机械设计第8章带传动
机械设计基础---带传动设计(第八章)
带传动概述
一、类型、特点
1．带传动的组成及工作原理
组成： 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；
固联于从动轴上的带轮3(从动轮)； 紧套在两轮上的传动带2。
传动原理
摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从 动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动） 。 啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动 轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。
∴ 带绕过主动轮时，将因缩短而使带相对于轮1向后滑动，使 带速落后于轮速，即 v带<v1；带绕过从动轮时情况相反。 因带两边拉力不等、带的弹性变形量变化所导致的带与轮之间 的相对运动称为弹性滑动。弹性滑动只发生在接触弧的局部。
（演示→ ）
带传动的几何计算和基本理论
弹性滑动后果： (1) v1 > v带 > v2 (2) η↓ (3) 带磨损 (4) 带温度↑ 速度降低的程度可用滑动率ε来表示：
带传动的张紧装臵
一、定期张紧装臵
（详细介绍）
普通Ｖ带传动的结构设计
二、自动张紧装臵 三、采用张紧轮张紧装臵
带传动的张紧2
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。
链传动概述
组成：主、从动链轮、传动链 工作原理：链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动 和动力。
一、链传动的特点和应用
◆ 与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低
速情况下工作。 ◆ 与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。 ◆ 链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。 ◆ 链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不 宜采用齿轮传动的场合。
机械设计第八章带传动
一.传动的重要性：
机械传动
1.调整速度：减速箱、变速器 2.改变运动形式：回转、摆动、直线运动 3.传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构 4.安全、维护、尺寸、工作停歇等的需要(分离、制动)。
二.机械传动分类：
按传动 方式分
摩擦传动
机 械 传 动
啮合传动
直接接触 摩擦轮传动 靠中间件 带传动 直接接触 齿轮、蜗杆及螺 旋传动 靠中间件 链、同步带传动 有级变速传动 无级变速传动
四.应用范围
主要用于两轴平行且转向相同的场合。以 及对传动比无精确要求的中小功率传动。
一般： i 7
v 5 ~ 25m / s
a 10 m
P 50 kw
五. V带的类型与结构 V带的类型： 普通V带、窄V带、宽 V带、 大楔角V 带、汽车V带等。
1.普通V带： 1）组成：顶胶、底胶、抗拉体、包布
取主动轮一端的带为分离体， 其受力：F1、F2、N、Ff
TO1 0 : Ff
d p1 2
F2
d p1 2
F1
d p1 2
Ff
0
Ff F1 F2 Fe
1000 P 其中： Fe v
N O 1
有效拉力
Fe F1 F0 2 F2 F0 Fe 2
滑动率——从动轮对主动轮速度的相对降低率。
d d 2 n2 v1 v 2 1 v1 d d 1 n1
传动比
dd 2 n1 i n2 d d 1 (1 )
3.带传动的打滑： 1）正常工作时：Fe< Fec 弹性滑动只在带离开带轮前的 一部分接触弧上发生。 动弧B1C1、滑动角 静弧A1C1、静止角
机械设计基础第8章 带传动
第8章带传动带传动是一种常用的机械传动形式，它的主要作用是传递转矩和转速。
大部分带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。
本章将对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法。
着重讨论V带传动的设计计算，同时对同步带传动作了简介。
8.1 概述如图8.1所示，带传动一般是由主动轮1、从动轮2、紧套在两轮上的传动带3及机架4组成。
当原动机驱动带轮1（即主动轮）转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮2一起转动，从而实现运动和动力的传递。
图8.1 带传动8.1.1 带传动的类型1．按传动原理分（1）摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。
2．按用途分（1）传动带传递动力用；（2）输送带输送物品用。
本章仅讨论传动带。
3．按传动带的截面形状分（1）平带如图8.2 a）所示，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。
常用的平带有胶带、编织带和强力锦纶带等。
（2）V带V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如图8.2 b）所示。
传动时，V带与轮槽两侧面接触，在同样压紧力F Q的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功率也较大，且结构紧凑。
（3）多楔带如图8.3所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。
多楔带结构紧凑，可传递很大的功率。
（4）圆形带如图8.4所示，横截面为圆形，只适用于小功率传动。
（5）同步带带的截面为齿形，如图8.5所示。
同步带传动是靠传动带与带轮上的齿互相啮合来传递运动和动力，除保持了摩擦带传动的优点外，还具有传递功率大，传动比准确等优点，多用于要求传动平稳、传动精度较高的场合。
图8.2 平带和V带图8.3 多楔带图8.4 圆形带图8.5 同步带8.1.2 带传动的特点和应用带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。
过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。
机械设计基础第8章 带传动
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第二节 带传动的受力分析及运动特性 一、传动的主要几何参数 带传动的主要几何参数有中心距a、带长L（V 带为Ld）、包角α和带轮基准直径d等，如图8.6所 示。
