第二章 带传动

带传动的张紧装置
张紧演示1.swf 张紧演示2.swf
KL---长度影响系数，见表3-8。 07.2-4节
表3-7 包角影响系数Kα
表3-8 带的基准长Ld和长度影响系数KL
第五节 普通V型带的设计计算
一、原始数据 动力装置、载荷大小、转速情况、中心距限制、工 作条件。
二、设计内容：
带—型号、根数Z、长度Ld、张紧力
带轮—直径dd1 、dd2轮宽B、材料和结构
结论1：
1、 带传动随载荷的加大，紧边、松边的拉力差 增大，则有效拉力Fe也增大。 2、有效拉力Fe有极大值Fmax ， Fmax决定带传动的 工作能力。 3、极大值Fmax与带的型号（F0）、包角α 、 摩擦 系数f（材料和结构）等有关。
同一型号带，有不同的张紧力∴ F0要适当。要有张紧装置。
α ：通常紧边在下。且满足 α1≥90°~ 120°。
q和v均与FC 成正比，但v的影响较大。
V不可太小，否则传递载荷的能力会下降。
V=5～25m/s
P=FeV/1000 KW
2ha b E MPa dd
2、σ b 与dd 成反比，与ha（带的型
号）成正比。弯曲应力σ b只发生在带
有弯曲变形的部分。
σmax=σ1+σC+σb1
应力： 大------小--------大 …..。变应力
F2
n1 T1 F1
2、最大有效圆周力F max F1+F2=2F0 Fe = F1-F2
Fmax
F1 f e F2
e 1 2 F0 f e 1
f
1 F max = F1（1- f ） e
分析：（条件性运用欧拉公式, 没考虑离心力）。 1） Fmax 与F0成正比。但F0不可过大(与型号有关）… Fmax也间接的反映了带的型号对传动能力的影响。 2）Fmax与包角α成正比。 3） 摩擦因数f ↑ Fmax↑。
1、确定计算载荷PCa Pca=KAP KA查表3-6， 2、确定带的型号 根据Pca和n1，由图3-10选择带的型号。
图3-10 普通V带的型号选择
3、确定带轮直径dd1；dd2（表3-2、表3-3） dd1>ddmin ；dd2=idd1
ddmin dd2应符合带轮的基准直径系列(表3-2）。
第四节 普通V型带的失效和计算准则
一、带传动的失效形式
1、打滑
2、疲劳破坏
二、计算准则：
1、最大限度发挥带传递载荷的能力Fe≤ Fmax
2、保证足够的寿命σmax=σ1+σC+σb1≤[σ]
σ1= [σ] –σC -σb1
三、单根带的许用功率P0
Fmax v 1 v P0 F1 (1 f v ) 1000 1000 e 1 v 1 A(1 f v ) 1000 e 1 Av P0 ([ ] c b1 )(1 f v ) 1000 e
Ha（y）--带的中性层到最外层之间的垂直距 离，mm。 dd---带的基准直径，mm。
q---带的质量，kg/m。（表3-1）
最大应力： σmax =σ1+σc+σb
FC qv 2 分析： 1、 MPa c A A
V↑， FC ↑，σC↑，寿命↓ v↑, FC ↑,带对轮的压力↓，摩擦力↓，传动能力↓。 q↑， FC ↑
第二章 带传动（ belt
类型和工作原理
drive）
带传动的受力分析
带传动的应力分析
弹性滑动的打滑
带传动的传动比 带传动的计算准则 带传动的设计计算 带传动的布置和张紧
第二章 带传动（belt
一、工作原理 ΣFf 1、组成：
2、工作原理：绕 性摩擦传动。
n1 T1
drive ）
ΣFf
n2
第一节 带传动的类型和工作原理
α
四、带的弹性滑动、打滑和传动比 （一）、弹性滑动 D
1、带为弹性体 2、紧边和松边 有拉力差。
B C n2
E
n1
A
T1 F
F1>F2
AB--- 静弧；BC---滑动弧。AB<AC DE ---静弧；EF---滑动弧。DE<DF
滑动率ε
VA
d d 1n1
60 1000 d d 2 n2 VD V2 m /s 60 1000 d d 2 n2 V1 V2 1V1 d d 1 n1 dd 2 n1 i n2 d d 1 (1 )
轮包角α 1＝1600， α 2＝2000，带的张紧力F0=200N，n1＝ 960r/min，dd1＝140mm。试求： 1）带应传递的有效圆周力Fe？ 2）计算此带传动所能传递的Fmax？ 3）分析带的传动能力?如何改善？
解：1）带速
601000 带应传递的有效圆周力Fe
v
d d 1n1
V1 m /s
二、打滑
当带传递的有效圆周力大于带的传动能力， 即Fe> Fmax时，滑动弧扩展到整个包角上时， 带和带轮之间会产生显著的相对运动，带不 再随同带轮运动，这种现象称为打滑。
三、传动比
dd 2 n1 i n2 d d 1 (1 ) n1 d d 2 i n2 d d 1
f: 1） 材质，带轮常用铸铁材料；
2） 摩擦面形状,槽面摩擦,摩擦力大,故V带传动能力大。
V带与平带传动的摩擦因数
FQ
fFN
FQ
fFN
FN
FN
Ff=FQf Ff—摩擦力
F f FQ
f sin 2 f cos 2

