带传动的工作情况分析

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。
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
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、
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
；
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。
b
E
h dd
式中：E－－带的弹性模量（Mpa）
பைடு நூலகம்
h－－带的厚度（mm）
dd －－带轮的直径（mm）
带中的应力分布见图8－5。
分析详见→
带受变应力作用，会产生“疲劳破坏”－－是带传动的另一失效形式。
紧边刚绕上小带轮处应力最大。
小轮上的弯曲应力
带的疲劳强度条件：
max 1 c b1 ≤
许用应力
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；
§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
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
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
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。
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
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
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
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
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
－－－－－－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 。
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
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：
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→ ）