(完整版)带传动的分类
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第五章 带传动
带传动分类
❖ 按工作原理： ❖ 1、摩擦型带传动：靠带与带轮之间的摩擦来传递运动和动力； ❖ 2、啮合型带传动：靠带与带轮之间的啮合来传递运动和动力；
5.1 带传动概述
❖ 一、摩擦型带传动的工作原理和特点 ❖ 原理:借助于带和带轮之间的摩擦来传递运动
和动力。
二 传动带的类型
❖ 根据带的形状： 平带：结构简单，传动中心距大； V带：应用广泛，带的侧面为工作面，承载能力 大， 传递功率高，标准化程度高，传动比大等； 圆形带：少用； 多楔带：相当于平带和V带组合结构，运转平稳， 尺寸小，传递功率大，结构紧凑。
❖ 2 当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑 动而不损伤其它零件,起过载保护作用；
❖ 3 适合于主、从动轴间中心距较大的传动； ❖ 4 结构简单，制造、安装和维护都较方便；
二、啮合型带传动
❖ 同步带传动属于啮合型带 传动：靠带上的齿和带轮 上的齿和齿槽的啮合来传 递运动和动力，所需张紧 力小；轴和轴承上所受的 载荷小；带和带轮间没有 滑动，传动比准确且传动 比大；带的厚度薄，质量 轻，允许高的线速度，传 动效率高。
四 带的张紧
用带轮张紧Baidu Nhomakorabea
5.2 带传动的工作原理和工作能力分析
❖ 5.2.1 带传动的力分析 预紧力：F0 紧边拉力：F1 松边拉力：F2
F1 F0 F0 F2
F0
1 2 (F1
F2 )
(1)
有效拉力是带沿接触弧上摩擦力的总和：
F=F1-F2 ，
（2）
在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有 一极限值，当带和带轮之间的有效拉力超过接触弧 上极限摩擦力的总和时，带和带轮间将发生显著的 滑动，这种现象称为打滑。
式中：f 为带与轮面间的摩擦系数；
为带轮的包角，rad；
此时，有效拉力取得极限值：
F1
F
e
ef f 1
F2
F
1 ef 1
F
F1
F2
2F0
(
e e
f f
1) 1
Fm a x
2F0
1 1
1 e f1 1 e f1
由于小轮包角小于大轮包角，所以计 算带传动所能传递的有效拉力时，包 角取小轮包角。增大初拉力、包角和 增大摩擦系数都可提高带传动所能传 递的圆周力。
❖ 离心力之发生在带作圆周运动的部分， 但因平衡它所引起的拉力，却作用在带 的全长上。
❖ 离心拉应力为：
c
Fc A
q 2
A
3 弯曲应力
b
2EY dd
两个带轮直径不同，所以带在两个带轮上的 弯曲应力不同，小带轮上的弯曲应力大于大 带轮上的弯曲应力。
带在工作时的应力分布情况
如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处：
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。
❖ 设d1、d2为主、从动轮的直径，mm；n1、 n2为主、从动轮的转速，r/min,则两轮的圆周 速度为：
1
dd1n1
60 1000
(m
❖ 制造和安装精度要求较高， 成本高。
带传动的应用
❖ 用于两轴平行，且主动轮、从 动轴回转方向相同的场合。
带的张紧
❖ 由于带传动的材料不是完全的弹性体，带在 工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛，使 张紧力降低。为保持持久的承载能力，带传 动需要张紧装置。
❖ 常用的控制和调整张紧力的方法是调节中心 距张紧和设置张紧轮张紧
有效拉力F(N)、带速υ（m/s）和传递功率P(kW)之 间的关系为： P F
1000
带式运输机
以平带为例讨论带在带
轮上即将打滑而尚未打 滑的临界状态时F1、F2的 关系：
dN F sin d (F dF) sin d
2
2
fdN (F dF) cos d F cos d
2
2
受力分析如图
dd2
• 通常 (1 ~ 2)%
弹性滑动和打滑的区别
❖ 打滑是由于带过载所引起的，是传动失效时 发生的现象，是可以避免的；
❖ 弹性滑动是由于材料的弹性和紧边拉力与松 边拉力的差所引起的，只要带传动具有承载 能力，有紧边拉力和松边拉力，就一定会发 生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。
注意
❖ 若传递的基本载荷超过最大有效圆周力, 带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑
❖ 因 d很小，可取 sin d d , cos d 1
22
2
❖
再略去
dF.