图8.6 带的几何参数
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二、带传动的受力分析 带以一定的初拉力张紧在两带轮上，使带与带 轮接触面上产生正压力。带传动未工作时，带的两 边都受到相同的初拉力F0,如图8.7（a）。带传动 工作时，主动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向一 致；从动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向相反， 如图8.7（b)，这样，传动带两边的拉力就不相等。
因此，带传动的传动比i和转速n2应为
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第四节 普通V带传动计算 一、带的规格 通V带为无接头的环形橡胶带，由伸张层（顶 胶）、强力层（抗拉体）、压缩层（底胶）和包布 层（胶帆布）组成如图8.11。
图8.11
V带的结构
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图8.12
V带的节线和节面
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表8.1
普通V带截面尺寸（GB 11544—89）
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三、带轮结构尺寸 带轮结构如图8.15。带轮基准直径较小时，常 采用实心式结构，代号为S，如图8.15(a)；中等直 径小于350 mm的带轮可采用腹板式结构，代号为 P如图8.15(b)；若腹板面积较大时，在板上加工出 孔，为孔板式，代号为H如图8.15(c)；直径大于35 0 mm时，可采用轮辐式结构，如图8.15(d)。
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二、带传动的主要失效形式及设计准则 （1）主要失效形式 1）打滑 当传递的圆周力F超过了带与带轮之 间摩擦力总和的极限时，发生过载打滑，使传动失 效。 2）疲劳破坏 传动带在变应力的长期作用下 ，因疲劳而发生裂纹、脱层、松散，直至断裂。
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（2）设计准则 带传动的设计准则是：保证带传动不发生打滑 的前提下，充分发挥带传动的能力，并使传动带具 有一定的疲劳强度和寿命。
机械设计第8章带传动
设带的总长不变，则紧边拉力的增量应等于松边拉力的减量：
F1 + F2 = 2 F0
①取绕在主动轮一侧的带为分离体：
F2 Ff
O1
T=0
D1 D1 D1 Ff F2 F1 0 2 2 2
n1
Ff F1 F2
上式表明：摩擦力Ff 提供了松边、紧边的拉力差。
主动轮
F1
②取主动轮及绕于其上的带为分离体：
2）V带
应用最广的带传动，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。
普通V带
窄V带
宽V带
FQ
FN FQ
/2
平带传动----平面摩擦
FN= FQ
摩擦力: F f = FN f = f FQ
Ｖ带传动----槽面摩擦
FN sin /2 FQ= 2 2
/2
FN=
FQ
sin /2
三、带传动的特点(主要针对摩擦型）
优点：
☻ 缓冲，吸振，平稳无噪音。
用于高速轴：★电机→带传动→齿轮传动→工作机 ☻ 适宜远距离传动。
☻ 过载时打滑可防止其它零件损坏。
☻结构简单、成本低廉。
缺点：
☻有弹性滑动，传动比不稳定。 ☻带的寿命较短，传动效率较低。 ☻需要张紧装臵。
☻ 不宜用于高温、易燃、易爆场合。
中性层
bp 节宽bp：节面的宽度。
节面
dd
带轮槽宽尺寸等于带的节宽bp处的直径---基准直径dd
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度---带的基准长度Ld
表8-2 V带的基准长度系列及长度系数KL 基准长度 KL 基准长度 KL Ld / mm Y Z Ａ Ｂ Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ Ｃ 200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91 250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93 280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07 355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97 400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02 450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04 500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07 560 0.82 5600 1.09 630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15 800 0.90 0.85 8000 1.18 900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.23 1120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 12500 1400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86
《机械设计基础》(贾磊)课件 第8章 带传动
8.2.2 V带轮的材料、结构及轮槽 尺寸
V带轮的结构尺寸可以查设计手册，也可以按下面的经验公式确定。 d1＝（1.8～2）d，D0＝0.5（D1＋d1）
d0＝（0.2～0.3）（D1－d1），C΄＝（1/7－1/4B）S h2＝0.8h1，b1＝0.4h1，b2＝0.8b1，f＝0.2h1，f1＝0.2h2
在带传动中，起传递作用的拉力是紧边与松边的拉力之差，称为有效 拉力，用F表示。其表达式为
F＝F1－F2 有效拉力的值等于带与带轮之间接触面上摩擦力的总和，于是可得带 传动所传递的功率为
P Fv 1000
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8.3.1 带传动的工作情况分析