FQ f v
f＜fv
结论：
F0适当，f和α 尽可能大，传动比 适当，且松边在上，紧边在下。 V带的传动能力>平皮带。
主动轮
从动轮
扰性带紧套在轮上，靠带与轮间的
摩擦力ΣＦｆ传递运动和动力。
二、带传动的类型
平皮带（flat belt ）
V型带（V-belt ）
按带的截面形状分：
多楔带（poly V-belt ）
圆形带（round belt ） 同步带（synchronous belt ）
二、带传动的类型
开口传动 按带的传动方式分 交叉传动

140 960
601000
＝7.03 m/s
Fe=1000P/V=1000x2/7.03=284.5N 2）带能传递的最大有效拉力Fmax (α1＝(160/180) =2.79 ; e fα =e 0.51×2.79＝4.15)
e f 1 4.15 1 Fmax 2 F0 f 2 200 244.7 N e 1 4.15 1 3）传动能力分析
∵ Fe>Fmax （284.5＞244.7），传动打滑，传动能力不够。 提高传动能力的措施（增加张紧力）： 由 F max=2F0(e fα -1)/(e fα +1)
得： F0=233.2N
五、带轮
1、轮缘：有标准槽形，见表（3-2）
2、轮毂：长度L =（1.5 ～2）d ;当轮缘宽B <1.5d时 L=B； 外径d1=（1.8～2）d。 3、轮辐：实心式：带轮基准直径dd≤(2.5 ～3)d ；
1、P0试验条件：载荷平稳、特定带长、包 角α1=π、i=1、N=108、化纤强力层。
P0值见表3-4。
P0
dd1
使用P0值注意事项： 1、使用条件与试验条件一致： 2、使用条件与试验条件不一致时： P0值的修正
[P0]=（ P0 +△P0）KαKL
△P0---功率增量kW
Kα---包角影响系数，见表3-7。
•标记：带型、带长和标准代号组成。
例：A-1600 GB11544-1989
三、带传动的优缺点
优点：缓和冲击、吸收振动、传动平稳

噪音低
有过载保护作用
结构简单、制造维护方便。
可实现大距离的直接传动。
缺点：传动比不准、传动效率低
作用在轴上的力较大 外廓尺寸大
四、适用场合
中心距较大、不需要精确传动比、
8、确定带的根数Z
pca pca Z [ p0 ] ( p0 p0 )k k L
9、确定初拉力F0
500Pca 2.5 F0 ( 1) qV 2 ZV K
10、计算压轴力FQ:
FQ=2ZF0sin（α1/2）
N
α1 α1
例：某带传动传递功率P=2KW，摩擦因数f＝0.51，带
Ｆｆ =F1 － F2= Fe
F1=F0+Fe/2
F2=F0- Fe/2
Fe---有效圆周力（有效拉力），N；
V--带线速度，（m/s）
FeV P kw 1000
二、带所能传递的最大有效拉力（临界值） Fmax
1、临界状态下紧边拉力F1与松边拉力F2的关 系（欧拉公式）
F1 f e F2
f—带与带轮间的摩擦因数。 α1 α---带轮的包角。 D2 D1 0 1 180 57.3 0 a D2 D1 1 ( 弧度） a
2节
1、拉应力
第三节 带传动的应力分析
σ2
F2
紧边拉应力 1
F1 MPa A F2 松边拉应力： 2 MPa A
2、离心应力
qv2 c A
MPa
F1 σb1
3、弯曲应力
2ha b E MPa dd
σb2
max 1 b1 c
式中： E----带的弹性模量,MPa。
ΣFf1
n1
F2
F2
n2
ΣFf2
T1 F1 F1
F1+F2=2F0 F1-F2=2 △F=Ff＝Fe 带一边被拉紧,一边被放松。