d
2
得
dN Fda fdN dF
❖ 由以上两式得： dF fd
F
F1 dF
fda
F2 F
0
欧拉公式： ln F1 f
F2
F1 e f F2
故在摩擦临界状态下，松边与紧边拉力的
关系为： F1 e f F2
三、几何尺寸
❖ 1包角 ：带和带轮接触
弧所对的圆心角。
小带轮上的包角为：
1
180
dd
2
a
dd1
57.3
❖ 2 带的基准长度Ld
Ld
2
2
(dd 2
dd1)
(dd 2 dd1)2 4a
式中： dd1, dd 2 分别为小带轮
和大带轮的基准直径。
特点
❖ 1 传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓 和冲击，使传动平稳噪音小；
max 1 b1 c
在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力最小
带的应力分析
带传动的失效形式和设计准则
❖ 带传动的主要失效形式：打滑和带的 疲劳破坏。
❖ 设计准则：在保证带传动不打滑的前 提下，带具有一定的疲劳强度和使用 寿命。
5.2.3 弹性滑动和传动比
❖ 一、弹性滑动和传动比 由于带的弹性变形而引 起的带与带轮之间的相 对滑动现象称为弹性滑 动。 弹性滑动是带传动中不 可避免的现象，是正常 工作时固有的特性。
5.2.2 带传动的应力分析
❖ 传动时，带中的应力由以下三部分组成： 1、紧边拉力和松边拉力产生的拉应力； 2、离心力产生的拉应力； 3、弯曲应力。
1 由紧边和松边拉力产生的拉应力
紧边拉应力
1
F1 A
(MPa)
松边拉应力
2
F2 A
(MPa)
有效拉应力
1
2
F A
(MPa)
式中：A为带的横截面积
2 离心力产生的拉应力
/
s)
2
dd 2n2
60 1000
(m /
s)
• 滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周 速度低于主动轮圆周速度，其相对降低
率通常称为带传动滑动系数或滑动率
1 2 dd1n1 dd 2n2
1
d d 1n1
• 带传动的传动比
i n1 dd 2
n2 dd1(1 )
•
从动轮的转动速度：
n2
n1dd1(1 )
带传动分类
❖ 按工作原理： ❖ 1、摩擦型带传动：靠带与带轮之间的摩擦来传递运动和动力； ❖ 2、啮合型带传动：靠带与带轮之间的啮合来传递运动和动力；
5.1 带传动概述
❖ 一、摩擦型带传动的工作原理和特点 ❖ 原理:借助于带和带轮之间的摩擦来传递运动
和动力。
二 传动带的类型
❖ 根据带的形状： 平带：结构简单，传动中心距大； V带：应用广泛，带的侧面为工作面，承载能力 大， 传递功率高，标准化程度高，传动比大等； 圆形带：少用； 多楔带：相当于平带和V带组合结构，运转平稳， 尺寸小，传递功率大，结构紧凑。
❖ 2 当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑 动而不损伤其它零件,起过载保护作用；
❖ 3 适合于主、从动轴间中心距较大的传动； ❖ 4 结构简单，制造、安装和维护都较方便；
二、啮合型带传动
❖ 同步带传动属于啮合型带 传动：靠带上的齿和带轮 上的齿和齿槽的啮合来传 递运动和动力，所需张紧 力小；轴和轴承上所受的 载荷小；带和带轮间没有 滑动，传动比准确且传动 比大；带的厚度薄，质量 轻，允许高的线速度，传 动效率高。
四 带的张紧
用带轮张紧Baidu Nhomakorabea
5.2 带传动的工作原理和工作能力分析
❖ 5.2.1 带传动的力分析 预紧力：F0 紧边拉力：F1 松边拉力：F2
F1 F0 F0 F2
F0
1 2 (F1
F2 )
(1)
有效拉力是带沿接触弧上摩擦力的总和：
F=F1-F2 ，
（2）
在初拉力一定的情况下,带与带轮之间的摩擦力有 一极限值，当带和带轮之间的有效拉力超过接触弧 上极限摩擦力的总和时，带和带轮间将发生显著的 滑动，这种现象称为打滑。
式中：f 为带与轮面间的摩擦系数；
为带轮的包角，rad；
此时，有效拉力取得极限值：
F1
F
e
ef f 1
F2
F
1 ef 1
F
F1
F2
2F0
(
e e
f f
1) 1
Fm a x
2F0
1 1
1 e f1 1 e f1
由于小轮包角小于大轮包角，所以计 算带传动所能传递的有效拉力时，包 角取小轮包角。增大初拉力、包角和 增大摩擦系数都可提高带传动所能传 递的圆周力。