带传动的紧边拉力与松边拉力的关系可以用欧拉公式表示为
L＝（1.5～2）d（当B＜1.5d时，L＝B）
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8.2.2 V带轮的材料、结构及轮槽 尺寸
3．V带轮的轮槽尺寸
V带轮轮槽的横截面及其各部分尺寸如表8-4所示。
注意： V带两侧间的夹角（楔角）为40°，但V带弯曲时，V带的下部会膨胀
，使得弯曲的V带的楔角小于槽轮的轮槽角。为了使皮带与槽轮侧面保持 接触良好，应使轮槽角小于楔角，国标规定V带轮的轮槽角为32°、34°、 36°、38°。
在工程实际中，带的实际工作条件与上述特定条件不同，所以应对P0 加以修正。因此，实际工作条件下单根V带的基本额定功率[P0]为
[P0]＝（P0＋ΔP0）KαKL
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8.3.2 V带的设计计算
2．带传动的设计步骤与参数的选择
（1）确定计算功率
计算功率是指根据传递的额定功率，并考虑载荷性质以及每天工作运 转时间的长短等因素的影响而确定的，即
机械设计复习题(八)
4
13.666 m s 60 1000 60 1000 F v 1000 P 1000 4.82 由 P ec 得Fec 352.7 N 1000 v 13.666 F e fv 1 e fv 1 由 Fec 2 F0 fv 得F0 ec fv 551.6 N e 1 2 e 1 F 352.7 F1 F0 ec 551.6 727.95 N 2 2 F 352.7 F2 F0 ec 551.6 375 25 N 2 2 2、解： 1）D 点上带速大于带轮圆周速度； 2）A、C 点上带速等于带轮圆周速度； 3）B 点上带速小于带轮圆周速度。
3
1、A；2、B；3、B；4、A；5、B；6、A；7、A；8、C；9、D；10、C；11、B； 12、B；13、A；14、D；15、B；16、A；17、D 四、简答题 1、 （1）带是弹性体，当带受拉时将产生弹性伸长。拉力越大，伸长量越大；拉力 较小，伸长量也小。带刚绕入主动带轮时，带速与主动轮的圆周速度相等。当带 随着主动轮由紧边转至松边过程中，带所受的拉力逐渐减少，带逐渐收缩，带沿 主动带轮的表面产生向后的爬行现象，这种现象称为带的弹性滑动。 （2）当带传递的外载荷增大时，要求有效拉力随之增大。当有效拉力达到一定 数值时， 带与小带轮轮槽接触面间的摩擦力总和将达到极限值。若外载荷超过这 个极限值，带将沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。 2、因为带传动具有缓冲吸振，传动平稳，噪声小的特点。正常运行的条件是带 和带轮间不发生打滑，带在一定限度内不发生疲劳损坏。 3、 （1）v 带工作一段时间后，就会由于塑性变形而松弛，有效拉力降低，为了保 证带传动的正常工作，应定期张紧。 （2）滑道式定期张紧、摆架式定期张紧、利用自身重量的自动张紧、调位式内 张紧轮张紧等。 4、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 量也由 δ1 减小为 δ2 。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了 （δ1-δ2） ，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， 这种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。 5、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内侧， 使带只受单向弯曲。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的 包角。 6、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。设计准则：在保证带传动不打滑的条 件下，具有一定的疲劳强度和寿命。设计 V 带传动时发现 V 带根数过多，可采 用：改选带的截型，重新计算来解决。 7、张紧力 F0 越大，则带传动的承载能力就越大，但同时带中所受的拉应力也越 大，从而降低带的寿命；张紧力越小，虽可减小带中的拉应力，提高带的寿命， 但带传动的承载能力会降低。 五、分析计算题 1、解：
机械设计 带传动
第八章带传动重点：带传动的原理受力分析应力分析带传动的设计过程难点：带传动的受力分析组成：主动轮，从动轮和环行带主要应用场合：中小功率传动系统（目前，国外的带式输送机已有飞速发展，如：Austrilia某带式输送机的单机长度已达34公里；荷兰鹿特丹多机（17段），达206公里）本章主要内容▪带传动的特点和工作原理；▪带传动的类型及其特点；▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；普通V带传动的设计。
重点难点▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；【主要内容】▪带传动的特点和工作原理；▪带传动的类型及其特点；▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；▪普通V带传动的设计。
【重点难点】▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；第一节概述带传动是通过中间挠性件（带）传递动力和运动的。
按工作原理可分为摩擦传动和啮合传动两种。
本章主要介绍第一种——摩擦带传动1．带传动的组成固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；固联于从动轴上的带轮3(从动轮)；紧套在两轮上的传动带2。
2．传动原理•摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动）。
•啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。
3．带传动的特点优点：适用于较大中心距的传动；能缓和载荷冲击——带有良好的弹性过载时，带在轮面上打滑，起保护作用；运行平稳，无噪音；结构简单，成本低。
缺点：传动的外廓尺寸较大；传动比不稳定；带的寿命比较短（与齿轮传动相比）传动效率低，一般在0.94~0.98之间带传动的类型:摩擦带传动：（按带的剖面形状）平带；V带；圆带；多楔带啮合传动：同步齿形带带传动的型式：开口传动交叉传动半交叉传动所以，往往应用在功率小于等于700千瓦，带速在5~25米每秒的机械中。
机械设计第八章-带传动-思考题-答案
