带传动

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第一章 多媒体CAI课件设计基础
第9章 带传动
基本要求及重点、难点
9.1 概述
9.2 V带和V带轮
14.3 带传动的工作情况分析
*14.4 V带传动的设计计算与实例分析
14.5 V带传动的张紧、正确安装与维护
第一章 多媒体CAI课件设计基础
基本要求:
1)掌握带的类型及应用。 2)掌握V带传动的特点。 3)掌握弹性滑动和打滑的概念及区别。 4)了解带传动的传力特性。
同的功率时,若采用V带传动将得到比较紧凑的结构。
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9.2 V带和V带轮
9.2.1 V带的结构和规格
• 组成:1)包布层;2)伸张层;3)压缩层;4)抗拉体。 • 结构:1)帘布结构;2)线绳结构。 • 性能比较:帘布结构抗拉强度高,制造方便;线绳结构
柔韧性和抗弯强度高,可以在较小的带轮上工作。

1 1
2 F 0 (1
2 e

1
)
• 结论:带传动的最大有效拉力与初拉力、包角以及摩擦系
数有关,且与F0成正比。若F0过大,将使带的工作寿命缩短。
• 分析:
• 包角越大传动的最大有效拉力Fmax越大:1)计算时要用小 轮上包角1;2)理论上应松边在上;3)打滑一定发生在小 轮上;3)通常1≥120°,最小为90°;4)包角不能过小限制 了带传动的传动比。 • 摩擦系数越大传动的最大有效拉力Fmax越大:1)对于V带 计算时要用当量摩擦系数v;2) V带的传动能力大于平带。 • 初拉力F0越大传动的最大有效拉力Fmax越大:1)F0过大将使 磨损加剧,加速带的松弛,使带的工作寿命降低;2)F0过小 则不能充分发挥带的传动能力;3)F0按国家标准推荐方法确 定;4)F0为一定值,限制了带的传动能力。
• 普通V带型号:有Y,Z,A,B,C,D,E七种型号。
V带是标准件,各型号的截面尺寸见下表。
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9.2.2 带轮 • 类型:
1)实心式:适用于带轮直径较小时 2)辐板式:当dd<300 mm范围内可采用辐板式或孔板式,当 d2-d1≥100 mm时,为便于吊装和减轻质量可在腹板上开孔; 3)轮辐式:适用于dd>300 mm的大带轮。
带传动传递的功率(kW)表示为
P Fv 1 000
式中:F为有效拉力(N),为带速(m/s)。
第一章 多媒体CAI课件设计基础
• 分析:当传递的功率增大时,有效拉力F也相应增大,即
要求带和带轮接触面上有更大的摩擦力来维持传动。但是,当 其他条件不变且张紧力F0一定时,带传动的摩擦力存在一极限 值,就是带所能传递的最大有效拉力Fmax。当带传动的有效拉 力超过这个极限值时,带就在带轮上打滑。即将打滑时F1和F2 有下列关系——挠性体摩擦的欧拉公式。
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多从动轮传动
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第一章 多媒体CAI课件设计基础
应用中注意的问题
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
平带的应用1
第一章 多媒体CAI课件设计基础
平带的应用2
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
冲击载荷
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
注:Ⅰ类——直流电动机、Y系列三相异步电动机、汽轮机、水轮机。 Ⅱ类——交流同步电动机、交流异步滑环电动机、内燃机、蒸汽机。
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2.初选带的型号
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9.1.1 带传动的类型和传动形式 • 按传动原理分类:摩擦型,啮合型。
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• 摩擦带传动按带的截面形状分类:平带、V带、多楔
带和圆带等。
• 按带轮轴线相对位置和转动方向分类:开口、交叉
和半交叉传动。
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
缺点:
① 带与带轮的弹性滑动使传动比不准确,效率较低,寿命 较短; ② 传递同样大的圆周力时,外廓尺寸和轴上的压力都比啮 合传动大; ③ 不宜用于高温、易燃等场合,寿命较短。
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9.1.3
V带传动
V带的横截面为梯形,高与宽之比约为0.7,楔角为 40°,带的两侧面是工作面,利用楔形增压原理能产生更 大的传动力。
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• 有效拉力——紧边拉力F1和松边拉力F2之差称为有效拉力F,
此力也等于带和带轮整个接触面上的摩擦力的总和。
F F1 F 2 F
若带的总长不变,紧边拉力的增量应等于松边拉力的减量, 即
F1 F 0 F 0 F 2
F1 F 2 2 F 0
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9.3.3 带的弹性滑动、打滑和传动比 1.弹性滑动和打滑
• 弹性滑动——由于带是弹性体,受力不同时,带的变形量
也不相同,这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的相 对滑动,称为弹性滑动。
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第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
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2.离心拉力
当带在带轮上作圆周运动时,将产生离心力。虽然离心力 只产生在带做圆周运动的部分,但由此产生的离心拉力Fc却作 用在带的全长上,离心拉力使带压在带轮上的力减少,降低带 传动的工作能力。离心拉力Fc(N)的大小为
Fc = q v
2
式中,q为传动带每米长的质量(kg/m) ;为带速(m/s)。
n 2 = (1 - )n 1
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9.3.4 带传动的失效形式和设计准则 • 主要失效形式:打滑和带的疲劳破坏(脱层、撕裂、拉断)。 • 设计准则:在保证带传动不打滑的条件下,具有一定的疲
劳寿命,即满足以下强度条件:

