(新)机械基础第一章带传动

绪论
一、课程概述
1．课程性质
机械类专业的一门专业基础课
2. 课程内容
包括机械传动、常用机构、轴系零件和液压与气动等方面的基础知识
3．课程任务
学以致用。

1．机构：具有确定运动的运动链称为机构。

机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件
2．构件
独立的运动单元，如内燃机中的连杆。

零件是独立的制造单元。

3．运动副
两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。

运动副元素——直接接触的部分（点、线、面）
例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。

运动副的分类：
（1）按相对运动范围分
①平面运动副——平面运动
②空间运动副——空间运动，例如：球铰链、拉杆天线、螺旋
平面机构：全部由平面运动副组成的机构。

空间机构：至少含有一个空间运动副的机构。

（2）按运动副元素分
第一章带传动
§1—1带传动的组成、原理和类型
带传动的组成：主动轮1、从动轮2、环形带3。

工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。

主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。

应用实例：皮带输送装置。

一、带传动的类型和应用
（1）带传动的类型（图片见课件）
①摩擦型
平型带（普通平带、片基平带）
V 型带（普通Ｖ带）、多楔带、圆形带
Ｖ带是应用最广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。

由于带与带轮槽之间是V型槽面摩擦，故可以产生比平型带更大的有效拉力（约3倍）。

②啮合型
二、带传动的特点
优点：①适用于中心距较大的传动；
②带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；③过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零件的损坏；④结构简单、成本低廉。

缺点：①传动的外廓尺寸较大；
②需要张紧装置；
③由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；
④带的寿命较短；
⑤传动效率较低。

带传动的应用实例（
应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传动），中小功率电机与工作机之间的动力传递。

V带传动应用最广，带速：v=5~25 m/s
传动比：i=7
效率：η≈0.94~0.97
三、带传动类型
带速υ＞30m/s、高速轴转速n1=10000～50000r/min的带传动属于
高速带传动。

这种传动主要用于增速传动,其增速比为2～4，有时可达8。

常用于驱动高速机床、粉碎机、离心机等。

高速带采用质量轻、厚度薄而均匀、挠曲性好的环形平带，如锦纶编织带、薄型强力锦纶带、高速环形胶带等。

高速带轮要求质量轻且分布对称均匀、运转时空气阻力小，常采用钢或铝合金制造，各个面均进行精加工，轮缘工作表面粗糙度
R a值不大于3.2μm，并要求进行动平衡试验，以保证高速带传动运转平稳，传动可靠，并具有一定的寿命。

§1—2 V带传动
一、V带及带轮：
1．V带的结构和标准（图、表见课件）V带有普通V带、窄V带、齿形V带、联组V带、大楔角V带、宽V带等多种类型，见图8-2，其中普通V带应用最广。

普通V带的带型分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，窄V带的带型分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种，其截面尺寸见表8-2，其基准长度系列见表8-3。

普通V带的尺寸（φ=40˚，
h/b d=0.7）V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长
度称为基准长度L d。

标准长度系列详见表8-3。

注：超出表列范围时可另查机械设计手册，下同。

V带的标记通常压印在Ｖ带外表面上。

标记示例：带型为A型、基准长度L d=1400mm的普通V型带，标记为A1400GB/T 11544—97
2．V带轮的结构和材料（1）带轮的材料
通常采用铸铁，常用材料的牌号为HT150和HT200；
转速较高时宜采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成；
小功率时可用铸铝或塑料。

（2）带轮的结构与尺寸
带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成。

V带轮轮缘
各种型号的V带楔角θ均为40°，但V带在带轮上弯曲时，由于截面变形使θ变小。

当V带截型相同时，带轮直径越小，θ变得越小。

为保证带与带轮槽两侧工作面紧贴，标准规定V带轮轮槽角φ＜θ，其值根据带轮基准直径d d的大小分别为32°、34°、36°、38°。

三种典型的带轮结构：实心式、腹板式、轮辐式（图形见课件）
实心式----直径小；腹板式----中等直径；轮辐式----d>350 mm；
二、V带传动主要参数：
1、带传动的主要失效形式：打滑和传动带的疲劳破坏。

2、设计准则：
在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。

3、单根普通V 带的许用功率 单根带所传递的功率为：
为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：σmax =σ1 +σb + σc ≤
[σ]
在 α=π，L d 为特定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构条件下计算所得 P 0 称为单根带的基本额定功率。

（详见课件中表8-5）
设计步骤设计V 带传动的原始数据：
传递功率P 、小带轮转速n 1、传动比i （或大带轮转速n 2 ）传动用途、工作条件及传动位置要求等。

设计的主要内容是：确定带的型号、长度、根数；带轮的材料、结构和尺寸；传动中心距及作用在轴上的力等。

普通V 带及窄V 带传动设计计算步骤（例题5—1参书本85页）。

4、主要参数的确定：
三、带传动的张紧方法：
1．带传动的张紧方法
（1）调整中心距 （2）采用张紧轮（3）自动张紧
2．预紧力F0的控制在带传动中，预紧力F0的控制方法是：在带与带轮切点跨距t 的中点，加一垂直带边的载荷G （图8-10），使每100mm 跨长产生1.6mm 挠度（即挠角为1.8°）。

G 值可由下式计算：
10000v F P ⋅=1000)11('1v e F f ⋅-=α1000
)11('1v e A f ⋅-=ασv
d 和带速、带轮直径1A
qv v P F d yE c b 210002===σσ、、 s m v /25~5=α和包角、带长、中心距L a 2)(2)(7.021021d d a d d +<<+24)()(220002122100L L a a a d d d d a L d -+=-+++=π预拉力.3200)15.2(500qv k Zv P F +-=α
式中，ΔF0为预紧力的修正值（N），数值见课件中表8-13。

四、V带传动的使用与维护
（1）为便于装拆无接头的环形V带，带轮宜悬臂装于轴端；在水平或接近水平的同向传动中，一般应使带的紧边在下，松边在上，以便借带的自重加大带轮包角。

（2）安装时两带轮轴线必须平行，轮槽应对正，以避免带扭曲和磨损加剧。

（3）安装时应缩小中心距，松开张紧轮，将带套入槽中后再调整到合适的张紧程度。

不要将带强行撬入，以免带被损坏。

（4）多根V带传动时，为避免受载不匀，应采用配组带。

若其中一根带松驰或损坏，应全部同时更换，以免加速新带破坏。

可使用的旧带经测量，实际长度相同的可组合使用。

（5）带避免与酸、碱、油类等接触，也不宜在阳光下曝晒，以免老化变质。

（6）带传动应装设防护罩，并保证通风良好和运转时带不擦碰防护罩。

§1—3 同步带传动简介
1．组成
同步带（同步齿形带）是以钢丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。

2．结构特点
横截面为矩形，带面具有等距横向齿环形传动带，带轮轮面制成相应的齿形。

3．传动特点
靠带齿与轮齿之间的啮合实现传动，两者无相对滑动，而使圆周速度同步，故称为同步带传动。

4．优点
（1）传动比恒定
（2）结构紧凑
（3）效率高，高达0.98。

（4）由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40 m/s，传动比可达10，传递功率可达200 KW；
5．缺点
（1）制造要求、安装中心距要求高
（2）价格较贵。