《带传动》课堂练习题一、填空题1普通V带传动中，已知预紧力F o=25OO N,传递圆周力为800 N,若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F i为2900 ，松边拉力F2为2100 。
2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于__ 0 _________ 、__________ 、 f 三个因素。
3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。
4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。
5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。
6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处：皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。
7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小,皮带传动易出现_________打滑现象而导致传动失效。
&在V带传动中，选取小带轮直径D1 > D llim。
的主要目的是防止带的弯曲应力过大。
9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pea和小带轮转速n1查选型图确定。
10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动_______ ，多发生在小带轮上。
刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为—F1=F2e f。
11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同________ 产生的，可引起速度损失________，传动效率下降、带磨损等后果,可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。
12、带传动设计中，应使小带轮直径d> d rnin，这是因为______；应使传动比i <7,这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。
13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。
最大应力等于1+ b1+c ,它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。
14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。
陈立德版机械设计基础第8、9章课后题答案
、第8章 带传动带传动的主要类型有哪些各有何特点试分析摩擦带传动的工作原理。
答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。
前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。
摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。
什么是有效拉力什么是初拉力它们之间有何关系答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力0F 。
当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。
紧边拉力为1F ，松边拉力为2F 。
带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。
设环形带的总长度不变，可推出()01212F F F =+ 小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角1α的公式【答：1α角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。
由于大带轮的包角2α大于小带轮的包角1α，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1α值。
带传动工作时，带截面上产生哪些应力应力沿带全长是如何分布的最大应力在何处答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为1δ、松边上为2δ、1δ> 2δ。
（2）由离心力产生和离心拉应力c δ，作用于带的全长的。
（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力b δ，发生在带上包角所对的圆孤部分，12b b δδ>。
最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。
带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的它们对传动有何影响是否可以避免答：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。
而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是一种不可避免的物理现象。
一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么 答：因为12αα<，故打滑总是先发生在小轮上。
第八章带传动
第八章 带传动一 选择题(1) 带传动不能保证精确的传动比，其原因是 C 。
A. 带容易变形和磨损B. 带在带轮上打滑C. 带的弹性滑动D. 带的材料不遵守胡克定律(2) 带传动的设计准则为 C 。
A. 保证带传动时，带不被拉断B. 保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损C. 保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度(4) V 带轮槽楔角ϕ与V 带楔角θ间的关系是 C 。
A. θϕ=B. θϕ>C. θϕ<(5) 设计V 带传动时发现V 带根数过多，最有效的解决方法是 C 。
A. 增大传动比B. 加大传动中心距C. 选用更大截面型号的V 带(6) 带传动中紧边拉力为1F ，松边拉力为2F ，则其传递的有效圆周力为 D 。
A. 21F F +B. ()221F F −C. ()221F F +D. 21F F −(7) 要求单根V 带所传递的功率不超过该单根V 带允许传递的功率P ，这样，带传动就不会产生 C 失效。