max
= 1 +
≤ [ ] -
c
+
b1
≤ [ ]
• 节面——当V带垂直其底边弯曲时,在带中保持原长度不变
的任意一条周线称为节线,由全部节线构成的面称为节面。对 应的宽度称为节宽(bP),当带弯曲时该长度保持不变。
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• 带轮直径——在V带轮上,与所配用的V带节宽(bP)相对
应的直径(dd)称为带轮的基准直径。
• 基准长度——V带的节线长度称为基准长度(Ld)。
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9.3 带传动的工作情况分析
9.3.1 带传动的受力分析 1.带传动的有效拉力 • 张紧力——静止时,带在带轮两边的拉力均为初拉力F 。
0
• 紧边——工作时进入主动轮一边的带被进一步拉紧,称为
紧边,拉力由F0增大到F1并称为紧边拉力。 • 松边——进入从动轮一边的带相应被放松,称为松边,拉 力由F0减小到F2并称为松边拉力。
2.传动比 • 滑动率——由弹性滑动引起从动轮圆周速度的相对降低率,
用表示。
=
v1 - v 2 v1 =1n2d d2 n 1 d d1
带传动的滑动率通常为0.01~ 0.02,在一般计算中可忽略不计。
• 传动比
i=
n1 n2
=
d d2 d d1 (1 - )
d d1 d d2
•从动轮转速

1
c -
b1
• 单根带既不打滑且具有足够疲劳强度时所能传递的 功率P
([ ] - 源自文库P =
c
-
b1
)( 1 -
1 e

) Av
1 000
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*9.4 V带传动的设计计算
• 已知条件:传动用途、工作条件、带轮转速(或传动比)
及外廓尺寸要求等。
• 设计内容:V带的型号、长度和根数、中心距、带轮的基
准直径、材料、结构以及作用在轴上的压力等。
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1.确定设计功率Pd
根据传递的名义功率,考虑载荷性质和每天运行时间等因 素来确定
Pd = K A P
式中,KA为工况系数;P为V带传递的名义功率,kW。
工况系数KA
动力机 工作载荷性质 ≤10 工作平稳 载荷变动小 载荷变动较大 1 1.1 1.2 Ⅰ类 10~16 1.1 1.2 1.3 >16 1.2 1.3 1.4 ≤10 1.1 1.2 1.4 Ⅱ类 10~16 1.2 1.3 1.5 >16 1.3 1.4 1.6
• 结论:弹性滑动将引起下列后果:
① 丢转,从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度;
② 降低了传动效率;③ 引起带的磨损;④ 使带的 温度升高。
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• 打滑——当传递的有效拉力大于极限摩擦力时,带与带轮
间将发生全面滑动,这种滑动称为打滑。
• 结论:打滑将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低,
第一章 多媒体CAI课件设计基础
平带与V带传动力的比较
• 平带传动
带与轮缘表面间的极限摩力
F = F N = FQ
• V带传动
带与轮缘表面间的极限摩力
F = 2 F N = F Q / sin

