第八章 带传动
机械设计基础第8章 带传动
第8章带传动带传动是一种常用的机械传动形式，它的主要作用是传递转矩和转速。
大部分带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。
本章将对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法。
着重讨论V带传动的设计计算，同时对同步带传动作了简介。
8.1 概述如图8.1所示，带传动一般是由主动轮1、从动轮2、紧套在两轮上的传动带3及机架4组成。
当原动机驱动带轮1（即主动轮）转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮2一起转动，从而实现运动和动力的传递。
图8.1 带传动8.1.1 带传动的类型1．按传动原理分（1）摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。
2．按用途分（1）传动带传递动力用；（2）输送带输送物品用。
本章仅讨论传动带。
3．按传动带的截面形状分（1）平带如图8.2 a）所示，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。
常用的平带有胶带、编织带和强力锦纶带等。
（2）V带V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如图8.2 b）所示。
传动时，V带与轮槽两侧面接触，在同样压紧力F Q的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功率也较大，且结构紧凑。
（3）多楔带如图8.3所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。
多楔带结构紧凑，可传递很大的功率。
（4）圆形带如图8.4所示，横截面为圆形，只适用于小功率传动。
（5）同步带带的截面为齿形，如图8.5所示。
同步带传动是靠传动带与带轮上的齿互相啮合来传递运动和动力，除保持了摩擦带传动的优点外，还具有传递功率大，传动比准确等优点，多用于要求传动平稳、传动精度较高的场合。
图8.2 平带和V带图8.3 多楔带图8.4 圆形带图8.5 同步带8.1.2 带传动的特点和应用带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。
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。
第八章 带传动
§4 V带轮设计 自学 自学思考题： 1． 带轮槽角与V带楔角是否相等？若不等，那个大？那个小？为 什么？ 2．V带轮轮毂宽度是依据什么来确定的？它与轮缘宽度之间有无
必然联系？ §5 V带传动的张紧装置
自学 自学思考题：V带轮张紧有哪些方法？其应用场合如何？
第八章 带传动
主要内容：
1.带传动的工作原理、特点和应用。 2.带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑。 3.V带传动的设计准则和设计方法。
重点和难点：
1.带传动的工作原理。 2.平带传动与V带传动的特点比较。 3.欧拉公式的物理意义。 4.弹性滑动与打滑的本质。 5.V带传动的设计计算。
§1 概述 1、 带传动的工作原理
§6 V带的适用于维护（补充） 1） 正确安装带轮； 2） 轴应有足够的刚度； 3） 带在轮槽中应有正确位置； 4） 成组使用的V带长度应经过挑选，长短不应相差太大； 5） 避免新、旧带混用，以免使带受力不均； 6） V带不可与油接触，避免在阳光下直接暴晒； 7） 避免在有爆炸危险的场合使用。
接触弧 有效拉力↑→滑动弧↑→ε↑ 打滑：当静弧等于零时，带与带轮之间产生全面的相对滑动，这 种现象称为打滑。必须避免。
主动轮小与从动轮→主动轮接触弧长小于从动轮→打滑首先发 生于主动轮上（小轮上）
§3 V带传动的设计计算 1、 失效形式、设计准则和单根V带的许用功率 1． 失效形式：过载打滑、疲劳断带 2． 设计准则：保证带传动不打滑且具有一定的疲劳强度或寿 命。 3． 单根V带的许用功率 在实验条件下确定单根V带得P0(基本额定功率) 实验条件 实验条件与实验条件不相同时→修正法（系数法） 2、 原始数据及设计内容 原始数据：P、n1、n2（或n1、i），工作条件和要求等。 设计内容：带的型号、长度、根数、带传动中心距、带轮直径及 结构。 3、 设计步骤和方法 1. 确定计算功率Pca Pca=KA×P ∟工作情况系数 T8—6∕p151 2. 选择带的型号 Pca 、N1 → F8-8, F8-9∕p152→ 型号 注意：若Pca、n1坐标交点恰好位于两种型号交接区域时，应两种 型号同时计算，比较最后结果，取优者。 3. 确定主动轮直径D1、计算从动轮直径D2 型号→ T8-3∕p145, T8-7∕p153→ D1≥ddmin(可初选D1=min) 验算带速：V=πD1n1∕60×1000 ， 应使Vmin≥5m∕S，且： 普通V带： Vmax≤25～ 30m∕S 窄V带： Vmax≤30～40m∕S D2≈iD1 按F8-7∕p153 圆整
机械设计第8章带传动
设带的总长不变，则紧边拉力的增量应等于松边拉力的减量：
F1 + F2 = 2 F0
①取绕在主动轮一侧的带为分离体：
F2 Ff
O1
T=0
D1 D1 D1 Ff F2 F1 0 2 2 2
n1
Ff F1 F2
上式表明：摩擦力Ff 提供了松边、紧边的拉力差。
主动轮
F1
②取主动轮及绕于其上的带为分离体：
2）V带
应用最广的带传动，在同样的张紧力下， V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。
普通V带
窄V带
宽V带
FQ
FN FQ
/2
平带传动----平面摩擦
FN= FQ
摩擦力: F f = FN f = f FQ
Ｖ带传动----槽面摩擦
FN sin /2 FQ= 2 2
/2
FN=
FQ
sin /2
三、带传动的特点(主要针对摩擦型）