A. 弹性滑动B. 疲劳断裂C. 打滑和疲劳断裂D. 打滑E. 弹性滑动和疲劳断裂(9) 设计V 带传动时，如小带轮包角1α过小 (1α<120°)最有效的解决方法是 A 。
A. 增大中心距B. 减小中心距C. 减小带轮直径(10) V 带轮轮槽与带的三种安装情况如图8-1所示，其中 A 种情况是正确的。
图8-1(11) V 带的楔角等于 A 。
A. 40oB. 35oC. 30oD. 20o(12) V 带带轮的轮槽角 D 40o 。
A. 大于B. 等于C. 小于D. 小于或等于(13) 带传动采用张紧轮的目的是 D 。
A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 调节带的初拉力(14) V 带的参数中， D 尚未标准化。
A. 截面尺寸B. 长度C. 楔角D. 带厚度与小带轮直径的比值(15) 在各种带传动中， B 应用最广泛。
A. 平带传动B. V 带(三角带)传动C. 多楔带传动D. 圆带传动(17) 为使V 带(三角带)传动中各根带受载均匀些，带的根数z 一般不宜超过 C 根。
机械设计基础第八章
， 当量摩擦系数 f′>f， V带传动能力更大。 带传动能力更大。 带传动能力更大 注意： 带楔角为 带楔角为40° 注意：V带楔角为 ° 带轮槽角小于40° 带轮槽角小于 °。
带传动概述
二、带传动的结构（阅读） 带传动的结构（阅读） 机构传动中应用最广的是普通V带传动。（窄 带 机构传动中应用最广的是普通 带传动。（窄V带、宽V带、大 带传动。（ 带 楔角V带 汽车V带 楔角 带、汽车 带） 普通V带是标准件 制成无接头的环形， 带是标准件， 普通 带是标准件，制成无接头的环形，按剖面尺寸大小分为 Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，剖面尺寸由小到大。注意： 七种型号， 、 、 、 、 、 、 七种型号 剖面尺寸由小到大。注意： 节宽b 节径d 和基准直径d 基准长度L 节宽 p、节径 p和基准直径 d，基准长度 d。
带传动的几何计算及基本理论
五、带传动的主要失效形式及设计准则 1、主要失效形式 、 （1）打滑。当传递的圆周力 超过了带与带轮之间摩擦力 ）打滑。当传递的圆周力F超过了带与带轮之间摩擦力 总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。 总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效。 （2）疲劳破坏。传动带在变应力的长期作用下，因疲劳而 ）疲劳破坏。传动带在变应力的长期作用下， 发生裂纹、脱层、松散、直到断裂。 发生裂纹、脱层、松散、直到断裂。 2、设计准则 、 在不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。 在不打滑的前提下， 六、带传动的设计条件和传动功率 根据设计准则，带传动应满足以下两个条件： 根据设计准则，带传动应满足以下两个条件： 1、不打滑条件 、 1000 P 1 F1 ) F= F f lim = F1 F2 = F1 = F1 (1 F≤Fflim fα 1 e fα 1 V
第八章带传动
FN
1
附件2 带传动主要几何参数的计算
2
附件3 柔韧体的欧拉公式的推导
3
4
附件4 离心拉应力公式的推导
5
附件5 带上弯曲应力公式的推导678910
11
12
13
14
15
第三篇 机械传动
一、机器的组成
机器通常由动力机、传动装置和工作机组成
二、传动装置
1=1800－
0.5(d d 2 d d 1 ) sin 2 a
0 0
0.5(d d 2 d d 1 ) 2 a
d d 2 d d 1 180 1 180 180 a
d d 2 d d 1 180 2 180 180 a
38
④求中心距a和带的基准长度Ld
a) 初选a0
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
b) 由a0定计算长度（开口传动） Ld 0
(dd 2 dd1 ) 2 2a0 (dd1 dd 2 ) 2 4a0
c) 按表8-2定相近的基准长度（节线长度）：Ld d) 由基准长度Ld求实际中心距
弹性滑动是带传动 中不 可避免的现象，是正常 工作时固有特性 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
30
打滑造成带的严重磨损并使带的运动处于不稳定 状态
带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以 打滑总是在小轮上先开始的 打滑是由于过载引起的，避免过载就可以避 免打滑
表8-4a，
机械设计第八._带传动_思考题_答案解析
《带传动》课堂练习题一、填空题1、普通V带传动中，已知预紧力F=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为 2900 ，松边拉力F2为 2100 。
2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于 F、α、 f 三个因素。
3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。
4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。
5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。
6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。
7、皮带传动中，预紧力F过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。
8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D1lim。
的主要目的是防止带的弯曲应力过大。
9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。
10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动，多发生在小带轮上。
刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为 F1=F2e fα。
11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。
