机械设计基础-第6章-带传动和链传动

2、窄V带
窄V带的相对高度约为0.9。 其抗拉体为合成纤维绳芯结 构，承载能力高，带宽小， 适用于传递较大动力而结构 要求紧凑的场合。
3、齿形V带
用于大功率，屈挠半径小的传 动装置，特别适用于卡车、大 客车。
4、联组V带
联组V带一般为多根窄V带组 成,即保存了窄V带传动效率高 的优点,又克服了多根V带配组 使用时的长短不一的缺点,使V 带具有更高的传动率和使用寿 命。
当实际工作条件与实验条件不同时，应对P1进行修正。
二、传动参数的选择和设计计算
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。
设计的已知条件为：传动的工作情况，原动机类型、功率P，转速n1、 n2（或传动比i）以及空间尺寸要求
1 .选择V带的型号
根据计算功率Pc和主动 轮（通常是小带轮）转速n1 由右图选择V带型号。
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。
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，所以弹性滑动 是不可以避免的。
由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低率称为带传动 的滑动率。
F1 e f1 F2
可推知带传动有效拉力F的大小为：
F
2F0
e f1 e f1
1 1
上式表明，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
小带轮包角1
带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为：
Ft max
2F0
e e
fa1 fa1
1 1
பைடு நூலகம்
对于V带传动，摩擦系数f为当量摩擦系数fv。
2、带传动的张紧装置 各种材质的Ｖ带都不是完全的弹性体，在预紧力的作用下， 经过一定时间的运转后，就会由于塑性变形而松弛，使预紧 力降低。为了保证带传动的能力，应定期检查预紧力的数值。 如发现不足时，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧 装置有以下几种。
1）定期张紧装置 采用定期改变中心距的方法来调节带的预紧力，使带重新张
三、带传动的几何计算
如图带轮的工作情况
1
180
2
180
d2
a
d1
57.3
2
180
2
180
d2
a
d1
57.3
L
2a
2
(d2
d1 )
(d2
d1)2 4a
中心距 a=… (6-4) 基准直径、基准长度
四、带传动的使用和维护
1、带传动的使用和维护 1） 安装时先缩小中心距，后套上V带，再调紧 2） 严防胶带与油、酸、碱、阳光接触、以免老化。 3） 不能新旧带并用，受力不均，加速磨损。 4） 安装防护罩。 5） 工作一段时间后，张紧胶带。
二、V带
• V带有普通V带、窄V带、宽V带、齿形V带、联组V带等， 其中普通V带应用最多。
1、普通V带
当V带弯曲时，带中长度不变的中性层称为节面，节面的宽度称为 节宽bp, 相对高度h/bp=0.7的V带称为普通V带。
V带上与V带节宽bp对应处的带轮直径称为基准直径dd，V带在规定 的预紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度称为基准长度Ld。
v1 v2 dd1n1 dd 2n2 1 dd 2n2
v1
dd1n1
dd1n1
考虑弹性滑动时的传动比为 ：
i12
n1 n2
dd 2
dd1(1 )
一般带传动的滑动系数0.01-0.02，因值很小，非精确计算时可 以忽略不计。( 6-12 )
§6-3 普通V带传动的设计计算
一、单根普通V带传递的额定功率
紧。在水平或倾斜不大的传动中，可采用下左图所示的方法，将 装有带轮的电动机安装在装有滑道的基板上。通过旋动左侧的调 节螺钉，将电动机向右推移到所需位置后，拧紧电动机安装螺钉 即可实现张紧。在垂直的或接近垂直的传动中,可采用下右图所示 的方法,将装有带轮的电动机安装可调的摆架上。
2）自动张紧装置 将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自
当所选取得结果在两 种型号的分界线附近，可 以两种型号同时计算，最 后从中选择较好的方案
点击小图看大图
计算功率 PC K AP
式中： P 传递的名义功率（如电动机的额定功率，KW）
K A 工作情况系数
KA
工作情况
软启动
硬启动
每天工作小时数/h
＜10 10～16 ＞16 ＜10 10～16 ＞16
载荷变动微小
按下式初步确定中心距a0
0.7(dd1 dd 2 ) a0 2 dd1 dd 2
初选a0后，可根据下式计算v带的初选长度L0(6-5式)
L0
2a0
2
(d d1
dd2)
(dd 2 dd1)2 4a0
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
§6-1 带传动的类型和应用
一、带传动的类型
带传动一般是由主动带轮、从动带轮、紧套在两轮上的传动带及机架组成。 带的传动过程：
原动机转动
驱动主动轮
主动轮转动
带与轮的摩擦
从动轮转动
同步带传动 依靠有齿的带与带轮轮赤啮合来传递运动和动力，无滑 动，制造、安装要求高。
主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算 机、录音机、磨床和纺织机械等
4、圆形带 横截面为圆形，小功率传递。
带传动优点： 1）良好的弹性，缓和冲击和吸收振动，运转平稳、噪声小； 2）适于两轴中心距较大的传动； 3）靠摩擦传动，过载时带在带轮上打滑，保护作用； 4）结构简单，成本低。 主要缺点： 1）传动外廓尺寸大； 2）传动效率低； 3）带传动工作时有弹性滑动，不能保证准确的传动比； 4）带的寿命短。
离心式水泵和压缩机、 轻型输送机等
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
压缩机、发电机、金
载荷变动小 属切削机床、印刷机、 1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
木工机械等
制砖机、斗式提升机、
起重机、冲剪机床、
载荷变动较大 纺织机械、橡胶机械、 1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
重载输送机、磨粉机
等
载荷变动大 破碎机、摩碎机等 1.3
本章主要介绍靠摩擦力工作的带传动， 按照截面形状可分为：平带、V带、圆形带、多楔带。