优点：
☻ 缓冲，吸振，平稳无噪音。
用于高速轴：★电机→带传动→齿轮传动→工作机 ☻ 适宜远距离传动。
☻ 过载时打滑可防止其它零件损坏。
☻结构简单、成本低廉。
缺点：
☻有弹性滑动，传动比不稳定。 ☻带的寿命较短，传动效率较低。 ☻需要张紧装臵。
☻ 不宜用于高温、易燃、易爆场合。
中性层
bp 节宽bp：节面的宽度。
节面
dd
带轮槽宽尺寸等于带的节宽bp处的直径---基准直径dd
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度---带的基准长度Ld
表8-2 V带的基准长度系列及长度系数KL 基准长度 KL 基准长度 KL Ld / mm Y Z Ａ Ｂ Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ Ｃ 200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91 250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93 280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07 355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97 400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02 450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04 500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07 560 0.82 5600 1.09 630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15 800 0.90 0.85 8000 1.18 900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.23 1120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 12500 1400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86
《机械设计基础》(贾磊)课件 第8章 带传动
8.2.2 V带轮的材料、结构及轮槽 尺寸
V带轮的结构尺寸可以查设计手册，也可以按下面的经验公式确定。 d1＝（1.8～2）d，D0＝0.5（D1＋d1）
d0＝（0.2～0.3）（D1－d1），C΄＝（1/7－1/4B）S h2＝0.8h1，b1＝0.4h1，b2＝0.8b1，f＝0.2h1，f1＝0.2h2
在带传动中，起传递作用的拉力是紧边与松边的拉力之差，称为有效 拉力，用F表示。其表达式为
F＝F1－F2 有效拉力的值等于带与带轮之间接触面上摩擦力的总和，于是可得带 传动所传递的功率为
P Fv 1000
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8.3.1 带传动的工作情况分析
带传动的紧边拉力与松边拉力的关系可以用欧拉公式表示为
L＝（1.5～2）d（当B＜1.5d时，L＝B）
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8.2.2 V带轮的材料、结构及轮槽 尺寸
3．V带轮的轮槽尺寸
V带轮轮槽的横截面及其各部分尺寸如表8-4所示。
注意： V带两侧间的夹角（楔角）为40°，但V带弯曲时，V带的下部会膨胀
，使得弯曲的V带的楔角小于槽轮的轮槽角。为了使皮带与槽轮侧面保持 接触良好，应使轮槽角小于楔角，国标规定V带轮的轮槽角为32°、34°、 36°、38°。
在工程实际中，带的实际工作条件与上述特定条件不同，所以应对P0 加以修正。因此，实际工作条件下单根V带的基本额定功率[P0]为
[P0]＝（P0＋ΔP0）KαKL
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8.3.2 V带的设计计算
2．带传动的设计步骤与参数的选择
（1）确定计算功率
计算功率是指根据传递的额定功率，并考虑载荷性质以及每天工作运 转时间的长短等因素的影响而确定的，即
带传动
沈阳航空工业学院第八章带传动§8-1带传动类型及应用§8-2带传动的受力分析§8-3带的应力分析§8-4 带传动的打滑、弹性滑动和传动比§8-5 V带传动的计算§8-6 V带的张紧装置一、组成主动带轮带从动带轮二、工作原理：摩擦带：原动机驱动主动带轮转动，通过带与带轮之间产生的摩擦力，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。
啮合带：靠带与带轮的啮合传递运动和动力。
三、常见带传动的类型◆摩擦带传动◆啮合带传动平带传动V带传动多楔带传动§8-1 带传动的类型和应用四、摩擦带传动的特点优点：①因带是弹性体，可以缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；②当传动过载时，带在带轮上打滑，可防止其他零件损坏；③可用于中心距较大的传动；④结构简单、装拆方便、成本低。
其主要缺点是：①传动比不准确；②外廓尺寸大；③传动效率低；④带的寿命短；⑤需要张紧装置；五、V带与带轮的结构V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。
其中以普通V带和窄V带应用较广。
1、V带的结构标准V带都制成无接头的环形带，横截面结构如下:V带的结构2、带的型号：我国普通V带和窄V带都已标准化。
按截面尺寸由小到大，普通V带可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号；窄V带可分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号。
