机械设计第八章带传动
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。
机械设计带轮
四．传动带的类型
平带
普通平带 片基平带
普通Ｖ带
窄Ｖ带 传 Ｖ带
动
齿形Ｖ带
带 宽Ｖ带
多楔带
同步带
§8-1带传动概述
带传动概述3
§8-1带传动概述
思考：为什么V带比平带具有更大的传递能力？
带传动概述4
平带： Ff f .N fQ
Q
V带：
Ff 2 fN 2 f f' f f
2 sin
Qf '
§8-1带传动概述
3. 应用
带传动概述(工程应用1）7
在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确
要求的场合。
§8-1带传动概述
带传动概述（工程应用2）8
§8-1带传动概述
带传动概述（工程应用3） 9
§8-1带传动概述
带传动概述（工程应用4） 10
§8-1带传动概述
带传动概述（工程应用5） 11
槽型 Z
A
B
C
SPZ
SPA
SPA
SPC
50
75
125
200
ddmin/mm
63
90
140
224
§8-2带传动的工作情况分析
四、带的弹性滑动和打滑
工作情况分析(运动分析1)
1.弹性滑动 （演示→ ）
带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为 弹性滑动。
2.弹性滑动引起的后果 •从动轮的圆周速度低于主动轮，即v2 ＜ v1； •降低了传动效率； •引起带的磨损； •使带的温度升高，不适于易燃的场合。
V带传动的设计4
§8-3Ｖ带传动的设计计算
（9） 确定带的预紧力F0
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
7
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
8
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
15
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
16
图8.12
V带的节线和节面
17
表8.1
普通V带截面尺寸（GB 11544—89）
39
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)。
18
19
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。
20
（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
第八章 带传动
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 F f F1 F2 Fe
F2
d p1 2
F1
d p1 2
Ff
0
N O 1
有效拉力
Fe F1 F0 2 F2 F0 Fe 2
Fe——是由功率P（外载） 决定的， P Fe Ff ——是有限的，当F0和f 一定时， Ffmax= f N
Fc qv2 离心拉应力为： c A A
v c
3.弯曲应力：
c
2Байду номын сангаас
b2
b E
h h E dp dd
d d b
b1
b1 b 2
式中：h为带的高度
max
1
（P141表8-1）。
min
结论： 1）带是在变应力作用下工作——疲劳破坏。 2）最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：
越好吗？
四. 带传动弹性滑动：
1.弹性滑动的产生机理： 带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹 性变形量也不同。 1） 带的紧边在A1点绕上主动轮时： 带的受力：F1 带的速度：v = v1 当带由A1B1运动时： 带拉力：F1F2 减小 带的弹性变形量减小（带收缩）， 即带一边随带轮前进，一边又向后收 缩，带的速度：v v1 2）从动轮上：正好相反，即： v v2 即有： v1 B
§8-1
概
述
一.带传动的组成及工作原理：
1.组成：主动轮1、从动轮2、传动带3
2.工作原理：靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。
