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单, 制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压 力大。 应用： 常应用于传动比不要求准确、功率P<100kW、v=5~25m/s、传动 比i<5以及有过载保护的场合.
Femax与预紧力F0成正比。
包角：
Femax随包角的增大而增大。
摩擦系数f：
Femax随摩擦系数f的增大而增大。
(三) 带的应力分析
1、离心应力 2、拉应力
qv2 c A
F1 A F 2 2 A h b1 E D1
1
3、弯曲应力
b2 E
最大应力
h D2
max c 1 b1
dd 2
n1 1450 dd1 140m m 507.5m m n2 400
按表，选取标准直径dd2=500mm,实际传动比i、从动轮的实际转速 分别为
n1 1450 d d1 140m m 507.5m m n2 400
1
n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min
§6.1带传动的主要特点、类型和应用
带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。 带的传动过程： 源动机转动
驱动主动轮
主动轮转动
带与轮的摩擦
从动轮转动
6.1.1 带传动的类型
普通V带传动 窄V带传动 宽V带传动
带 传 动 的 类 型
单击…
平带传动
多楔带传动
同步带传动
§6.2普通V带和V带轮
dN F sin
F
θ
F2
dN Fd
d d ( F dF) sin 2 2
之一
dN
fdN F1
fdN F cos fdN dF
d d ( F dF ) cos 2 2
F+dF
dF dN Fd f dF fd F
dF F fd F2 0 F1 ln f F2 F1 F2 e f
3.带轮的结构
S型-实心带轮
P型-腹板带轮
H型-孔板带轮
E型-椭圆轮辐带
§6.3带传动的基本理论 (一) 带传动中的力分析
不 工 作 时
F0
F0
之一
1
F0
F2
2
F0
F2
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， 都等于F0。
工 作 时
n1
F1 F1
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 e f F2
可推知带传动有效拉力F的大小为：
e f 1 F 2 F0 f e 1
表明，带所传递的圆周力F与下列因素有关： 初拉力F0 摩擦系数f
包角 带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：
1 Fmax F1 1 fa1 e
6.3.2 带传动的应力分析小结 通过分析可知，带传动时，皮带中存在着三种应力 由拉力产生的拉应力 由离心力产生的离心拉应力C 由皮带绕过带轮因弯曲而产生的弯曲应力b 三种应力共同作用，使带处在变应力条件下工作，故带易 产生疲劳破坏。
§6.2普通V带和V带轮
1.普通V带结构、 结构：
顶胶、抗拉体、 底胶、包布。
型号：
Y、Z、A、B、C、D、E
普通V带的参数
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
相对应的带轮直径。
带的根数应取整数。为使各带受力均匀，根数不宜过多，一 般应满足z<10。如计算结果超出范围，应改V带型号或加大带轮直 径后重新设计。
8.单根V带的初拉力F0
PC 2.5 2 F0 500 ( 1) qv vz k
由于新带易松弛，对不能调整中心距的普 NhomakorabeaV带传动，安装新 带时的初拉力应为计算值的1.5倍 9. 带传动作用在带轮轴上的压力FQ