在同样条件下，截面尺寸大，则传递的功率就大。
3、带的主要参数◆节线：当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线。
◆节面：由全部节线构成的面称为节面。
◆节宽b p ：长度不变层。
所在位置称为中性层。
节面节线◆基准直径d d :V 带装在带轮上，和节宽b p 相对应的带轮直径。
◆基准长度L d ：V 带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。
它用于带传动的几何计算。
表8-2 普通V带的基准长度系列及长度系数(部分)基准长度L d/mm长度系数KY Z A B C D E2500 1.09 1.030.932800 1.11 1.050.950.833150 1.13 1.070.970.863550 1.17 1.090.990.894000 1.19 1.13 1.020.914500 1.15 1.040.930.90 5000 1.18 1.070.960.92 5600 1.090.980.95 6300 1.12 1.000.97 7100 1.15 1.03 1.00§8-2 带传动的受力分析一、带传动中的力分析1）带不运转时初拉力F0。
东北石油大学机械设计复习材料第八章带传动
第八章 带传动1.V 带的设计中，一般应使小带轮的包角α1大于 120︒ 。
2.当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到 最大值 ，而带传动的最大有效拉力取决于 包角 、 摩擦系数 、 预紧力 三个因素。
3.V 带正常工作时，带的最大应力为 σmax =σ1+σb1+σc ，发生部位是 紧边绕入小带轮处 。
4.带传动的失效形式为带的 疲劳破坏 和 打滑 。
5.在普通V 带传动中，载荷平稳，包角为180º，带长为特定长度，单根V 带的基本额定功率P 。
主要及 带型 、 小带轮基准直径 和 小带轮转速 有关。
6.带传动的设计准则为，保证带在不打滑的条件下 具有足够的疲劳强度和寿命 。
7.在设计V 带传动时，V 带的型号是根据 计算功率 和 小带轮转速 选取的。
8.一般带传动的工作原理是利用 带及带轮间的接触摩擦力 传递运动和力。
9.带的应力由 松、紧边拉应力 、 离心拉应力 和 弯曲应力 三部分组成。
10.当机器过载时，带传动发生____打滑___现象，这起到过载安全装置的作用。
11.一对相啮合的圆柱齿轮的Z 2>Z 1,b 1>b 2,其接触应力的大小为 A 。
A 、σH1=σH2B 、σH1>σH2C 、σH1<σH2D 、σH1≥σH212. 在设计V 带传动中，选取小带轮直径min 1d d d >，min d 主要依据 A 选取。
A ．带的型号B ．带的线速度C ．传动比D ．高速轴的转速13.V 带轮的最小直径d min 取决于 A 。
A 、带的型号B 、带的速度C 、主动轮转速D 、带轮结构尺寸14.同步带传动依靠 A 来传递运动和动力。
A 、带齿及轮齿之间的啮合力B 、带及带轮之间的摩擦力C 、带的预紧力15.设计V 带传动时，限制小带轮的最小直径是为了限制 D 。
A 、小带轮包角B 、带长C 、带的离心力D 、带的弯曲应力16.带的弹性滑动是由带的弹性变形引起的，其特点为 C 。
第8章_带传动习题解答
n2'
(1 )
dd1 n1 dd2
332.96r / min
转速误差 n2 n2 n2 ' 0.9%
n2
n2
四.计算带轮转速
在5%允许范围内
v dd1n1 6.28m / s 60 1000
五.计算中心距和带长
5 v 25m / s
1.初定中心距 0.7(dd1 dd2 ) a0 2(dd1 dd2 )
九.计算压轴力
Fp
2F0
sin
1 2
Z
2270N
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
d d1
57.30
1540
1200
七.计算带根数
作业一
Z
KAP P1
（P0
Pca P0）KK L
式中： P0 1.64kW
P0 0.29kW
K 0.928 KL 0.95
4.94
取Z=5
八.计算预紧力
作业一
作业一
F0
500
Pca zv
2.5 ( K
1)
qv2
500 8.4 ( 2.5 1) 0.17 6.282 233N 5 6.28 0.928
取 a0 dd1 dd2 125 355 480mm
2.初算带长
Ld ' 2a0
2
(d
d1
d
d
2
)
(dd2 dd1)2 4a 0
1742mm
取标准 Ld 1800mm
3.确定中心距
作业一
a
a0
Ld
2
Ld
'
480
1800
第8章---带传动
单根带所能传递的有效拉力为：
传递的功率为：
为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：
1.单根V带的基本额定功率P0
σ1 ≤ [σ] –σb1 - σc
代入得：
※在 α=π，Ld为特定长度、平稳的工作条件下，所得 P0 称为单根普通V带的基本额定功率,见表8-4。P.151
东莞理工学院专用
称带与带轮接触弧的总摩擦力Ff为有效拉力Fe,即带所能传递的圆周力：
Fe= F1 - F2
且传递功率与有效拉力和带速之间有如下关系：
2、有效拉力（有效圆周力）及传递功率
F1
Ff
F2
紧边
松边
主动轮
n1
Ff =F1 - F2
当非满负荷工作时，此摩擦力分布范围并未充满整个接触弧。
东莞理工学院专用
*
二、带传动的最大有效拉力Fec及其影响因素
顶宽b 6 10 13 17 22 32 38
节宽 bp 5.3 8.5 11 14 19 27 32
高度 h 4 6 8 11 14 19 25
§8-6* 同步带传动简介
内容提要
东莞理工学院专用
*
§8-1 概述
一. 带传动的组成 及工作原理
1 组成：主动轮1、从动轮2、环形带3。
2 工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。
3
1