12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥drnin，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。
13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。
最大应力等于σ1+σb1+σc ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。
14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。
二、选择题1、带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F满足关系 B22、带传动中，选择V带的型号是根据 C 。
机械设计第八章 带传动复习题附答案
第八章 带传动的补充习题1． 试述空载时，带的紧边拉力与松边拉力的比值21F /F 是多少？ 2． 一平带传动在带速V=10m/s 下工作，问当带速增加一倍，可否将平带截面积减小一倍？3．一带传动原中心距mm a 2000=，现将a 改为1600mm ，现问带的牵引能力是提高还是降低？他对带传动的寿命影响如何？4．如图所示宝塔带轮传动，2T 等于常数，升速时511./i =，减速时51.i =，问该图的设计是按升速设计还是按减速设计的？为什么？5． 图示宝塔带轮传动，设已知，主动轴上功率为1P ，转速为1n ，各轮直径为1d d ，2d d ，中心距为a ，材料、尺寸均确定。
现问：a) 增速时，21/i =传动能产生的最大摩擦力比减速时2=i 大还是小？为什么？b) 在2=i ，1=i ，21/i =三种传动中，哪一种情况下的传动寿命较长？为什么？6.图示为V 带的三种安装情况，请指出 那种安装情况是正确的，并说明理由。
7.有一双速电机与V 带组成的传动装置，改变电动机转速可使从动轴得到300r/min 和600r/min 两种转速。
若从动轴的输出功率不变，试述在设计带传动时应按那种转速设计？为什么？8． 如题5图所示V 带宝塔轮传动，635241d d d d d d d d ,d d ,d d ===，轴Ⅰ为主动轴，若从动轴Ⅱ上的阻力距2T 不变，试述那一对轮组和输出功率最小？为什么？ 9． 在平带传动中，小带轮直径mm d d 1001=，大带轮直径mm d d 1502=，在一定功率下打滑，后来改用mm d d 1501=,mm d d 2252=，其它条件不变，传动便可正常工作，试分析为什么？10． V 带传动，已知小带轮直径mm d d 1401=，转速min /r n 9601=，大带轮直径mm d d 4252=，V 带传动的弹性滑动率020.=ε。
试问计入和不计入弹性滑动率，大带轮转速相差多少？11． 已知一V 带传动，传动功率KW P 10=，带速s /m .V 512=，现测得张紧力N F 7000=，试计算紧边拉力1F 和松边拉力2F 。
第8章 带传动
§8-2 带传动的工作情况分析
§8-2 带传动的工作情况分析
一、受力分析 带传动尚未工作时， 带传动尚未工作时，带所受的 拉力称为初拉力 初拉力， 表示。 拉力称为初拉力，用 F0 表示。 带传动工作时，一边拉紧， 带传动工作时，一边拉紧，称 为紧边；另一边放松，称为松边。 紧边；另一边放松，称为松边。 松边 变形 紧边 松边 变形量 ∆l1 ∆l2 力 力变化量 ∆F1=F1-F0 ∆F2=F0-F2
普通Ｖ §8-3 普通Ｖ带传动设计
概 述
类型：V带有普通V带、窄V带、宽V带、联组V带等多种类型，其 类型： 带有普通V 联组V带等多种类型， 中普通V带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。 中普通V带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。 bp 包布 （1）标准普通 带 ）标准普通V带 带已经标准化， ♦ 普通 V 带已经标准化 ， 是 无接头的环形带。 无接头的环形带。 ♦主要参数
带传动概述4 带传动概述4
概 述
4．带传动的特点 ．带传动的特点 优点： 适用于中心距较大的传动， 优点： 1. 适用于中心距较大的传动， 2. 带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小； 带有弹性，能缓冲减振，运转平稳，噪音小； 3. 摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零件。 摩擦带传动过载时带与带轮打滑，以此保护其他零件。 4. 结构简单，成本低； 结构简单，成本低； 缺点：1. 带的寿命短，在有油的场合，寿命更短； 缺点： 带的寿命短，在有油的场合，寿命更短； 2. 对摩擦带传动，传动比不恒定； 对摩擦带传动，传动比不恒定； 3. 效率较低。 效率较低。 5．带传动的应用 ．带传动的应用 在各类机械中应用广泛， 在各类机械中应用广泛，但摩擦带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合。 要求的场合。
贵州大学机械设计课程教案 第8章 带传动
贵州大学机械设计课程教案第8章带传动贵州大学机械设计课程教案第8章-带传动一第十一章带传动一、多项选择题11－1平带、v带传动主要依靠___________传递运动和动力。
（1）皮带张紧张力（2）皮带与皮带轮接触面之间的摩擦（3）皮带预紧力11-2在一般的动力传动机械中，主要用于__________________。
（1）平带（2）同步带（3）V带（4）多楔带11－3平带传动要实现两平行轴同方向回转，可采用___________传动。
（1）交叉（2）半交叉（3）开口（4）角度在11-4v皮带传动中，皮带轮的参考直径为。
（1）d1（2）d2（3）d3（4）d411-5在以下普通V型皮带中，皮带的截面尺寸最小。
（1）a（2）c（3） E（4）Z问题11-4图11-6图11-6皮带速度V>30m/s，传动轴速度n1=1×104~5×104R/min的皮带传动属于高速皮带传动。
除了要求皮带轮重量轻、重量均匀对称外，皮带传动还在轮辋表面上开一个环形槽，以便。
（1）为了动态平衡（2）防止皮带脱落（3）防止皮带和轮辋表面之间形成空气层，并降低摩擦系数（4）减少皮带轮的重量11－7带传动中，在预紧力相同的条件下，v带比平带能传递较大的功率，是因为v带着。
（1）强度高（2）尺寸小（3）有楔形增压作用（4）没有接头11－8v带传动中，带截面楔角为40o，带轮的轮槽角应__________40o。
（1）大于（2）等于（3）小于在11-9皮带传动中，V1是主动轮的圆周速度，V2是从动轮的圆周速度，V是皮带速度。
这些速度之间的关系是。