工作前：带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产生压力， 工作时：主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。
《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
:::::《机械设计基础》:::::
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）
:::::《机械设计基础》:::::
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
带传动设计
dl Fc’
r
dα
式中，q为传动带线密度，kg/m；
dα
v为带速，m/s。
2
离心力只发生在带作圆周运动的部分，
Fc
F1
但由此引起的拉力却作用在带的全长。
3.带传动的极限有效拉力Felim及其影响因素
dFN
F
' c
F sin
d
2
(F
dF) sin
d
2
0
f dFN
F
cos d
2
(F
dF) cos d
2
0
dF sin d 0，sin d d ,
2
22
cos d
2
1, F 'C
qv2d
代入，则
F
dF qv2
fd
两端积分
F1
F2 F
dF qv2
1
0
f d
可得：
F1 qv2 F2 qv2
e f1
低速时取v＝０，则带在带轮上即将打滑时有：
F1 e f1 （Ｅuler公式） F2
是带传动的失效形式，设计时必须避免； 打滑
发生在带和带轮的全部接触弧上。
B αβ11
n1
A
C
n2
α2
β2
D
弹性滑动
B n1
βα1 1
A
C
α2
β2
D
打滑
四）滑动率和传动比
v1
=
πd1n1 60×1000
m
/
s
v2
=
πd2n2 60×1000
m
/
s
总有：v2 < v1
定义： ε = v1 - v2 = d1n1 - d2n2
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。
机械设计08-带传动
PC K A P 1.2 9 10.8KW
（2）选V带型号
根据Pc=10，8KW和n1=1460r/min，查图8-11。 位于A、B型交界处，选用B型。
（3）求大小轮基准直径d1、d2 查表8-6，B型带的最小直径为125。现取d1=140。
分析：1 仅发生于紧边全长 2仅发生于松边全长
(2) 离心拉应力 c
c Fc / A qv2 / A
分析：在带全长处处相等
(2) 由离心力所产生的拉力
微弧段dl上产生的离心力
dFNc
(rd )q v2
r
qv2d
法向上微弧段dl上各力的平衡得:
qv2d
2Fc
sin
d
2
sin d d
2
2
切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！
3. V带传动和平带传动的比较
FN
FN FQ
2FN sin 2 FQ
平带：Ff fFQ
V带 : Ff f
FQ
f F Q
sin
2
f f V带可传递较大功率
5 带的应力分析
(1) 紧边应力 1 ，松边应力 2
1 F1 / A
2 F2 / A
轿车发动机 机器人关节
第8章 带传动
§8.1 概述 §8.2 带传动工作情况的分析 §8.3 V带传动的设计计算 §8.4 V带轮设计 §8.5 V带传动的张紧装置
§8.1 概述
带传动的组成：主动轮 从动轮 紧套在两轮上的传动带 带的传动过程：
原动机转动
驱动主动轮
主动轮转动
带与轮的摩擦
从动轮转动
d2
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。
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
带传动设计
带相对1轮 的滑动方向
δ2 ι
B β1 α1
n1 F2
A′A
F1
ι δ1
v
C
c'
F2
n2
α2 β2
F1 D
4．弹性滑动对传动的影响 1)降低传动效率(V带传动效率η =0.91～ 0.96)，使带与
带轮摩损增加和温度升高。 2)使从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1，
即： v2< v1 。
缺 点
②传动效率较低，寿命较短，外廓尺寸较大；
③由于需要施加张紧力，轴和轴承受力较大。
应用：用于中心距较大，传动比无严格要求的场合，在多级 传动系统中通常用于高速级传动，如机床中由电动机到主轴 箱的第一级传动。
2.啮合型带传动