n2
打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。
避免打滑的条件： Fe ≤ Fec
1）相同点：都是滑动；2）不同点：本质不同：前者是一种固有特性，不可避免；后者是一种失效，可以避免。发生原因不同：前者是带两边的拉力差引起的，后者是过载导致。发生区域不同：前者是在局部接触弧上，后者是在整个接触弧上。3）联系：弹性滑动区域的量变导致打滑的质变
机械设计第八章-带传动-思考题-答案
《带传动》课堂练习题一、填空题1、普通V带传动中，已知预紧力F0=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为2900 ，松边拉力F2为2100 。
2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于F0、α、 f 三个因素。
3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。
4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。
5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。
6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。
7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。
8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D1lim。
的主要目的是防止带的弯曲应力过大。
9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。
10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动，多发生在小带轮上。
刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=F2e fα。
11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。
12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥d rnin，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。
13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。
最大应力等于σ1+σb1+σc ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。
14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。
二、选择题1、带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系 B2、带传动中，选择V带的型号是根据 C 。
机械设计_第8章-带传动_(1)
第八章 带传动
8-3、V带传动的设计计算
（一）设计准则和单根V带的基本额定功率 • 带传动的主要失效形式：打滑、传动带的疲劳破坏。 • 设计准则： 在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
Fec = F1 (1 −
1 e
) fV α
σ max = σ 1 + σ b1 + σ c ≤ [σ ]
弯曲应力与带轮直径成反比，为了避免弯曲应力过大，带轮 直径不得小于最小值（表8-6）。
11
第八章 带传动
带的应力分布及最大应力值 2 离心拉应力 σ c = Fc / A = qv / A （MPa）
拉应力 弯曲应力 σc σ1 σ2 σb1 σb2
σ 1 = F1 / A （MPa） σ 2 = F2 / A （MPa）
F2 = F0 − Fe / 2
过大初始拉力的危害
P一定时，Fe一定。故增加F0导致F1及F2增加 ——带张得过紧，将因过度磨损而很快松弛
第八章 带传动
（二）带传动的初拉力和临界摩擦力 在一定的初拉力作用下，带与带轮之间最多能传递多大摩擦力 呢？ 当带与带轮之间出现打滑趋势时，摩擦力达到最大（临界状 态Ffc），从而有效拉力也达到最大（临界状态Fec ）。 • 临界状态下，紧松边拉力的关系（欧拉公式）：
F1 = e fV α F2
α 包角 α1 = 180o − fV 当量摩擦系数
d d 2 − d d1 × 57.3o a
α2 α1
8
第八章 带传动
联解： 得：
F1 = F2 e
fV α
Fec = F1 − F2
e fV α F1 = Fec fV α e −1 1 F2 = Fec f α e −1
第八章带传动
第八章 带传动一 选择题(1) 带传动不能保证精确的传动比，其原因是 C 。
A. 带容易变形和磨损B. 带在带轮上打滑C. 带的弹性滑动D. 带的材料不遵守胡克定律(2) 带传动的设计准则为 C 。
A. 保证带传动时，带不被拉断B. 保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损C. 保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度(4) V 带轮槽楔角ϕ与V 带楔角θ间的关系是 C 。
A. θϕ=B. θϕ>C. θϕ<(5) 设计V 带传动时发现V 带根数过多，最有效的解决方法是 C 。
A. 增大传动比B. 加大传动中心距C. 选用更大截面型号的V 带(6) 带传动中紧边拉力为1F ，松边拉力为2F ，则其传递的有效圆周力为 D 。
A. 21F F +B. ()221F F −C. ()221F F +D. 21F F −(7) 要求单根V 带所传递的功率不超过该单根V 带允许传递的功率P ，这样，带传动就不会产生 C 失效。