（1）v1=v2=v（2）v1＞v＞v2（3）v1＜v＜v2（4）v1=v＞v211－10带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为___________。
（1）带的材料不符合虎克定律（2）带容易变形和磨损（3）带在带轮上打滑（4）带的弹性滑动11－11带传动工作时产生弹性滑动是因为___________。
机械设计 第8章-带传动 (1)
单根带的基本额定功率P0 ：
v 1 v 1 v P0 Fec F1 (1 fV ) 1 A(1 fV ) 1000 1000 1000 e e
表8-4a给出了P0值——在 α=π，Ld为特定长度、载荷平稳的条件 下计算出。
15
第八章 带传动
型 小带轮基 号 d / mm d1
2 F0 F1 F2
6
第八章 带传动
取主动轮一端带为分离体： ΣMo1=0 Ff
D1 D D F2 1 F1 1 0 2 2 2
F2
F f F1 F2
n1
带传动的有效拉力等于摩擦力总和：
Ff
F1
Fe F f Fe F1 F2
有效拉力与传递功率关系： P Fe v 1000 2 F0 F1 F2 F1 F0 Fe / 2
Q
N’
平带传递的摩擦力：F f V带传递的摩擦力:
Nf Qf
Ff 2 N ' f
Ff 2 N ' f Q sin
Q N ' sin 2 2
2 f Q. fV
10
第八章 带传动
紧边拉应力： 1 F1 / A （MPa） 松边拉应力： 2 F2 / A （MPa）
16
第八章 带传动
（二） 单根带的额定功率Pr 实际工作条件与特定条件不同时，应对P0值加以修正,得Pr。
P ( P P ) K a K L r 0 0
Kα 包角系数 ——考虑α≠180˚时对传动能力的影响，表8—5 KL 长度系数 ——考虑带长不为特定长度时对传动能力的影响，表8—2 ∆P0 功率增量 ——考虑在i≠1，单根V带的功率增量，表8-4b
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1 f Fec F fc 2( F0 ) min e 1 1 f e 1
1）（F0）min，（F0）min ↑→ Ffc ↑ （F0）min 过大, → 带的磨损加剧, 加快松弛,降低寿命。 （F0）min 过小, → 影响带的工作能力，容易打滑。
2）包角 α↑ → Ff c↑ → Fec ↑，对传动有利。 3）摩擦系数 f↑ → Ffc ↑ ，对传动有利。
Ｖ带传动----槽面摩擦
FN sin/2 FQ= 2 2
φ/2
FN=
FQ sin/2
摩擦力: F f = FN f =
f’=
f sin/2
FQ
sin/2
f= FQ f ’
= 3 f FQ
FN 2
FN 2
---当量摩擦系数
∵φ≈40°, sinφ/2≈0.3 ∴ f ’ ≈3 f 由于Ｖ带与轮槽之间是V型槽面摩擦，故可产生比平带更大的 摩擦力，因而能传递较大的功率。在工业上，应用最广泛。
带传动工作情况的分析
带绕过带轮时因弯曲变形 而产生弯曲应力。V带中的弯 曲应力如图所示。 由材料力学公式得带的弯曲应力
h b E dd
MPa
d d1 d d 2 b1 b 2
§8-2
σb1
带传动工作情况的分析
σ2 σc
离心应力
σb2 n2 α2
α1 n 1
σmax σ1
V带的基准长度系列及长度系数KL KL 基准长度 KL Ａ Ｂ Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ Ｃ 2000 1.08 1.03 0.98 0.88 2240 1.10 1.06 1.0 0.91 2500 1.30 1.09 1.03 0.93 2800 1.11 1.05 0.95 3150 1.13 1.07 0.07 3550 1.17 1.07 0.97 4000 1.10 1.13 1.02 4500 1.15 1.04 5000 1.18 1.07 5600 1.09 0.81 6300 1.12 0.83 7100 1.15 0.85 8000 1.18 0.87 0.82 9000 1.21 0.89 0.84 10000 1.23 0.91 0.86 11200 0.93 0.88 12500 0.96 0.90 14000 0.99 0.92 0.83 16000 1.01 0.95 0.86
pb 节距 节园 节线
组成：同步齿形带以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。
结构特点：传动带内表面上等距分布有横向齿，带轮轮 面也制成相应的齿槽。 传动特点：靠带齿与轮齿间的啮合实现传动，两者无相 对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。
§8-1
概述
啮合型带传动 ----同步带传动
优点：1. 传动比恒定； 2. 结构紧凑； 3. 抗拉强度高，故带速高达40m/s，传动比可达 10，传递功率可达200 KW； 4. 效率高，高达0.98。 缺点：成本高；对中心距及其尺寸稳定性要求较高。
第三篇 机械传动
三、传动类型选择概要
已知：功率P、传动比i以及工作条件，如何选择传动类 型？ 选型依据： 效率高、外廓尺寸小、质量小、运动性能良好及符合生 产条件（生产的可能性、预期的生产率及生产成本）等。 考虑因素： 1、功率与效率； 2、速度； 3、外廓尺寸、质量和成本
第八章
§8-1 §8-2 §8-3 §8-4 §8-5 概述
节面：由全部节线构成的面。 节宽(bp)：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/bp) 约为0.7的v带。
§8-1
概述
基准直径 dd : V带轮上与所配用 V带的节面宽度bp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/bp) 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。
拉应力
应力分布情况示意图
最大应力σmax出现在带的紧边开始绕上主动带轮处。
max 1 b1 c
（四）带的弹性滑动与打滑
设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为： 紧边：
F1 1 AE
松边： 2
F2 AE
1
∵ F1 > F 2
∴ ε
> ε
2
2
带绕过主动轮1时，带的拉力 F n2 n1 由F1逐渐减小到F2，产生弹 F F 性收缩，使带一边随主动轮 绕进，一边又沿轮面向后滑 主动轮 从动轮 动.带的速度v低于主动轮的 速度v1。 带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使 带速超前于轮速。带的速度v高于从动轮的速度v2 .
