(整理)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 —F2

F1—

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/2

8.3.2 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。 松紧边拉力 F1 和 F2 的关系:

柔靭体的欧拉公式

—包角（rad ）一般为小轮包角

带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时））

影响因素分析:

1. Fo : 适当Fo

2. 包角: 包角越大承载能力越好

3. f : f 越大，Fec 越大8.3.3工作应力分析

8.3.3 带传动的应力分析 1. 离心应力 σc 2. 拉应力

3. 弯曲应力 σb

应力分布图最大应力为：σmax =σ1+σc +σb1

8.3.4 弹性滑动与打滑

因为带是弹性体，受到拉力后要产生弹性变形。

设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则紧边和松边的单位伸长量分别为 由于带在工作时，带两边的拉力不同，F 1>F 2，因而ε1>ε2。

绕过从动轮2时，作用在带上的拉力又由F 2增大到F 1，带的弹性变形也逐渐增大，带将逐渐伸长，也会沿轮面滑动，使带一边随从动轮绕进，一边又相对于从动轮向前伸长，故带的速度v 高于从动轮的速度v 2 。轮缘的箭头表示主、从动轮相对于带的滑动方向。 这种由于带的弹性变形而引起的带在带轮上的滑动称为弹性滑动。

ααf f e F F e F F 2

12

1

=⇒=)3.57(601801

21︒⨯--

︒≈a

D D α)1111(2)11(

200ααα

α

f f f f ec e

e F e e

F F +-

=+-=gA

qV

A F C

C

2

/=

=σ⎩⎨

⎧==A

F A F //2211σσ松边紧边

注意带的弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以是带传动工作时的固有特性，是不可避免的。而打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。

8.4 带传动的设计计算

8.4.1 失效形式与设计准则

失效形式 1）打滑；2）带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等

设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命 单根三角胶带的功率—P 0 由疲劳强度条件：

传递极限圆周力： 传递的临界功率： 单根三角带在不打滑的前提下所能传递的

功率为：

8.4.2普通V 带传动的设计步骤和方法

设计V 带传动时，一般已知条件是：传动的工作情况，传递的功率P ，两轮的转速n 1、n 2(或传动比i )以及空间尺寸要求等。具体的设计内容有：确定V 带的型号、长度和根数。，传动中心距及带轮直径，画出带轮零件图等。

1.确定计算功率

计算功率P c 是根据传递的额定功率（如电动机的额定功率）P ，并考虑载荷性质以及每天运转时间的 长短因素的影响而确定的，即

P K P A

c

= (8-1)

式中K A 为工作情况系数，查表8-1可得。

表8-1 工作情况系数

c

b σσσσ--≤11][)1

1()1

1(11α

ασfv fv ec e A e F F -=-

=)

(1000)11(10001kw V e A V F P fv ec ⋅-==ασ1000

)11()]([10V

e A P fv c b ⋅

---=ασσσ