A. 弹性滑动B. 疲劳断裂C. 打滑和疲劳断裂D. 打滑E. 弹性滑动和疲劳断裂(9) 设计V 带传动时，如小带轮包角1α过小 (1α<120°)最有效的解决方法是 A 。
A. 增大中心距B. 减小中心距C. 减小带轮直径(10) V 带轮轮槽与带的三种安装情况如图8-1所示，其中 A 种情况是正确的。
图8-1(11) V 带的楔角等于 A 。
A. 40oB. 35oC. 30oD. 20o(12) V 带带轮的轮槽角 D 40o 。
A. 大于B. 等于C. 小于D. 小于或等于(13) 带传动采用张紧轮的目的是 D 。
A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 调节带的初拉力(14) V 带的参数中， D 尚未标准化。
A. 截面尺寸B. 长度C. 楔角D. 带厚度与小带轮直径的比值(15) 在各种带传动中， B 应用最广泛。
A. 平带传动B. V 带(三角带)传动C. 多楔带传动D. 圆带传动(17) 为使V 带(三角带)传动中各根带受载均匀些，带的根数z 一般不宜超过 C 根。
机械设计基础第八章
， 当量摩擦系数 f′>f， V带传动能力更大。 带传动能力更大。 带传动能力更大 注意： 带楔角为 带楔角为40° 注意：V带楔角为 ° 带轮槽角小于40° 带轮槽角小于 °。
带传动概述
二、带传动的结构（阅读） 带传动的结构（阅读） 机构传动中应用最广的是普通V带传动。（窄 带 机构传动中应用最广的是普通 带传动。（窄V带、宽V带、大 带传动。（ 带 楔角V带 汽车V带 楔角 带、汽车 带） 普通V带是标准件 制成无接头的环形， 带是标准件， 普通 带是标准件，制成无接头的环形，按剖面尺寸大小分为 Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，剖面尺寸由小到大。注意： 七种型号， 、 、 、 、 、 、 七种型号 剖面尺寸由小到大。注意： 节宽b 节径d 和基准直径d 基准长度L 节宽 p、节径 p和基准直径 d，基准长度 d。
带传动的几何计算及基本理论
五、带传动的主要失效形式及设计准则 1、主要失效形式 、 （1）打滑。当传递的圆周力 超过了带与带轮之间摩擦力 ）打滑。当传递的圆周力F超过了带与带轮之间摩擦力 总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。 总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。 （2）疲劳破坏。传动带在变应力的长期作用下，因疲劳而 ）疲劳破坏。传动带在变应力的长期作用下， 发生裂纹、脱层、松散、直到断裂。 发生裂纹、脱层、松散、直到断裂。 2、设计准则 、 在不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。 在不打滑的前提下， 六、带传动的设计条件和传动功率 根据设计准则，带传动应满足以下两个条件： 根据设计准则，带传动应满足以下两个条件： 1、不打滑条件 、 1000 P 1 F1 ) F= F f lim = F1 F2 = F1 = F1 (1 F≤Fflim fα 1 e fα 1 V
第八章带传动
FN
1
附件2 带传动主要几何参数的计算
2
附件3 柔韧体的欧拉公式的推导
3
4
附件4 离心拉应力公式的推导
5
附件5 带上弯曲应力公式的推导678910
11
12
13
14
15
第三篇 机械传动
一、机器的组成
机器通常由动力机、传动装置和工作机组成
二、传动装置
1=1800－
0.5(d d 2 d d 1 ) sin 2 a
0 0
0.5(d d 2 d d 1 ) 2 a
d d 2 d d 1 180 1 180 180 a
d d 2 d d 1 180 2 180 180 a
38
④求中心距a和带的基准长度Ld
a) 初选a0
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
b) 由a0定计算长度（开口传动） Ld 0
(dd 2 dd1 ) 2 2a0 (dd1 dd 2 ) 2 4a0
c) 按表8-2定相近的基准长度（节线长度）：Ld d) 由基准长度Ld求实际中心距
弹性滑动是带传动 中不 可避免的现象，是正常 工作时固有特性 弹性滑动会引起下列后果： （1）从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆 周速度 （2）损失一部分能量，降低了传动效率，会使 带的温度升高；并引起传动带磨损
30
打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定 状态
带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以 打滑总是在小轮上先开始的 打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避 免打滑
表8-4a，
第八章带传动v讲解学习
Fe≤Femax 二、带的应力分析
1．拉应力
紧边σ1=F1/A
松边σ2=F2/A
2．弯曲应力σb
小带轮σb1=2Eha/dd1 大带轮σb2=2Eha/dd2
3.离心应力 σc=qυ2/A
4.应力线图
1）弯曲应力值较大
且ha
σb ；
dd σb
————σb1＞σb2
2）带处于变应力状态，带的破坏属于疲劳强度问 题
（4×700）=1975mm
查表8-2取带的基准长度Ld=2000mm 3）确定中心距
a= a0+（Ld- Ld'）/2=700+（2000-1975） /2=712.5mm
安装时所需的最小中心距
amim= a-0.015 Ld=712.50.015×2000=682.5mm
amax= a+0.030Ld=712.5+0.03×2000=772.5mm
试设计某机床用的普通V带传动，已知电动机 功率P=55KW，转速n1=1440r/min，传动 比i=2.2，要求职两带轮轴中心距离不大于 800mm，每天工作16h.
