带传动的受力分析和传动时的应力分析

第七章 带传动
内容：
1、带传动的受力分析和传动时的应力分析
2、带传动弹性滑动和打滑
3、带传动的设计计算
难点：带传动的受力分析和传动时的应力分析 重点：带传动的设计计算
7.1 带传动概述
一、工作原理和应用
1
、工作原理：带装在轮上后，具有初拉力0F 。

轮1靠摩擦力带动带，——带靠摩擦力带动轮2。

2、带传动的特点： 1）皮带具有弹性和扰性 2）过载时可打滑 3）中心距可较大 4）传动比不准确，且效率低
5）张紧力对轴和轴承压力大 3、带传动的类型
平带、V 带、多楔带、圆带 对V 型带：2
sin 2ϕ
N Q F F =
图7-1 磨擦型带传动工作原理
图7-3 带的传动类型和横截面形状
(a) 平带；(b) V 带；(c) 多楔带；(d) 圆形带
2
sin
2ϕ
Q N F F =
Q q N f fvF fF fF F ==
=2
sin
2ϕ
设2
sin
ϕ
f f v =
当量摩擦系数
4、V 带结构 普通V 带
5、应用：远距离 二、普通V 带型号和基本尺寸 1、型号：
2、尺寸 基准长度尺寸d L
7－2带传动工作情况分析
一、带传动受力分析
不工作时01=T 0F 工作时 01〉T
图7-4 V 带的结构
表7-2 普通V 带截面基本尺寸
摩擦力()圆周力F F F F f =-=21
310FV
P ＝ P 为功率KW 2001F F F F --＝ 021F 2F F ＝+ αf e F F 21＝
对V 带αfv 21F F e ＝
1
e 1e 2F F
f f 0max
+-=αα
二、带传动的应力分析
1、由紧边和松边拉力产生应力
A F 1
1＝
σ A
F 2
2＝
σ 2、由离心力产生应力
A
F A qv c
l ==2σ
3、由带弯曲产生应力
2
d a
b d h E
h E
='
=ρ
σ 121max b σσσσ++=
三、带传动的弹性滑动
1、含义：由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动称弹性滑动。

2、后果
图7-5
带传动的受力分析
图7-6 带的弯曲应力
图7-7 带工作时应力变化
1）传动比不准确，如带不伸长：210V V V == 4
1
1110
6⨯=
n d V d π
4
2
22106⨯=
n d V d π
1
2
2112d d d d n n i ==
带有伸长：321V V V 〉〉 滑动率ε
21V V 〉
％
％V V V 100n d n d n d 1001
1d 22d 11d 1
2
1πππε--=
＝
2）损失能量
()ε-==
1d d n n i d12d 21
()12
d 1d 2n 1d d n ε-= 四、失效
1、打滑现象
1）、含义：当传递的有效圆周力F 大于极限摩擦力αF f v 时带在轮上全面滑动
图7-8
带传动中的弹性滑动
2）、危害：失效
2、带的疲劳破坏：脱层、撕裂、断裂
7－3 V 带传动选用计算
1、设计准则：保证带传动不打滑，不发生疲劳破坏。