❖ 离心力之发生在带作圆周运动的部分， 但因平衡它所引起的拉力，却作用在带 的全长上。
❖ 离心拉应力为：
c
Fc A
q 2
A
3 弯曲应力
b
2EY dd
两个带轮直径不同，所以带在两个带轮上的 弯曲应力不同，小带轮上的弯曲应力大于大 带轮上的弯曲应力。
带在工作时的应力分布情况
如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处：
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。
❖ 设d1、d2为主、从动轮的直径，mm；n1、 n2为主、从动轮的转速，r/min,则两轮的圆周 速度为：
1
dd1n1
60 1000
(m
❖ 制造和安装精度要求较高， 成本高。
带传动的应用
❖ 用于两轴平行，且主动轮、从 动轴回转方向相同的场合。
带的张紧
❖ 由于带传动的材料不是完全的弹性体，带在 工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛，使 张紧力降低。为保持持久的承载能力，带传 动需要张紧装置。
❖ 常用的控制和调整张紧力的方法是调节中心 距张紧和设置张紧轮张紧
有效拉力F(N)、带速υ（m/s）和传递功率P(kW)之 间的关系为： P F
1000
带式运输机
以平带为例讨论带在带
轮上即将打滑而尚未打 滑的临界状态时F1、F2的 关系：
dN F sin d (F dF) sin d
2
2
fdN (F dF) cos d F cos d
2
2
受力分析如图
dd2
• 通常 (1 ~ 2)%
弹性滑动和打滑的区别
❖ 打滑是由于带过载所引起的，是传动失效时 发生的现象，是可以避免的；
❖ 弹性滑动是由于材料的弹性和紧边拉力与松 边拉力的差所引起的，只要带传动具有承载 能力，有紧边拉力和松边拉力，就一定会发 生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。
注意
❖ 若传递的基本载荷超过最大有效圆周力, 带在带轮上发生显著的相对滑动即打滑
❖ 因 d很小，可取 sin d d , cos d 1
22
2
❖
再略去
dF.
d
2
得
dN Fda fdN dF
❖ 由以上两式得： dF fd
F
F1 dF
fda
F2 F
0
欧拉公式： ln F1 f
F2
F1 e f F2
故在摩擦临界状态下，松边与紧边拉力的
关系为： F1 e f F2
三、几何尺寸
❖ 1包角 ：带和带轮接触
弧所对的圆心角。
小带轮上的包角为：
1
180
dd
2
a
dd1
57.3
❖ 2 带的基准长度Ld
Ld
2
2
(dd 2
dd1)
(dd 2 dd1)2 4a
式中： dd1, dd 2 分别为小带轮
和大带轮的基准直径。
特点
❖ 1 传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓 和冲击，使传动平稳噪音小；
max 1 b1 c
在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力最小
带的应力分析
带传动的失效形式和设计准则
❖ 带传动的主要失效形式：打滑和带的 疲劳破坏。
❖ 设计准则：在保证带传动不打滑的前 提下，带具有一定的疲劳强度和使用 寿命。
5.2.3 弹性滑动和传动比
❖ 一、弹性滑动和传动比 由于带的弹性变形而引 起的带与带轮之间的相 对滑动现象称为弹性滑 动。 弹性滑动是带传动中不 可避免的现象，是正常 工作时固有的特性。
5.2.2 带传动的应力分析
❖ 传动时，带中的应力由以下三部分组成： 1、紧边拉力和松边拉力产生的拉应力； 2、离心力产生的拉应力； 3、弯曲应力。
1 由紧边和松边拉力产生的拉应力
紧边拉应力
1
F1 A
(MPa)
松边拉应力
2
F2 A
(MPa)
有效拉应力
1
2
F A
(MPa)
式中：A为带的横截面积
2 离心力产生的拉应力
/
s)
2
dd 2n2
60 1000
(m /
s)
• 滑动率：由于弹性滑动引起从动轮圆周 速度低于主动轮圆周速度，其相对降低
率通常称为带传动滑动系数或滑动率
1 2 dd1n1 dd 2n2
1
d d 1n1
• 带传动的传动比
i n1 dd 2
n2 dd1(1 )
•
从动轮的转动速度：
n2
n1dd1(1 )