解：
1．选择带的类型：按题目取普通V带
2．选择普通V带型号
查表8-6，取工况系数KA=1.2 计算功率Pca=KAP=1.2×5.5=6.6kW
根据Pca和n1查图8-8，选取A型V带
3．确定带轮基准直径dd1、dd2 线1）下选，取取小dd带1=轮11基2m准m直径dd1。因Pca和n1交点在虚
2）验算带速
υ=πdd1 n1/（60×1000） =π×112×1440/60000=8.44m/s
合适
3）确定大带轮基准直径dd2。 取ε=0.015
带传动1
计算内容
计算结果
Pca 4.4kW
ＳＰＺ型
３、确定带轮 直径
４、确定带长 和中心距
５、验算包角
６、计算带根 数 ７、计算预紧 力
８、计算压轴 力 ９、带轮结构 设计
dd1 80mm
dd2 304mm
Ld 1400mm
a 373mm
合适 ３根
F0 221.37N
Fp 1261.5N
dd2
a
dd1
弧度
带长
L AB BD DC CA
L ( ) dd 2 ( ) dd1 2a cos
2
2
2
L 2 (dd1 dd 2 ) (dd 2 dd1) 2 2a cos 2
dd2 dd1 , cos 1 1 ( )2
2 2a
2 22
L
2a
2
2
2
FV F平
楔形增压原理
传递的有效圆周力大约是平带的3倍 V带应用广泛
普通V带有包布形和 切边形两种
中性层
普通V带弯曲时，顶胶伸长、底胶缩短，中间长 度不变——中性层，节面（对应顶面和底面） 节面宽bp，h/bp相对高度，普通Ｖ带 h/bp=0.7 与bp相对应的直径为带轮直径Ｄ，（基准直径）
机器人关节
返回
按照传动比分类：
按照轴的位置和转向分类：
按照传动轮的数量分类：
四、带传动的几何尺寸计算 包角
1
sin dd 2 dd1 2 2a
dd2 dd1 a
1
dd 2
a
dd1
,
dd2 dd1
2
a
1
180
57.5
dd
第八章带传动(习题及答案)精品
第八章带传动(习题及答案)精品第8章带传动一、选择填空：1．带传动主要依靠来传递运动和动力的。
A．带与带轮接触面之间的正压力Ｂ．带的紧边压力Ｃ．带与带轮接触面之间的摩擦力Ｄ．带的初拉力２．带传动不能保证精确的传动比，其原因是。
A．带容易变形和磨损B．带在带轮上打滑C．带的弹性滑动Ｄ．带的材料不遵守虎克定律３．带传动的设计准则为。
Ａ．保证带传动时，带不被拉断Ｂ．保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损Ｃ．保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度４．普通Ｖ带带轮的槽形角随带轮直径的减小而。
Ａ．增大Ｂ．减小Ｃ．不变５．设计Ｖ带传动时发现Ｖ带根数过多，可采用来解决。
Ａ．增大传动比Ｂ．加大传动中心距Ｃ。
选用更大截面型号的Ｖ带６．速比不等于１的带传动，当工作能力不足时，传动带将在打滑。
Ａ．小轮表面Ｂ．打轮表面Ｃ．两轮表面同时７．带传动采用张紧轮的目的是。
Ａ．减轻带的弹性滑动Ｂ．提高带的寿命Ｃ．改变带的运动方向Ｃ．调节带的初拉力８．在设计Ｖ带传动中，选取小带轮直径d1＞dmin，dmin主要依据选取。
Ａ．带的型号Ｂ．带的线速度Ｃ．传动比Ｄ．高速轴的转速９．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。
Ａ．带不是绝对挠性体Ｂ．带绕过带轮时产生离心力Ｃ．带的松边与紧边拉力不等10．确定单根带所能传递功率的极限值P0的前提条件是。
A．保证带不打滑B．保证带不打滑、不弹性滑动C．保证带不疲劳破坏D．保证带不打滑、不疲劳破坏11．带传动的挠性摩擦欧拉公式推导的前提条件是。
A．带即将打滑B．忽略带的离心力C．带即将打滑，且忽略带的离心力D．带即将打滑，且忽略带的弯曲应力12．带传动中，用方法可以使小带轮包角α1加大。
A．增大小带轮直径d1B．减小小带轮直径d1C．增大大带轮直径d2D．减小中心距a13．带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F２，则其传递的有效圆周力为。
Ａ．F1＋F２Ｂ．（F1－F２）/２Ｃ．F1＋F２Ｄ．（F1＋F２）/２14．带传动中，带和带轮打滑。
第8章 带传动
§8-2 带传动的工作情况分析
§8-2 带传动的工作情况分析
一、受力分析 带传动尚未工作时， 带传动尚未工作时，带所受的 拉力称为初拉力 初拉力， 表示。 拉力称为初拉力，用 F0 表示。 带传动工作时，一边拉紧， 带传动工作时，一边拉紧，称 为紧边；另一边放松，称为松边。 紧边；另一边放松，称为松边。 松边 变形 紧边 松边 变形量 ∆l1 ∆l2 力 力变化量 ∆F1=F1-F0 ∆F2=F0-F2
普通Ｖ §8-3 普通Ｖ带传动设计
概 述
类型：V带有普通V带、窄V带、宽V带、联组V带等多种类型，其 类型： 带有普通V 联组V带等多种类型， 中普通V带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。 中普通V带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。 bp 包布 （1）标准普通 带 ）标准普通V带 带已经标准化， ♦ 普通 V 带已经标准化 ， 是 无接头的环形带。 无接头的环形带。 ♦主要参数
带传动概述4 带传动概述4
概 述
4．带传动的特点 ．带传动的特点 优点： 适用于中心距较大的传动， 优点： 1. 适用于中心距较大的传动， 2. 带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小； 带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小； 3. 摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零件。 摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零件。 4. 结构简单，成本低； 结构简单，成本低； 缺点：1. 带的寿命短，在有油的场合，寿命更短； 缺点： 带的寿命短，在有油的场合，寿命更短； 2. 对摩擦带传动，传动比不恒定； 对摩擦带传动，传动比不恒定； 3. 效率较低。 效率较低。 5．带传动的应用 ．带传动的应用 在各类机械中应用广泛， 在各类机械中应用广泛，但摩擦带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合。 要求的场合。
带传动的工作原理及特点
第八章带传动8.1 概述8.1.1 带传动的工作原理及特点1.传动原理——以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力2.优点：1）有过载保护作用 2）有缓冲吸振作用 3）运行平稳无噪音 4）适于远距离传动（amax=15m） 5）制造、安装精度要求不高缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，使带寿命较短 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合。