兼有带传动和啮合传动的优点，传动比准确；效 率高(98～99.5％)；传动比较大（可达12~20），允
F
cos d
2
(F
dF) cos d
2
0
dF sin d 0，sin d d ,
2
22
cos d
2
1, F 'C
qv2d
代入，则
dF fd
F qv2
两端积分
F1 dF
1
fd
F2 F qv2 0
可得： F1 qv2 e f1
拉力差，即：紧边拉力F1大于松边拉力F2，则带在紧
边的伸长量δ 1大于松边的伸长量δ 2。
δ2 ι
v
C
B n1 F2
F2
n2
α1
α2
带相对1轮 的滑动方向
A
F1
F1
D
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，
带传动1
计算内容
计算结果
Pca 4.4kW
ＳＰＺ型
３、确定带轮 直径
４、确定带长 和中心距
５、验算包角
６、计算带根 数 ７、计算预紧 力
８、计算压轴 力 ９、带轮结构 设计
dd1 80mm
dd2 304mm
Ld 1400mm
a 373mm
合适 ３根
F0 221.37N
Fp 1261.5N
dd2
a
dd1
弧度
带长
L AB BD DC CA
L ( ) dd 2 ( ) dd1 2a cos
2
2
2
L 2 (dd1 dd 2 ) (dd 2 dd1) 2 2a cos 2
dd2 dd1 , cos 1 1 ( )2
2 2a
2 22
L
2a
2
2
2
FV F平
楔形增压原理
传递的有效圆周力大约是平带的3倍 V带应用广泛
普通V带有包布形和 切边形两种
中性层
普通V带弯曲时，顶胶伸长、底胶缩短，中间长 度不变——中性层，节面（对应顶面和底面） 节面宽bp，h/bp相对高度，普通Ｖ带 h/bp=0.7 与bp相对应的直径为带轮直径Ｄ，（基准直径）
机器人关节
返回
按照传动比分类：
按照轴的位置和转向分类：
按照传动轮的数量分类：
四、带传动的几何尺寸计算 包角
1
sin dd 2 dd1 2 2a
dd2 dd1 a
1
dd 2
a
dd1
,
dd2 dd1
2
a
1
180
57.5
dd
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。
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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带与带轮的受力分析
Ff + F2 = F1
有效拉力：
Fe ＝ Ff ＝ F1－ F2
能传递的功率P ：
P ＝ Fev / 1000 kW
带两边的拉力： F1 ＝ F0 + Fe/2 机械设计第八章带传动
F2 ＝ F0 - Fe/2
8.2.2 带传动中最大有效拉力及其影响因素
紧边拉力：
松边拉力：
• 带所能传递的最大有效拉力：
机械设计第八章带传动
8.2.1 带传动中的力分析
• 带传动不工作时传动带中的拉力
其中，F0 安装带传动时的预紧力。
机械设计第八章带传动
8.2.1 带传动中的力分析
• 带传动工作时传动带中的拉力
主动轮 紧边——带绕上主动轮的一边被拉紧；紧边拉力F1 松边——带绕上从动轮的一边被放松；松边拉力F2
机械设计第八章带传动
传动失效，这种情况应当避免。
机械设计第八章带传动
8-3 V带传动的设计计算
8.3.1 设计准则 8.3.2 单根V带所允许传递的功率 8.3.3 原始数据及设计内容 8.3.4 V带传动的设计步骤
机械设计第八章带传动
8.3.1 设计准则
• V带传动的主要失效形式：打滑和疲劳破坏。 • 设计准则应为：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定
（5）同步带传动
机械设计第八章带传动
（1）平带传动
机械设计第八章带传动
（2）V带传动
机械设计第八章带传动
（3）多楔带传动
机械设计第八章带传动
（4）同步带传动
机械设计第八章带传动
பைடு நூலகம்
8.1.3 V带的类型
（1）普通V带
（2）窄V带
（3）联组V带
（4）齿形V带
（5）大楔角V带
（6）宽V带
机械设计第八章带传动
《机械设计》（第八版）
第八章 带传动
8-1 概述… 8-2 带传动工作情况的分析… 8-3 普通V带传动的设计计算… 8-4 V带轮的设计… 8-5 V带传动的张紧、安装与防护… 8-6 其它带传动…
机械设计第八章带传动
8-1 概 述
