带传动的工作情况分析

主动
F1
（1） 紧边拉力
F1
从动
工作状态
受力分析1
带传动的工作情况分析
有效拉力
F ＝F1－ F2
（2）
有效拉力 F（N）的大小取决于所传递的功率 P（kW）。
即
F 1000P
υ
带速（ m/s ）
有效拉力 F 是由带与带轮接触面上的摩擦力提供的。当传递 的功率超过极限摩擦力（即过载）时，将发生“打滑”现象。
两个名词： （1）包角 1 ，2 （2）中心距 a
一、受力分析
F0
F0
2
1
F0 F0
a
带传动尚未工作时，带所受的
尚未工作状态
拉力称为张紧力，用 F0 表示。 带传动工作时，一边拉紧，称
为紧边；另一边放松，称为松边。
设带的总长度不变，则
松边拉力
F2 υ F2
n1
n2
F1－F0＝F0－F2 即： F1 ＋F2＝2F0
初定中心距： 0.7(dd1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 )
按式（8－19）计算所需的带长 Ld
选标准的 Ld （表8－2）
按式（8－20）或式（8－21）计算实际中心距 a 。
V带传动的设计3
普通Ｖ带传动设计
6. 验算小轮包角 1
按式（8－21)计算 1。 1越小，则承载能力就越低。 故，要求： 1 120
；
dd 2
d
d1
n1 n2
dd1i
（ dd 的系列值见表8－6 ）
4. 验算带速 υ
普通Ｖ带传动设计
υ πdd1n1 601000
V带传动的设计2
υ ，则离心力 ，接触面上的正压力 ，承载能力
υ ，则传递的功率 P Fυ ，即承载能力 合适的带速为： υ 5～10 m s
5. 中心距 a 和带的基准长度 Ld a 过大，带容易颤动； a 过小，则带容易疲劳。
第八章 带传动
§8-1 概述 §8-2 带传动的工作情况分析 §8-3 普通Ｖ带传动设计 §8-4 普通Ｖ带轮 §8-5 带传动的张紧装置 §8-6 新型带传动简介
3．带传动的类型
概述
带传动的特点和类型
按截面形状的不同，摩擦带传动分为：
工作面
（带的类型→ ）
平带传动：
应用不太广，例如：高速磨床。
V带传动：
上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮
的相同。
二、自动张紧装置 （见图8－14）
张紧轮
新型带传动简介
一、高速带传动 二、同步带传动 三、窄v带传动 四、联组v带 五、多楔带
C b1A(1
1000
1 e
)υ
式中： — 带的许用拉应力，由实验测得。
单根普通V带在特定条件下的基本额定功率P1见表8-3。 （P1→ ）
1 2 180 (i 1)
特定带长，载荷平稳
三．设计计算及参数选择
普通Ｖ带传动设计
V带传动的设计1
原始数据：功率P，转速n1、n2（或传动比 i ）及工作条件等。 设计内容：确定带的截型、长度、根数、传动中心距、带轮直径、
孔板式 轮辐式
（见图8－12）
（详细介绍）
设计准则
普通Ｖ带传动设计
二、带传动的设计准则
带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。
带传动的设计准则：不打滑，带又具有一定的疲劳强度。
单根V带的基本额定功率P1
由
Fm a x
(F1
qυ2 )(1
1 e
)
和
max 1 c b1 ≤
得：
P1
Fmax υ 1000
打滑是由过载引起的一种失效形式。
缠绕在带轮上的带作圆周运动，带的全长都将受到离心拉力：
Fc qυ2
式中：q－每米带长的质量，kq/m。
受力分析2
带传动的工作情况分析
即将打滑时，有效拉力达到最大。此时，F1 和F2 之间的关系为：
F1 F2
qυ2 qυ2
e
忽略离心拉力时
F1 e
F2
由（1）、（2）、（3）式整理得：
通常， 0.01～0.02 ，一般工程计算可以忽略不计，则
i dd2 dd1
§8-3 普通Ｖ带传 动设计
§8-3 普通Ｖ带传动设计
V带有普通V带、窄V带、宽V带、联组V带等多种类型，其中普通V
带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。
一、普通V带及V带轮
包布
bp
1. 普通V带 （h / bp ≈0.7） 普通V带已经标准化，是
－－－－－－欧拉公式
摩擦因数
（3）
最大有效拉力
Fmax
2F0
e e
1 1
(F1
qυ
2
)(1
1 e
)
由上面公式可知： 预紧力F0↑，则Fmax↑ 包角α↑，则Fmax ↑
摩擦因数 ↑，则Fmax↑