2
令 则
V = / sin

2
F = V FQ
• 结论:V带传递功率的能力比平带传动大得多。在传递相
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9.3.2 带传动的应力分析 1.由紧边和松边的拉力产生的拉应力 F /A • 紧边拉应力: F /A • 松边拉应力:
1 1
2 2
式中:A为带的横截面积(mm2)。
2.由离心拉力产生的拉应力

c
= Fc / A = q v
2
/A
3.弯曲应力
带绕过带轮时将产生弯曲应力,弯曲应力只产生在带绕过 带轮的部分,假设带是弹性体,则
F1 / F 2 e

• 包角——带与带轮接触弧所对的中心角,称为包角,rad。
从前面公式可得出带所能传递的最大有效拉力Fmax为
F m a x F1 F 2 F1 (1 1 e

) F2 ( e

1)
第一章 多媒体CAI课件设计基础
Fm a x 2 F0 e e
致使传动失效。带在大轮上的包角一般大于在小轮上的,所以 打滑总是先在小轮上开始。
第一章 多媒体CAI课件设计基础
• 弹性滑动与打滑的区别:带的弹性滑动和打滑是两个完
全不同的概念,打滑是因为过载引起的一种失效形式,因此打 滑可以避免。而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的,是 带传动正常工作中固有的特性,是不可避免的现象。
重点:
1)带的类型及应用。 2)弹性滑动和打滑的概念及区别。
难点:
1)弹性滑动和打滑的概念及区别。 2)带传动的传力特性。
第一章 多媒体CAI课件设计基础
9.1 概述
• 工作原理和特点:带轮机构主要由主动轮、从动轮和
张紧在两轮上的传动带组成,当原动机驱动主动轮时,借 助带轮和带间的摩擦或啮合,传递两轴(或多轴)间的运动 和动力。 • 特点:机构简单、传动平稳、造价低廉、不需润滑、可 以缓冲。

2 Ey
b
=
dd
式中:E为带材料的弹性模量(MPa);y为带的最外层到节面的距离(mm), 一般用h/2近似代替y;dd为带轮基准直径(mm)。
第一章 多媒体CAI课件设计基础
• 带的最大应力——发生在紧边开始绕进小轮处的横截面上。

max
=
1
+
c
+
b1
• 结论:由于交变应力的作用,将引起带的疲劳破坏。
V型带的应用
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
齿型带的应用
第一章 多媒体CAI课件设计基础
9.1.2 优点:
带传动的优缺点
① 因带是弹性体,能缓和载荷冲击,运行平稳无噪声; ② 过载时将引起带在带轮上打滑,可防止其他零件损坏; ③ 制造和安装精度不像啮合传动那样严格; ④ 可增加带长以适应中心距较大的工作条件。
第一章 多媒体CAI课件设计基础
普通V带楔角为40°,带绕过带轮时由于产生横向变形,使 得楔角变小。为使带轮的轮槽工作面和V带两侧面接触良好,带 轮槽角取32°,34°,36°,38°,带轮直径越小,槽角取 值越小。
• 带轮材料:当带速≤30m/s时,常用铸铁HTl50,HT200
制造;高速时宜使用钢制带轮,速度可达45m/s;小功率可用 铸铝或塑料。
开口传动
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
交叉传动
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
半交叉传动
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
有张紧轮的平行轴传动
第一章 多媒体CAI课件设计基础
第一章 多媒体CAI课件设计基础
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