8.1.1 带传动的组成、工作原理和特点 8.1.2 带传动的类型 8.1.3 V带的类型 8.1.4 普通V带的结构
V带的基本参数（采用基准宽度制）
节宽bp 相对高度 : h / bp = 0.7 节面 ：中性层长度不变 基准长度Ld ：
V带在规定的张紧力下，其 截面上与“测量带轮”轮槽基准 宽度重合的宽度处，V带的周线 长度
机械设计第八章带传动
V带轮的基本参数
• 轮槽节宽lp • 节圆直径dp • 轮槽基准宽度bd : bd = bp • 基准直径dd dd ≈ dp
机械设计第八章带传动
普通V带和窄V带的型号
• 普通V带分七个型号：Y、Z、A、B、C、D、E • 窄V带分四个型号：SPZ、SPA、SPB、SPC
机械设计第八章带传动
V带的基准长度系列
机械设计第八章带传动
8-2 V带传动工作情况的分析
8.2.1 带传动中的力分析 8.2.2 带传动中最大有效拉力及其影响因素 8.2.3 带的应力分析 8.2.4 带的弹性滑动和打滑
滑动率ε
• 弹性滑动率
v2 < v1
降低量可用滑动率ε来表示。 • 带传动的实际平均传动比 ：
• 滑动率并不大（ε≈1～2%），故
可取传动比为：
机械设计第八章带传动
带传动的打滑
• 带传动的打滑 • 当工作载荷再进一步增大，则带与带轮间就将发生显著
的相对滑动，即产生打滑。 • 打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使
• 与最大有效拉力有关的因素 （1）预紧力 （2）包角
机械设计第八章带传动
（3）摩擦系数
8.2.2 带传动中最大有效拉力及其影响因素
机械设计第八章带传动
8.2.3 带的应力分析
• 拉应力
紧边的拉应力： 松边的拉应力：
• 弯曲应力
• 离心应力
当h 越大、D越小时，带的弯曲应力σb就越大。故带绕 在小带轮上时的弯曲应力σb1大于绕在大带轮上时的弯曲应力 σb2。为了避免弯曲应力过大，带轮直径就不能过小。
机械设计第八章带传动
瞬时最大应力
• 带是处于变应力状态下工作的带会产生疲劳破坏。
机械设计第八章带传动
8.2.4 带的弹性滑动
• 带受到拉力后要产生弹性变形
机械设计第八章带传动
8.2.4 带的弹性滑动
• 滑动弧与静止弧
• 滑动弧：C1B1和C2B2 • 静止弧：A1C1和A2C2
机械设计第八章带传动
机械设计第八章带传动
8.1.1 带传动的组成、工作原理和特点
组 成：主动轮、从动轮和传动带； 工作原理：摩擦传动（啮合），并传递一定动力； 特 点：结构简单、传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振。
机械设计第八章带传动
8.1.2 带传动的类型
（1）平带传动 （2）V带传动 （3）多楔带传动
（4）圆带传动
• 如果查表时， P0等参数不能直接查出，可以采用线性内插 法。
• 单根V带的额定功率计算公式：
机械设计第八章带传动
8.3.3 原始数据及设计内容
• 设计V带传动给定的原始 数据为： （1）传递的功率P； （2）转速n1，n2 （或传动比i）； （3）传动位置要求； （4）工作条件。
• 设计内容包括： （1）确定带的截型； （2）长度； （3）根数； （4）传动中心距； （5）带轮直径； （6）结构尺寸。
（5）大楔角V带
机械设计第八章带传动
（6）宽V带
机械设计第八章带传动
8.1.4 普通V带的结构
• 标准普通V带都制成无接头的环形。
1 顶胶 2 抗拉体 3 底胶 4 包布
• 帘布芯V带 制造方便
• 绳芯V带
柔韧性好，抗弯强度高，适 用于转速较高，载荷不大和 带轮直径较小的场合。
机械设计第八章带传动
（1）普通V带
机械设计第八章带传动
（2）窄V带
窄V带的特点： • 窄V带是用合成纤维作抗 拉体 • 相对高度约为0.9 • 承载能力可提高1.5～2.5 • 适用于传递动力大而又要 求传动装置紧凑的场合。
机械设计第八章带传动
（3）联组V带
机械设计第八章带传动
（4）齿形V带
机械设计第八章带传动
的疲劳强度和寿命。 • 最大有效拉力 ：
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8.3.1 设计准则
• V带的疲劳强度条件为：
• 由疲劳强度条件决定的最大有效拉力为：
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8.3.2 单根V带所允许传递的功率
• 在包角α=180°、特定长度、平稳工作条件下，单根V带的
基本额定功率P0和功率的增量△P0。