第八章 带传动和链传动设计

V带标记
A 1430 GB/T xxxx
标准号 基准长度(1430mm) V带型号(A型)
2. V带轮的材料和结构
带轮材料：常用铸铁，有时也用钢或非金属材
料(塑料、木材)。铸铁带轮(HT150、HT200)允许的 最大圆周速度为25m/s。速度更高时，可采用铸钢或 钢板冲压后焊接，塑料带轮的重量轻、摩擦系数大， 常用于机床中。
四、打滑现象 打滑
若带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩 擦力总和时, 带与带轮发生显著相对滑动的现象。 经常打滑将使带磨损加剧、效率降低, 以致传动 失效。
弹性滑动与打滑比较
打滑是指由过载引起的全面滑动，是一种失效 形式，应当避免；弹性滑动由拉力差引起，是不可 避免的。
§8-3 带与带轮结构和标准
即 ζ1 ≤[ζ]-ζb1-ζc
因此，单根普通V带能传ຫໍສະໝຸດ 的功率为：P0=([ζ]-ζb1-ζc )(1- —— 1 —— Av kw ) ef’α 1000
A: 带的横截面积 [ζ]: 带疲劳强度的许用拉应力
二、单根V带所能传送的基本额定功率
在载荷平稳、α=π、Ld为特定长度、抗拉体为化 学纤维绳芯结构条件下，单根普通V带传递的功率见 P130表8-4。 当实际工作条件与约定条件不同时，应修正P0值， 修正后即得实际工作条件下单根普通V带所能传递的 功率，称为许用功率[P0] ： [P0]=(P0 +ΔP0 )kαkL
a
——带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离
2 2 2 2 1 2
§8-2 带传动的工作情况分析
一、带传动的受力分析
静止时: F1= F2= F0 (因为: 有用于张紧的初拉力F0) 传动时: F1≠ F2 (由于带与轮面间摩擦力的作用) 紧边(绕进主动轮的一边)拉力 : 由F0 F1 松边(绕出主动轮的一边)拉力 : 由F0 F2 设环形带的总长不变, 则紧边拉力的增加应等于松 边拉力的减少量, 即: F1- F0 = F0- F2 F0 =(F1 +F2)/2
a
α=π±2θ
(∵θ较小, 用θ≈sinθ=(d2-d1 )/2a代入, 故)
d2-d1 α = π±—— rad a d2-d1 180º 或 α = 180º —— ×—— ± a π
带长L
以
θ≈ 和 (d2-d2)/(2a) 代入得： (d2-d1)2 π L≈2a+—(d1+d2)+ ——— 4a 2 中心距a
7、计算V带的初拉力和对带轮轴的压力 保持适当的初拉力是带传动正常工作的首要条件。 初拉力不足，会出现打滑；初拉力过大，将增大轴和 轴承上的压力，并降低带的寿命。 单根普通v带合宜的初拉力可按下式计算：
计算功率
V带速度
包角修正系数 V带每米长的质量
轴上压力。通常不考虑松边、紧边的拉力差，近 似按带两边的初拉力的合力来计算。
三、带传动的类型
传动类型 截面形状 工作面 特性 平带 扁平矩形 与轮面相接 触的内表面 等腰梯形 两侧面,带与 初拉力相同时, 比平带 摩 V带 槽底不接触 具有更大牵引力。 特殊截 多楔带以 多楔带是楔 多楔带兼有平带弯曲应力 小和v带摩擦力大等优点, 擦 面带(如 其扁平部 的侧面
分为基体, 多楔带、 圆带等) 下面有几 型 条等距纵 向槽
第八章 带传动和链传动设计
带传动和链传动都是通过中间挠性件(带或 链)传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大 的场合。带传动与齿轮传动相比，具有结构简 单，成本低廉等优点。
因此，带传动和链传动也是常用的传动。
第八章 带传动和链传动设计
带传动概述 带传动的工作情况分析 带与带轮结构和标准 普通V带传动设计 带传动的张紧与维护 链传动概述 链传动的运动分析 滚子链传动的设计计算 链传动的润滑和布置
§8-1 带传动概述
一、带传动的工作原理
带传动组成：主动轮、从动轮 、环形带和机架。 运动特点：安装时带被张紧在带轮上(带受初拉力), 带与带轮接触面产生压力。当主动轮回转时，靠带与 带轮接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转，从而传 递一定的运动和动力。
二、带传动的特点
1、优点 适用于中心距较大的传动； 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动； 过载时带与带轮间的打滑能保护其他零件； 结构简单、成本低廉。 2、缺点 传动的外廓尺寸较大 需张紧装置 带的寿命较短 传动效率较低 传动比不固定(由于带的滑动) 3、应用 带传动常用于中小功率电机与工作机间的动力传递 一般带速v=5~25m/s, 传动比i≤7, 传动效率η=0.9~0.95
承受拉力的主体, 由帘布或线绳组成
普通V带的结构
节线：带受纵向弯曲时，带长保持不变的一条周线。
节面：由全部节线构成的面。
节宽(bd)：带的节面宽度(带受纵向弯曲时宽度不变)。