§8-1
三、带传动的类型
概述
1、按工作原理分：
1）摩擦型带传动 2 ） 啮合型带传动 ---同步带传动
§8-1
三、带传动的类型 2、按横截面形状可分为: 平带 V型带 多楔带 圆形带
概述
平带传动
V带传动
FQ
FN FQ
φ/2
平带传动----平面摩擦
FN= FQ
摩擦力: F f = FN f = f FQ
§8-1
四、V带的类型与结构
概述
2、结构组成：芯绳（强力层）、顶胶（伸张层）、 底胶（压缩层） Nhomakorabea包布层。
包布层 伸张层 强力层
帘布芯结构
压缩层
绳芯结构
制造较方便
柔韧性好，抗弯强度高
§8-1
3、类型
概述
普通V带有：Y、Z、A、B、C、D、E 等型号,已标准化
表8-1
型 号 Y 6 Z A 顶宽 b
表8-2 基准长度 Ld / mm 200 224 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 Y Z 0.81 0.82 0.84 0.87 0.89 0.92 0.96 0.79 1.00 0.80 1.02 0.81 0.82 0.84 0.86 0.90 0.92 0.94 0.95 0.98 1.01 1.04 1.06
§8-2
带传动工作情况的分析
（二）带传动的最小初拉力和临界摩擦力
临界摩擦力Ffc或Fec
在最小初拉力(F0)min的作用下，带与带轮间能够产 生的最大总摩擦力是带传动即将打滑时的摩擦力。
1 1 f Fec Ffc 2( F0 ) min e 1 1 f e
影响临界摩擦力的因素：
Fe一定，预拉力F0越大，F1与F2越大; F0一定，有效圆周力Fe越大， F1加大，F2减小， 同时传递的功率越大，当功率增大到一定时， 摩擦力也达到极限，此时带将沿着轮面全面滑 动，这种现象称为打滑。
§8-2
带传动工作情况的分析
在带速一定的条件下，带传动所传递的功率P决定 了带传动应有的有效拉力Fe，也就相应地决定了传 动带和带轮间应该至少具有的总摩擦力Ff，以及传 动带应具有的最小的初拉力(F0)min。 带轮的初拉力F0必须大于带传动正常工作所要求 的最小的初拉力(F0)min，否则主动带轮将带不动从 动带轮，带传动将出现整体打滑。但过大的初拉力 是没有必要的。传动带的紧边拉力F1与松边拉力F2 取决于带的初拉力Fo和带传动的有效拉力Fe。在带 传动有效拉力Fe给定的条件下，把传动带张得过紧， 只会无谓地增大传动带的紧边拉力F1和松边拉力F2， 从而使传动带因过度磨损而很快松弛。
§8-1
三、带传动的类型 2、按横截面形状可分为: 平带 V型带 多楔带 圆形带
概述
多楔带兼有平带弯曲应力小和Ｖ带摩擦力大等优 点，常用于传递动力较大而又要求结构紧凑的场合。 圆形带的牵引能力小，常用于仪器和家用器械中。
§8-1
四、V带的类型与结构
1、分类
概述
V带是一种标准件
普通Ｖ带 -----应用最广 窄Ｖ带 齿形Ｖ带 宽Ｖ带 联组Ｖ带 大楔角Ｖ带
带传动
带传动工作情况的分析 普通V带传动的设计计算 V带轮的设计 V带传动的张紧、安装与防护
本章学习的基本要求：
（一）熟练掌握的内容
1）带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑等基本理论
2）带传动的失效形式、设计准则及影响传动能力的主要因素； 3）普通V带传动的设计计算及参数的选择。 （二）一般了解的内容 1）带传动的主要类型、工作原理和应用特点；
合作用，将运动和动力通过传动带3传递给从动带轮2。
§8-1
摩擦型带传动 F0
1 n1
概述
F0
2 n2
潘存云教授研制
F0
3
F0
工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力 使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩 擦力拖动从动轮一起同向回转。
应用实例：皮带输送装置。
啮合型带传动 ----同步带传动
（三）带的应力分析
1.拉应力 紧边：
F1 1 A F 2 2 A MPa
MPa
A----带的横截面积
松边：
F1 F2 1 2
2.离心拉应力
Fc qv2 c A A
MPa
离心力只发生在带作圆周运动的 部分，但由此引起的拉力却作用 于带的全长。
§8-2
3.弯曲应力
F1 – F0 = F0 – F2
由Ff 与F1 、F2对轴心的力矩平衡条件，得： Ff = F1 - F2
带传动的有效拉力：
Fe v 传递功率与有效拉力和带速之间的关系： P 1000
Fe = F1 - F2 = Ff