机械原理与设计第六章 带传动
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帘布芯V带制造方便，抗拉强度 较高，但易伸长、发热和脱层。
节线——V带弯曲时，在带中保持原长度不变的一 条周线。
节宽bp——由全部节线构成的面称为节面，节面的 宽度称为节宽。
基准直径dd——与所配用V带的节宽bp相对应的带 轮直径。
基准长度Ld ——在规定的张紧力下，位于带轮基 准直径上的周线长度，基准长度系列见表2-6-3。
V带传动：横截面为梯形，其两侧面为工作面。V带传动的工作 能力较平带传动大。在一般机械中，V带传动已取代了平带传动而成 为应用最广的带传动装置，故本章主要介绍 V带传动。
多楔带传动：兼有平带和V带传动的优点，适于结构紧凑、传递 功率较大的场合。
圆带：结构简单，多用于小功率传动，如仪器和家用器械中。
（二）带传动的特点
第二节 带传动工作情况的分析
一、带传动中的受力分析
安装时，带必须以一定的预紧力F0紧套在带轮上
带工作前：
F0
带工作时： Ff
松动轮边的－F一退0边出主
F2
F2
紧边 － 进入ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主动轮的一边
n1
n2
Ff
F1
此时，带只受预紧 力F0作用
由于摩擦力的作用： 紧边拉力 --由 F0 增 加到 F1；
松边拉力 -- 由 F0 减 小到 F2 。
带传动在传递动力时，带中产生拉应力、弯曲应力和离心 拉应力，其应力分布如图所示。
在紧边进入主动轮处带的应力最大（减速传动时），其值为
max 1 b1 c
带是在变应力下工作的，当应力循环次数达到一定数值后，带 将产生疲劳破坏。
四、弹性滑动和打滑
（一）弹性滑动
带传动在工作时，带受到拉力后要产生弹性变形。由于带所 受的拉力是变化的，因此带弹性变形也是变化的。
为了避免弯曲应力过大，带轮的基准直径就不能过小。V带 轮的最小基准直径见表2-6-4 。
（三）离心拉应力
带在绕过带轮时作圆周运动，从而产生离心力，并在带中引 起离心拉力FC，从而在带中引起离心拉应力，作用在整个带长上：
c
Fc
/
A
qv2 A
式中 q——V带的单位长度质量（kg/m）； v——带的线速度（m/s）； A–––带的截面积（mm2）。
优点： 1）运行平稳，噪声小； 2）能缓冲冲击载荷； 3）构造简单，精度低，特别是在中心距大的地方； 4）不用润滑，维护成本低； 5）过载时打滑，可以保护传动系统中的其他零件。
缺点： 1）存在弹性滑动，效率低，传动比不准确（同步带除外）； 2）带的寿命较短，且不宜于高温、易燃、易爆等场合； 3）轴上的压轴力和轮廓尺寸大；
电子教案
主编 马履中 谢俊 尹小琴 制作 杨德勇
机械工业出版社
（下册）
第六章 带传动
第一节 概 述 第二节 带传动工作情况的分析 第三节 V带传动的设计计算 第四节 带传动结构设计 第五节 其他带传动简介
第一节 概 述
一、带传动的组成及工作原理
由主动带轮1、从动带轮3和传动带2以及机架组成。 按传动原理分：摩擦传动和啮合传动
（三）应用范围
带传动的应用范围很广，特别是在传动中心距大的场合，如农业 机械、食品机械、汽车、自动化设备等。
三、V带的类型、特点和结构
V带有普通 V带、窄 V带、联组V带、齿形V带等多种类型 。 其中普通V带和窄V带已标准化。
普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。
窄V带分为基准宽度制的窄V带和有效宽度制的窄V带，基准宽度 制窄V带有SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。
P 增大时， 所需的Fe 加大。但Ff 不可能无限增大，有一 极限值即最大摩擦力Ffmax。
二、带传动的最大有效拉力及其影响因素
带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值，也即 带传动的有效拉力达到最大值。
柔韧体摩擦的欧拉公式
F1 e f F2
式中，f——摩擦因数（对V型带用fv代）；
——带在带轮上的包角（rad），一般为主动轮。
小轮包角： 大轮包角：