1、平带 结构简单、带轮容易制造、在传动中心距较大的情况下应用。 有接头的胶帆布带、编织带，不够平稳、低速。 环形平带：高速、挠曲性好、薄、轻。
2、V带 在一般的机械传动中，应用最广的是V带传动。V带的横剖 面是梯形的，带轮也做出相应的轮槽。 传动时，V带只与轮槽的两个侧面接触，即以两侧面为工 作面，根据槽面摩擦原理，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。这是V带传动性能上的 最主要优点，再加上V带传动允许的传动比大、结构较紧 凑，以及标准化并大量生产等优点，使V带比平带的应用 更广泛。
第六章 带传动和链传动
§6-1 带传动的类型和应用 §6-2 带传动工作情况分析 §6-3 普通V带的设计计算 §6-4 V带传动的材料和结构 §6-5 链传动的类型、结构和特点 §6-6 链传动的运动特性 §6-7 链传动的设计计算
带传动和链传动都是利用中间挠性件（带或链）进行传动的，适 用于两轴中心距较大的传动，结构简单、维护方便、成本低廉。
基准长度 v带型号
根据初选长度L0，由表选取与相近的基准长度Ld作为所选带 的长度，然后就可以计算出实际中心距a，即
F1-F0=F0-F2
2F0=F1+F2
两边拉力F1与F2之差就是带所能传递的有效圆周力Ft，也等于 带与轮之间所产生的摩擦力，即
Ft=F1-F2 =ΣF 结合上式 F1=F0+Ft/2 和 F2=F0 - Ft/2
带传动所传递的功率为：P=Fv/1000 式中P为传递功率，单位为KW；
F为有效圆周力，单位为N； V为带的速度，单位为m/s。
重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动，以自动保持张紧力。
3）采用张紧轮的装置 当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。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，且直径小于带轮的直径。
§6-2 带传动的工作情况分析
一、带传动的受力分析
把一根或多根环形V带张紧套装在主动轮1和从动轮2上，使 带与带轮的接触面间产生压力。工作时，靠带与带轮间的摩擦力传 递运动与动力。在一定的条件下，摩擦力有一极限值，如果工作阻 力超过了摩擦力的极限值，带将在带轮面上打滑，带传动将不能正 常工作。
为保证带传动正常工作，传动带必 须以一定的张紧力套在带轮上。当 传动带静止时，带两边承受相等的 拉力，称为初拉力F0。当传动带传 动时，由于带与带轮接触面之间摩 擦力的作用，带两边的拉力不再相 等，如图所示。一边被拉紧，拉力 由F0增大到F1，称为紧边；一边被 放松，拉力由F0减少到F2，称为松 边。设环形带的总长度不变，则紧 边拉力的增加量F1-F0应等于松边拉 力的减少量F0-F2。
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
2.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
小带轮直径选取后验算带速
v dd1n1
60 1000
带速不宜过高，否则 ➢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
5m/ s v 2530m/ s
3.确定中心距a和基准带长Ld
增加中心距有利于增大包角和减少带的环绕次数，但会使结构不 紧凑、引起带的颤动。
受力分析
平带接触面上的摩擦力：Ff=Fnf=FQf (a)
V带接触面上的摩擦力：Ff=2Fn/2f=FQfv (b) 其中
f
fv sin
2
fv为当量摩擦系数，fv>f
3、多楔带
具备平带和V带的优点，挠性好，摩擦力大，传递功率 大、结构紧凑。解决了多根V带长短不一而使各带受 力不均的问题，传动比可达10，带速可达40m/s。
传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的 变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小 为F2,其弹性伸长量也减小。带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向 后收缩，带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于 主动轮的圆周速度。
当带由松边绕过从动 轮进入紧边时，拉力 增加，带逐渐被拉长， 沿轮面产生向前的弹 性滑动，使带的速度 逐渐大于从动轮的圆 周速度。
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。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。
带传动是机械传动重要的传动形式之一，随着工业技术水平的不 断提高以及对机械设备精密化、轻量化，功能化和个性化的要求， 不断向高精度、高速度、大功率、高效率、高可靠性、长寿命、 低噪声、低振动、低成本和紧凑化发展，其应用范围越来越广， 传动形式愈来愈多。
二、带的应力
1、拉应力 紧边拉力和松边拉力分别产生的紧边应力σ1和松边应力σ2为：
1
F1 A
2
F2 A
2、弯曲应力 带绕在带轮上产生的弯曲应力为：
b
E
2y dd
3、离心应力
带绕在带轮作圆周运动时将产生离心力，从而带受到离心拉力的影 响，离心拉应力为：
c
qv2 A
带中应力的分布情况：
三、带传动的弹性滑动
在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有 一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力的 总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称 为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加 剧了带的磨损，应避免打滑。
在带即将打滑的临界紧边拉力F1和松边拉力F2的关 系符合欧拉公式：
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：在传递规定功率时不打滑，同时具有一定的疲 劳强度和使用寿命。
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P1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。