2、单根V 带额定功率：
1）在载荷平稳，包角为180°，及特定长度的实验条件下，单根V 带保证不失效所能传递的功率P 。

（KW ）。

2）、实际使用条件下的额定功率，需对特定条件进行修正。

[]()L 000K K P P P ∙∆+α＝
αK 为包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响
l K 为长度系数，考虑不同带长对传动能力的影响 0P ∆为功率增量，当1i ≠时，带在大带轮上弯曲应力较小
表7-4 单根普通V带的基本额定功率P
(α1=α2=180°，特定长度，载荷平稳) 单位：kW
二、设计计算的一般步骤
例7-1.设计带式输送机的V 带传动，采用三相异步电机Y160L －6，其额定功率KW 11P ＝转速min
970
n 1γ
=,传动比5.2i =两班制工作
1、确定设计功率c P
kw 2.13112.1P K P A c =⨯==
A K 为工作情况系数，查表7-7载荷变动较小，工类带式运输机，工作比
16小时，2.1K A ＝
2、选择带型
由c P 和1n 查图7-9得B 型
3
、确定带轮的基准直径2d 1d d
,d
1)选取小带轮直径由B 型得125d dmin =取mm 160d 1d = 2)验算带速
s
m 13.810
60970
16010
60n d V 3
3
1
1d 1=⨯⨯=
⨯ππ＝
在5～25m ∕s 范围内合适 3）确定大带轮直径
)-(1d n n d d1212d ε=
或mm 4001605.2id d n n
d 1d 1d 1
12d =⨯=== 4、确定中心距和带长 1）初选中心距
()()
()()mm
1120--3924001602--4001607.0d d 2--7.0a d21d 0=++=+=
图7-9 普通V 带选型图
选800mm 初算带长L
()()0
21d 2d 2d 1d 00a 4d d d d 2
a 2L -+
++
≈π
()()mm 498800
41604004001602
8002L 2
0=⨯-+
++
⨯≈π
查表7-3选基准长度m m 2500L a = 计算实际中心距a
mm 8012
2498
25008002L L a a 0a 0=-+=-+
= 中心距的变动范围为：
m m 876L 03.0a a a max =+=
m m 7642500015.0801L 015.0a a a min =⨯-=-=
5、验算小带轮包角1α
︒=︒--︒=︒--
︒1633.57801
160
4001803.57a d d 1801d 2d 1＝α 合适：要求︒≥1201α 6、确定V 带根数Z
[]()L
00C
C K K P P P P P Z ∙∆+α＝＝
由B 型1d 1d ,n 查表7-4得KW 70.2P 0=由5.2i = 查表7-6得kw 3.0P 0＝∆由︒1631＝α查表7-5得953.0K ＝α 由2500=d L 查表7-3得03.1=L K
()5.403
.1953.03.070.22
.13=⨯+=
Z -----取5
7、计算初拉力0F
2
015.2500
qv K VZ P F c +⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=α 查表7-2m Kg q 17.0= N 27513.817.01953.05.2513.82.13500
2=⨯+⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯=
8.计算轴上压力
N ZF F Q 8.27192
163sin 275522sin
21
0=︒
⨯⨯==α
9. 带轮设计及画零件图
7-4 V 带轮材料及结构
一、材料：
常用材料是铸铁，如HT150，HT200，转速高时用铸钢或钢板焊接。

二、结构型式
1、实心轮： ()d d d 3~5.2≤
2、腹板轮: mm d d 300≤
图7-10 作用在带轮轴上的载荷
3、孔板轮：d
d
>100mm
d
4、椭圆轮辐轮：
d＞500mm
d Array
三、轮槽尺寸
四、其他尺寸：见图7－11中经验公式
7－5带传动的张紧
一、期张紧装置
1、滑道式结构
2、摆架式结构
二、自动张紧装置
三、张紧轮张紧装置
1、置于内侧松
边，靠近大轮
2、置于外侧松
边，优点是可增大包
角，
但使带弯曲过大。

带传动习题
7-4 设单根V 带所能传递的最大功率KW 2.4P max =,已知主动轮直径0m m 16D 1＝,转速min
r 1500n 1=。

包角︒1401＝α，带与带轮间的当量摩擦系数2.0f V =,求有效拉力F ，紧边拉力1F 。

解：1）s m 1210615001601060n d V 431d11=⨯⨯=⨯=
ππ N 35012
2.41000P V 1000F =⨯== 2)44.2
3.571403
.571=︒︒==︒αα 628.1e e e 488.044.22.0f ===⨯α
()()
()()N 16421628.121628.13501-e 21e F F f f 0=-+=+=αα N 181716422350F 2F F 01=+=
+=。