1
180
dd2
a
d d1
60
2
180
dd2
dd1 a
60
最大有效拉力Fec
Fec
2F0
e f e f
1 1
最大有效拉力Fec与下列因素有关：
（1）预紧力F0 ：Fec与 F0成正比。
Ff －带轮作用于带的摩擦力
Fe = Ff = F1 – F2 Fe － 有效拉力
带是弹性体，工作后可认为其总长度不变 紧边拉力增量 ＝ 松边拉力减量
即 F1 -F0 ＝ F2 -F0 由Fe = F1 – F2，得：
F1 ＝ F0 ＋F/2带速 F2 ＝ F0 －F/2
F2 Ff
F1
带所传递的功率为： P Fev kW 1000
工作时，带横截面上的应力由三部分组成：
（一）拉应力
紧 边 拉 应 力 1
F1 A
松边拉应力
2
F2 A
A － 带的横截面积
（二）弯曲应力b
b
M W
h E
dd
式中 E——带材料的弹性模量（MPa）； dd——带轮基准直径（mm）； h——带的高度（mm）。
h越大、dd越小时，弯曲应力就越大。故带绕在小带轮上时的 弯曲应力大于大带轮上的。
V带的截面尺寸见表2-6-2，带的楔角都是40°。
普通Ｖ带
窄Ｖ带
帘布芯结构 联组Ｖ带
绳芯结构 宽Ｖ带
齿形Ｖ带
大楔角Ｖ带
V带由包布、顶胶、抗拉体及底胶等部分构成。抗拉体用来承 受基本拉力。
按抗拉体的结构可分为帘布芯V带和绳芯V带两种类型。
绳芯V带挠性好，抗弯强度高， 适用于转速较高，带轮直径较小， 要求结构紧凑场合。
（2）包角：Fec与成正比。由于小带轮上的包角1较小，因此Fec 取决于1的大小。
（3）摩擦因数f：Fec与 f 成正比。f与带及带轮的材料和表面状况、 工作环境等有关。
此外带的单位质量q和带速v对Fec也有影响，带的q，v越大， Fec越小，故高速传动时带的质量要尽可能轻。
三、带的应力分析
摩擦带传动中，由于传动带紧套在带轮上，带与带轮之间产生的 摩擦力传递运动和动力。
同步带传动依靠带内周的等距横向齿与带轮相应齿槽间的啮合传 递运动和动力。
二、带传动的类型、特点和应用 （一）带传动的类型
根据带的截面形状分：平带、V带、圆带和多楔带传动
点击小图看大图
平带传动：结构简单、制造容易、传动效率较高、带的寿命较长， 适用于较大中心距的远距离传动。
节线——V带弯曲时，在带中保持原长度不变的一 条周线。
节宽bp——由全部节线构成的面称为节面，节面的 宽度称为节宽。
基准直径dd——与所配用V带的节宽bp相对应的带 轮直径。
基准长度Ld ——在规定的张紧力下，位于带轮基 准直径上的周线长度，基准长度系列见表2-6-3。
V带传动：横截面为梯形，其两侧面为工作面。V带传动的工作 能力较平带传动大。在一般机械中，V带传动已取代了平带传动而成 为应用最广的带传动装置，故本章主要介绍 V带传动。
多楔带传动：兼有平带和V带传动的优点，适于结构紧凑、传递 功率较大的场合。
圆带：结构简单，多用于小功率传动，如仪器和家用器械中。
（二）带传动的特点
第二节 带传动工作情况的分析
一、带传动中的受力分析
安装时，带必须以一定的预紧力F0紧套在带轮上
带工作前：
F0
带工作时： Ff
松动轮边的－F一退0边出主
F2
F2
紧边 － 进入ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主动轮的一边
n1
n2
Ff
F1
此时，带只受预紧 力F0作用
由于摩擦力的作用： 紧边拉力 --由 F0 增 加到 F1；
松边拉力 -- 由 F0 减 小到 F2 。
带传动在传递动力时，带中产生拉应力、弯曲应力和离心 拉应力，其应力分布如图所示。
在紧边进入主动轮处带的应力最大（减速传动时），其值为
max 1 b1 c
带是在变应力下工作的，当应力循环次数达到一定数值后，带 将产生疲劳破坏。
四、弹性滑动和打滑
（一）弹性滑动
带传动在工作时，带受到拉力后要产生弹性变形。由于带所 受的拉力是变化的，因此带弹性变形也是变化的。
为了避免弯曲应力过大，带轮的基准直径就不能过小。V带 轮的最小基准直径见表2-6-4 。
（三）离心拉应力
带在绕过带轮时作圆周运动，从而产生离心力，并在带中引 起离心拉力FC，从而在带中引起离心拉应力，作用在整个带长上：
c
Fc
/
A