8.1.2主要类型与应用a.平型带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况b.V 带传动——三角带c.多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合d.同步带传动——啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻。
图6-1 带传动的主要类型8.1.3带传动的形式1、开口传动——两轴平行、双向、同旋向2、交叉传动——两轴平行、双向、反旋向3、半交叉传动——交错轴、单向◆带传动的优点：①适用于中心距较大的；②传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是V带没有接头，传动较平稳，噪声小；③过载时带在带轮上打滑，可以防止其它器件损坏；④结构简单，制造和维护方便，成本低。
◆带传动的缺点：①传动的外廓尺寸较大；②由于需要张紧，使轴上受力较大；③工作中有弹性滑动，不能准确地保持主动轴和从动轴的转速比关系；④带的寿命短；⑤传动效率降低；⑥带传动可能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合。
8.2 V带和带轮的结构V 带有普通V 带、窄V 带、宽V 带、大楔角V 带、联组V 带、齿形V 带、汽车V 带等多种类型，其中普通V 带应用最广。
8.2.1 V 带及其标准 如图所示V 带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成8.2.2带轮结构1、组成部分：轮缘、轮辐、轮毂2、结构形式：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式3、材料：灰铸铁（HT150、HT200常用）、铸钢、焊接钢板（高速）、铸铝、塑料（小功率）普通V 带轮轮缘的截面图及其各部尺寸见表8.3 带传动的工作情况分析8.3.1带传动的受力分析工作前 :两边初拉力Fo=Fo 工作时:两边拉力变化：①紧力 Fo →F1；②松边Fo →F2 F1—Fo = Fo —F2F1—F2 = 摩擦力总和Ff = 有效圆周力Fe所以: 紧边拉力 F1=Fo + Fe/2松边拉力 F2=Fo —Fe/28.3.2 带传动的最大有效圆周拉力及其影响当带有打滑趋势时：摩擦力达到极限值， 带的有效拉力也达到最大值。
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1. 带传动(belt drive)受力分析
F0
F0
1
2
F0
F0
尚未工作状态
1 F2 n1
F2 n2 2
Ff
F1 工作状态 F1
带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。 带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。 设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1－F0＝F0－F2；
转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。
小功率时可用铸铝或塑料。
3．结构与尺寸
V带轮的典型结构有：实心式、 腹板式、 孔板式和 轮辐式。（详细介绍）
带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式。
根据带的截型确定轮槽尺寸。
带轮的其它结构尺寸通常按经验公式计算确定。
8.1.8 带传动的张紧装置(Tensioner device)
张紧的目的
8.1.8 带传动的张紧1
◆ 根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；
◆ 运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才 能正常工作。
常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。
一、定期张紧装置
带传动的张紧装置
二、自动张紧装置
带传动的张紧2
三、采用张紧轮张紧装置
同步带传动(timing belt drive)是一种啮合传动，具有 的优点是：无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好， 所用带轮直径可较小。
V带(v-belt)与平带(flat drive)摩擦力(friction)比较
V带的当量摩擦系数(Equivalent coefficient of friction)
cos d 1, sin d d ,
2
22
略去二阶无穷小得
Fd dF,
F1 dF
d ,
F2 F
0
带的拉力分析
F1 e F2
由离心力(Centrifugal force)产生的离心拉力
(Centrifugal tension)
• 设作用于微弧ddda/2上的离心 力为dF′,微弧两边的离心拉力为
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。
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。（P0→ ）
实验条件：传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷。
张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽 量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮 的相同。
B
C
SPA
SPC
128
200
140
224
影响带寿命(life of belt)的因素（试验结果）
• 带在工作时受交变应力的作用，在多次循环后，可能发生疲劳破 坏。
• 1） 当带轮直径减小10%，带的寿命缩短将近一半； • 2） 当传递功率提高10%，带的寿命缩短将近一半； • 3） 当带长减小80%， 10%，带的寿命缩短将近一半——带的寿
或：F1 ＋F2＝2F0； 记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff，其值由带传动的功率P和带 速v决定。
定义由负载所决定的传动带的有效拉力为Fe＝P/v，则显然有Fe＝Ff。
受力分析
受力分析2
取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象 ，有：Fe＝Ff＝F1－F2；