普通V带: 楔角φ为40º 、相对高度(h/bd)约为0.7的v带。
普通V带已标准化，按截面尺寸分为Y、Z、A、B、 C、D、E七种型号(P128表8-2)。
一、设计准则
带的主要失效形式是带打滑或疲劳损坏(脱层、 撕裂或拉断)。因此带传动的设计依据是：保证带 不打滑及具有一定的疲劳寿命。
单根普通v带传动不打滑时能传递的功率 Fv 1 v 1 v P0= —— = F1(1- ——) —— =ζ1A(1- ——) —— 1000 ef’α 1000 ef’α 1000 为使带具有一定的疲劳寿命, 应使 ζmax=ζ1+ζb1+ζc≤[ζ]
ζmax =ζ1+ζb1+ζc
三、带传动的弹性滑动
设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则： 紧边的单位伸长量： δ1=F1/AE 松边的单位伸长量： δ2=F2/AE
由F1>F2, 得: δ1> δ2
因此，带绕过两轮时将沿轮面滑动。
带绕过主动轮1时，逐渐缩短，v带< v1。
带绕过从动轮2时，逐渐伸长， v带> v2。 弹性滑动 由于材料的弹性 变形而产生的滑动。
πd1n1 v = ———— 60×1000 一般：v应在5 ~ 25 m/s的范围内。 验算带速
4、确定中心距和带长
先初步确定中心距a0，按下式选定： 0.7(d1+d2)＜a0＜2(d1+d2)
按式(8-20) 初定V带基准长废
L0=2a0+π(d1+d2)/2+ (d2-d1)2/(4a0)
一、平带
平带常用于两轴 间距离较大的传动 。 最常见的传动布置形 式是开口传动。
开口传动(轴线平行,转向相同)
交叉传动(轴线平行,转向相反)
半交叉传动(轴线交叉)
二、V带和V带轮
1. V带的分类
V带分为普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、 汽车V带等多种类型。其中普通V带应用最广。
弯曲时受拉
弯曲时受压
根据L0, 由表8-6选接近的基准长度Ld，再按下式近
似计算所需中心距： a=a0+ (Ld –L0)/2 为了调整和张紧V带, 可使a留在下列范围变动。 (a - 0.015 Ld) <(a + 0.03 Ld)
5、验算小轮包角 d2-d1 180º α = 180º- —— ×—— a π 一般应使α1≥120º ，不满足条件时可加大中心距或 增设张紧轮。 6、确定V带根数 Pc Pc z= — = —————— [P0] (P0+ΔP0)kαkL z应取整数。v 带根数不宜太多(使每根v带受力均 匀)，通常z＜10。
基准直径d : V带轮上与所配用 V带的节面宽度bd相对应的 带轮直径 。 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。 V带的公称长度：内周长。 窄V带: 楔角φ为40º 、相对高度(h/bd)约为0.9的v带。 窄v带用合成纤维绳作抗拉体。与普通v带相比， 当高度相同时，其宽度约缩小1/3, 承载能力提高到 1.5 ~2.5倍, 适用于传递动力大且传动紧凑的场合。
带的滑动方向
传动参数
圆周速度： d1、d2: 主、从动轮直径 v1=πd1n1/(60×100) m/s n1、n2: 主、从动轮转速 v2=πd2n2/(60×100) m/s 滑动率ε (由于弹性滑动引起从动轮圆周速度的降低率) ε=(v1 - v2) /v1 =(d1n1 - d2n2)/(d1n1) =1- (d2n2)/(d1n1)=1- d2/( d1i ) 带的传动比(由上式求得): i = n1/n2 = d2/(d1(1- ε)) 从动轮转速可表示为： n2 = n1d1(1-ε)/d2 V带传动的滑动率ε=0.01~0.03, 在一般计算中可不考 虑。
交界线时, 可按两种型号同时计算, 并分析比较决定
取舍。
3、确定带轮的基准直径 确定d1: 按带型和P219表13-9的带轮最小直径dmin 确定d1, 应使d1≥dmin。若d1过小，则带的弯曲应力将 过大而导致带的寿命降低；d1过大，传动的外廓尺寸 增大。
确定d2: 由下式求得d2 n1 d2= — d1(1-ε) n2
∵ f v>f , 故在相同条件下，v 带能传递较大的功率。或者 说, 在相同功率下, v带传动 的结构紧凑。
f--带与带轮间的摩擦系数； fv—V带传动当量摩擦系数;
—V带轮的轮槽角。
附: 带传动的主要参数 小轮 / 大轮直径d1 / d2、
带长L、中心距a、包角α
包角α
——带轮接触弧所对中心角
联解F = F1- F2得：
讨论:α↑或f↑, 都可提高带传动所能传递的圆周力。
二、带传动的应力分析
带的应力：传动时，带中应力由以下三部分组成 拉应力ζ1、ζ2 紧边拉应力 ζ1=F1/A MPa A: 带的横截向积(mm2) 松边拉应 ζ2=F2/A MPa 弯曲应力ζb (带绕过带轮时因弯曲而产生) V带中的弯曲应力: 2Ey0 ζb = —— MPa D 式中：y0: 带中性层到最外层垂直距离mm E: 带的弹性模量MPa d: v带轮的基准直径mm