带传动的工作情况分析
注：1）打滑总是发生在小轮上。
应力分析
2）对于V带传动，各式中的 应换为当量摩擦因数 v 。
V带轮
普通Ｖ带传动设计
2. 普通V带轮
灰铸铁
轮缘
钢 带轮的材料： 铝合金
轮毂 腹板
dd
工程塑料等。 （或轮辐）
轮槽尺寸（见表8－10）。（轮槽）
基准直径 dd ：轮槽宽度等于 V 带节宽bp
处的圆周直径 。
bp
注：轮槽的楔角 应比普通V带的楔角（40°）小。为什么？
实心式 V带轮的典型结构： 腹板式
7. 计算带的根数 Z
Z≥
Pc (P1 P1)K K L
P1 ——单根普通Ｖ带的基本额定功率，见表8－3。
P1—— 考虑 i 1 时，单根V带的功率增量，见表8－7 。
KL——带长修正系数，见表8－8。 （ KL → ）
（ P1 → ）
K——包角修正系数，见表8－9。 （ K → ）
V带传动的设计4
压轴力、张紧力等。
1. 求计算功率 Pc
Pc K AP
式中：K A －工况系数，见表8－4。 （工况系数→ ）
2. 确定带的截型
根据 Pc 和 小轮转速 n1 查图8－9选取。
3. 确定带轮直径 dd
（选型图→ ）
注：为减小弯曲应力，规定了最小带轮直径 dmin。（见表8－5）
dd1 ≥ ddmin
§8-5 带传动的张紧装置
◆ 带必须在张紧后，传动才能正常工作；
◆ 运转一定时间后，带会松弛，必须重新张紧，才能正常工作。
常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置。
一、定期张紧装置 （见图8－13）
带传动的张紧装置
张紧轮一般应放在松边的内侧，
带传动的张紧装置
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
常多根并用，承载能力大。 工作面 应用最为广泛
多楔带传动： 圆带传动：
相当于多个小V带组成，兼有 平带传动和Ｖ带传动的优点。
适用于轻载的场合，例如：缝纫机。
平带传动分为：开口传动；交叉传动和半交叉传动（见图8－2b）。
带传动概述4
概述
4．带传动的特点
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； 3. 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；
缺点：1. 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；
3. 效率较低。
5．带传动的应用 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。
通常，传递的功率 ≤ 700 kW；带速一般为5～25m/s；传动比 i ≤7。
§8-2 带传动的工作情况分析 §8-2 带传动的工作情况分析
v
sin
2
cos
2
（推导详见教材P141）
显然，V带传动比平带传动产生的摩擦力大，承载能力大。
二、带传动的应力分析
在工作中，带所受的应力有：
1）紧边拉应力：
1
F1 A
；
松边拉应力：
2
F2 A
2）离心拉应力：
c
Fc A
（作用于带的全长）
应力分析
带传动的工作情况分析
3）弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力
普通Ｖ带传动设计
8. 张紧力 F0
F0 越大，则承载能力越大，但带所受的拉力也越大，使带的寿命降低。
合适的张紧力 F0 按式（8－24）计算。
9. 压轴力 FQ 按式（8－25）计算，见图8－10。
例题见教材。
§8-4 普通Ｖ带轮
第三节已讲过。
§8-4 普通Ｖ带轮
§8-5 带传动的张紧装置
张紧的目的
三、带传动的弹性滑动
带传动的工作情况分析
弹性滑动
带传动中由于带的弹性和拉力差所 引起的带与带轮之间的微小相对滑动， 称为弹性滑动。
F2
n1
后果： υ2 ＜ υ1
主动轮
用滑动率 表示弹性滑动的程度。
υ1 υ2
υ1
考虑弹性滑动时，传动比为：
i n1 dd2
n2 dd1(1 )
F1
（演示→ ）
顶胶
h
承载层
无接头的环形带。
底胶
节面
七种截型：Y，Z，A，B，C，D，E
（详见图8-8）
（见表8-1） 小
大
（详细介绍）
Ｖ带的截面尺寸
基准长度 Ld：沿节面量得的周线长度。
（标准系列见表8－2）
注：V带在带轮上弯曲时，带中保持原有长度不变的周线称为节线；
由全部节线组成的面称为节面 ；节面宽度称为节宽，用 bp表示。