因此有：
F1＝F0＋Fe／2；F2＝F0－Fe／2；
Fc ,带每米质量为q(kg)。有力 平衡得
• 带的离心拉力计算
dF '
2 Fc
sin
d
2
q( dd d ) v2
2 dd / 2
qv2d
sin d d
22
Fc qv2
带中的应力
带传动的应力分析
带中的应力
带传动在工作过程中带上的应力有：
◆ 拉应力(Tensile stress)：紧边拉应力、松边拉应力；
dd1
若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值Fec后，则带与带轮
间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转
速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。
带传动的失效(Failure)分析
8.1.4 Ｖ带传动的设计计算
1．Ｖ带传动的设计准则
8.1.4 V带传动的设计1
带传动的主要失效形式是打滑(skid)和传动带的疲劳破坏(Fatigue ruption)。
1
摩擦系数 f↑→最大有效拉力Fec ↑
当已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0。
切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！
欧拉公式
• 由力的平衡条件：
•
• 水平方向 ：
dFN
F
sin
d
2
(F
dF)sin
d
2
• 垂直方向：
dFN
F
cos d
2
(F
dF) cos d
2
Ｖ带传动的设计计算
3．Ｖ带传动的设计
V带传动的设计2
设计的原始数据为：功率P，转速n1、n2（或传动比i），传动位置要求及 工作条件等。
设计内容：确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距a、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。
由于单根Ｖ带基本额定功率P0是在特定条件下经实验获得的，因此，在 针对某一具体条件进行带传动设计时，应根据这一具体的条件对所选定的Ｖ 带的基本额定功率P0进行修正，以满足设计要求。
◆ 离心应力(Centrifugal stress )：带沿轮缘圆周运动时的离心力
在带中产生的离心拉应力；
◆ 弯曲应力(Bending stress)：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。
分析详见→
为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。
槽型 ddmin/mm
Z
A
SPZ
SPA
80
78
63
90
弹性滑动(。 （演示→ ）
弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2＜主动轮的圆周速度v1，速度降低 的程度可用滑动率ε来表示：
其中：
v1 v2 100% v1
或
v1
dd1n1
6000
(m
/
s)
v2 (1 )v1v2 Nhomakorabead d 2 n2
6000
(m
/
s)
因此，传动比为：
i n1 (1 ) dd2
n2
Ｖ带的截面尺寸
带传动概述
6．带传动的应用
带传动的应用
在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确
要求的场合。
8.1.3 带传动(belt drive)的工作原理
带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、8.1.运3 带传动动工作原分理(力分析析） 。
带传动是一种挠性传动，其工作情况具有一定的特点。
带传动的最大有效拉力Fec有由多欧大拉？公式确定，即：
F1 F2e f
Fec
2F0
e f e f
1 1
欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出
了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec 。
由欧拉公式可知：
包角的概念
预紧力F0↑→最大有效拉力Fec ↑
2
包角α↑→最大有效拉力Fec ↑
1．带传动的类型
8.1.2 带传动的类型
8.1.2 带传动的类型
平带传动(flat drive)，结构简单，带轮也容易制造，在 传动中心距较大的场合应用较多。
在一般机械传动中，应用最广的带传动是Ｖ带传动(vbelt dive)，在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生 更大的摩擦力。
多楔带传动(poly v-belt drive)兼有平带传动和Ｖ带传 动的优点，柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结 构要求紧凑的场合。
第8章 带传动(belt drive)和链传动(belt drive)
• 带传动(belt drive)和链传动(chain drive)是最常 用带传动和链传动的挠性传动，挠性传动借助 挠性元件(带或链)传递运动力。这类传动用在 中心距较远的两轴之间传递运动和动力，结构 简单，易于制造造，得到了广泛的应用。
V带的摩擦力
带传动概述
8．传动带的类型
带的类型
平带 (flat belt)
普通平带 片基平带
普通Ｖ带
传
Ｖ带
窄Ｖ带
动
(v-belt)
齿形Ｖ带
带 宽Ｖ带
Ｖ带采用基准宽度制，即用带的基准
多楔带 (poly v-belt )
线的位置和基准宽度来确定带在轮槽中的 位置和轮槽的尺寸。
同步带 timing belt)
Ｖ带传动的设计过程
V带传动的设计过程
Ｖ带轮结构设计
1．V带轮设计的要求
带轮结构设计
各轮槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使带的载荷分布较为均匀。
结构工艺性好、无过大的铸造内应力、质量分布均匀。
轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损。
2．带轮的材料
通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT180和HT200。
命与带长成正比。
带的弹性滑动(elasticity slide )和打滑(skid)
带的弹性滑动和打滑
带传动在工作时，从紧边(tight side)到松边(slack side)，传动带所受的拉 力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。
带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为