qv2 A
式中 q——V带的单位长度质量（kg/m）； v——带的线速度（m/s）； A–––带的截面积（mm2）。
优点： 1）运行平稳，噪声小； 2）能缓冲冲击载荷； 3）构造简单，精度低，特别是在中心距大的地方； 4）不用润滑，维护成本低； 5）过载时打滑，可以保护传动系统中的其他零件。
缺点： 1）存在弹性滑动，效率低，传动比不准确（同步带除外）； 2）带的寿命较短，且不宜于高温、易燃、易爆等场合； 3）轴上的压轴力和轮廓尺寸大；
电子教案
主编 马履中 谢俊 尹小琴 制作 杨德勇
机械工业出版社
（下册）
第六章 带传动
第一节 概 述 第二节 带传动工作情况的分析 第三节 V带传动的设计计算 第四节 带传动结构设计 第五节 其他带传动简介
第一节 概 述
一、带传动的组成及工作原理
由主动带轮1、从动带轮3和传动带2以及机架组成。 按传动原理分：摩擦传动和啮合传动
（三）应用范围
带传动的应用范围很广，特别是在传动中心距大的场合，如农业 机械、食品机械、汽车、自动化设备等。
三、V带的类型、特点和结构
V带有普通 V带、窄 V带、联组V带、齿形V带等多种类型 。 其中普通V带和窄V带已标准化。
普通V带有Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。
窄V带分为基准宽度制的窄V带和有效宽度制的窄V带，基准宽度 制窄V带有SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。
P 增大时， 所需的Fe 加大。但Ff 不可能无限增大，有一 极限值即最大摩擦力Ffmax。
二、带传动的最大有效拉力及其影响因素
带传动中，当带有打滑趋势时，摩擦力即达到极限值，也即 带传动的有效拉力达到最大值。
柔韧体摩擦的欧拉公式
F1 e f F2
式中，f——摩擦因数（对V型带用fv代）；
——带在带轮上的包角（rad），一般为主动轮。
小轮包角： 大轮包角：
1
180
dd2
a
d d1
60
2
180
dd2
dd1 a
60
最大有效拉力Fec
Fec
2F0
e f e f
1 1
最大有效拉力Fec与下列因素有关：
（1）预紧力F0 ：Fec与 F0成正比。
Ff －带轮作用于带的摩擦力
Fe = Ff = F1 – F2 Fe － 有效拉力
带是弹性体，工作后可认为其总长度不变 紧边拉力增量 ＝ 松边拉力减量
即 F1 -F0 ＝ F2 -F0 由Fe = F1 – F2，得：
F1 ＝ F0 ＋F/2带速 F2 ＝ F0 －F/2
F2 Ff
F1
带所传递的功率为： P Fev kW 1000
工作时，带横截面上的应力由三部分组成：
（一）拉应力
紧 边 拉 应 力 1
F1 A
松边拉应力
2
F2 A
A － 带的横截面积
（二）弯曲应力b
b
M W
h E
dd
式中 E——带材料的弹性模量（MPa）； dd——带轮基准直径（mm）； h——带的高度（mm）。
h越大、dd越小时，弯曲应力就越大。故带绕在小带轮上时的 弯曲应力大于大带轮上的。
V带的截面尺寸见表2-6-2，带的楔角都是40°。
普通Ｖ带
窄Ｖ带
帘布芯结构 联组Ｖ带
绳芯结构 宽Ｖ带
齿形Ｖ带
大楔角Ｖ带
V带由包布、顶胶、抗拉体及底胶等部分构成。抗拉体用来承 受基本拉力。
按抗拉体的结构可分为帘布芯V带和绳芯V带两种类型。
绳芯V带挠性好，抗弯强度高， 适用于转速较高，带轮直径较小， 要求结构紧凑场合。
（2）包角：Fec与成正比。由于小带轮上的包角1较小，因此Fec 取决于1的大小。
（3）摩擦因数f：Fec与 f 成正比。f与带及带轮的材料和表面状况、 工作环境等有关。
此外带的单位质量q和带速v对Fec也有影响，带的q，v越大， Fec越小，故高速传动时带的质量要尽可能轻。
三、带的应力分析
摩擦带传动中，由于传动带紧套在带轮上，带与带轮之间产生的 摩擦力传递运动和动力。
同步带传动依靠带内周的等距横向齿与带轮相应齿槽间的啮合传 递运动和动力。
二、带传动的类型、特点和应用 （一）带传动的类型
根据带的截面形状分：平带、V带、圆带和多楔带传动
点击小图看大图
平带传动：结构简单、制造容易、传动效率较高、带的寿命较长， 适用于较大中心距的远距离传动。