第九章挠性传动设计(1)

一、带传动的类型
从传动方式来看，主要可以分为两种（如图9-1、9-2 所示）：1）摩擦型带传动；2）啮合型带传动。
图9－1
图9－2
摩擦型带传动 通常由主动轮、从 动轮和张紧在两轮 上的环形传动带组 成，由于带已被张
图9－1
紧，传动带在静止时已受到预拉力的作用，带与带轮之 间的接触面间产生了正压力。当主动轮转动时，依靠带 与带轮接触面之间的摩擦力，拖动传动带进而驱动从动 轮转动，实现传动。
图9－3
平带传动结构最简单，传动效率较高，在传动中心 距较大的场合应用较多。除了正常的传递方法外，还可 以实现交叉和半交叉传动，如下图所示。V带传动的传 动能力较大，在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应 用较多，是带传动的主要类型。
图9－4
图9－5
如图所示，若平带
和V带受到同样的
压紧力 FN ，带与 带轮接触面之间的
图9－2
啮合型带传 动由同步带传动， 它是由主动同步 带轮、从动同步 带轮和套在两轮 上的环形同步带 组成。
摩擦型带传动又可以分为：
平带：工作面为内表面，弯曲应力小。 V带：工作面梯形的两侧面，传动功率比平带大。 多楔带：工作面是楔形两端的侧面，具有上面两个优点。 圆形带：牵引力小，多用于仪表和家电中。
但是，和齿轮传动相比，它也有一些缺点： 1）摩擦型带传动不能保持准确的传动比，传动效率 较低； 2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力 较大； 3）带的寿命较短。 这种传动在近代机械中应用的十分广泛，常用于中、 小功率，带速在5～25m/s，传动比
i 7, 0.94 ~ 0.97 的情况下。
所示。
带传动主要是依靠摩擦或啮合实现的。 与其它的传动相比，这种传动具有以下优点： 1）中心距变化范围大，适宜远距离传动； 2）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可以防止其 它零件的损坏； 3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格，结构简 单、价格低廉； 4）能起到缓冲和吸收振动，传动平稳，噪音小。 5）维护方便，不需要润滑等。
第九章 挠性传动设计 （带传动与链条传动）
1．教学目标 1) 带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。 2) 普通V带传动的设计计算和主要参数对传动性能的 影响。 3) 滚子链传动的运动特点、失效形式。 4) 滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择。
挠性传动主要包括带传动和链传动。他们都是 通过挠性曳（ye）引元件，在两个或多个传动轮之 间传递运动和动力。
长度称为基准长度 Ld 。
图9－8
§9.2 带传动的理论基础
一．带传动中的力分析
V带传动是利用摩擦力来传递运动和动力的，因此我们在 安装时就要将带张紧，使带保持有初拉力F0，从而在带 和带轮的接触面上产生必要的正压力。此时，当皮带没
图9－9
有工作时，皮 带两边的拉力 相等，都等于 初拉力F0如图 所示。
我们定义传动带两边拉力之差为有效圆周力Fe 。 取主动轮一边的皮带为分离体，设总摩擦力为Ff （也就是有效圆周力），则有：
Fe
D1 2
F1
D1 2
F2
D1 2
即：Fe Ff F1 F2
而皮带传递的功率为：
P Fev (kw) 1000
v——带速（m/s）
如果认为带的总长不变，则两边带长度的
摩擦系数也同为f， 平带与带轮接触面
图9－6
上的摩擦力为 ：
Ff FN f
而V带与带轮接触面上的摩擦力为：
Ff
2FN' f
FN f
sin( / 2)
FN fv
式中： f v 为当量摩擦系数。
普通V带的楔角为40°，因次可以估算得 f v
＝（3.63～3.07）f 。也就是说，在同样得条件下，
达10，传递功率可达200Kw，效率高，约为 0.98。
缺点：结构复杂，价格高，对制造和安装要求高。
所以本章主要介绍带传动中的V带传动。
二、V带的结构和标准
V带结构如图所示，有四层组成。V带有许多种类
型和型号，有普通V带、宽V带、窄V带、大楔角V带、
汽车V带等等，都是
标准件，在手册中
都可以查到。这一
部分我们主要以标
准普通V带进行介绍，
图9－7
其方法是一致的。
对于普通V带国家标准规定有Y、Z、A、B、C、D、E 等7种型号。
当带受到垂直于其底边的弯曲时，带中原长度保 持不变的一条周线称作节线，而全部节线所组成的面
称作节面，节面的宽度称作节宽，用 b p 表示。其断面
尺寸见教材表格。 普通V带采用基准宽度制。所谓基准宽度制是以
平带V带在接触面上所受得正压力不同，V带传动 产生的摩擦力比平带大的多。所以一般机械中多采 用V 带。
多楔带传动兼有平带和V带传动的特点，主要用于 传递大功率、结构要求紧凑的场合。
圆带的传动能力较小，一般用于轻型和小型机械。 啮合型传动带又称为同步带，其特点如下：
优点：传动比恒定，结构紧凑，带速可达40m/s，i 可
基准线的位置和基准宽度来确定带轮的槽型、基准直 径和V带在槽中的位置。
V带的节面在轮槽内的相应
位置的宽度称作轮槽的基准宽度
（bd），等于 b p ，用来表示轮槽
的特征值，是带轮和皮带的基准
尺寸。在轮槽基准宽度处的直径
称作带轮的基准直径（节径）d d 。
V带轮在规定的张紧力下，位
于测量带轮的基准直径上的周线
增减量应相等，相应拉力的增减量也应相等，
带传动中所使用的挠性曳引元件为各种形式的 传动带，按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型 带传动。
链传动中所用的挠性曳引元件为各种形式的传 动链。链传动通过链条的各个链节与链轮轮齿相互 啮合实现传动。
§9.1 带传动概述
在我们实际生活中， 利用皮带传动的例 子有许多，同学们 并不陌生，都知道 它是利用一根环型 带和两个带轮来实 现传动的，如图6-1
图9－9
当主动轮以转速 n1旋转，由于皮带和带轮的接 触面上的摩擦力作用，使从动轮以转速n2转动。
图9－9
主动轮作用在带上的力与n1转向相同，而从动轮作 用在带上的作用力与n2相反。这就造成皮带两边的拉力 发生变化：皮带进入主动轮的一边被拉紧，我们称作紧 边，其拉力由F0增加到F1；皮带进入从动轮的一边被放 松，叫做松边，其拉力由F0减小到F2，如图b所示。