第五章带传动

第五章 带传动

5-1基础知识

一、带传动的类型及结构

1、带传动的简单介绍

如图5-1所示，主动轮1、从动轮3和紧套在两轮上的传动带2组成带传动。带传动的优点是结构简单、

传动平稳、造价低廉及缓冲吸振等。缺点是传递的圆周

力和功率都不太大、效率不高、传动比不准、存在压轴

力、外廓尺寸大、寿命低等。

2、传动带的类型 在带传动中，常用的有平带传动（图5-2a ）、V 带传动（图5-2b ）、多楔带传动（图 5-2。）

和同步带传动（图

5-2d ）等。在一般机械传动中，

V 带传动应用的最为广泛。V 带的横截面呈等腰梯形，带轮上也做

出相应的轮槽。V 带的工作面是两侧面。V 带传动性能上的最主要优点是能产生较平带更大的摩擦力。如图5-3，标准普通V 带由1、顶胶，2、抗拉体，3、底胶，4、包布，等部分组成。

普通V 带的截型分为Y 、ZA 、B 、C 、

D 、

E 七种，窄V 带的截型分为SPZ 、SPA 、SPB 、SPC 四种。

上述普通V 带和窄V 带采用基准宽度制。V 带受到垂直于底面的弯曲时，底胶缩短而变宽，顶胶伸长而变窄，带中长度与宽度尺寸与自由状态时相比保持不变的那个面被称为带

的节面，节面的宽度称为节宽p b 。V 带轮的轮槽与配用V 带节宽相等处的槽宽称为轮槽节宽p l ，V 带轮在轮槽节宽处的直径称为节圆直径p d 。国标规定直接取V 带轮的轮槽基准宽度d b 等于配用V 带节宽的名义尺寸，即d p b b =。V 带轮在d b 处的直径称为基准直径d d 。由于取d p d d ≈，因而在带传动计算中常以d d 取代p d 。 V 带在规定的张紧力下，其截面上与“测量带轮”轮槽基准宽度相重合的宽度处，V 带的周线长度称为基准长度d L ，并以d L 表示V 带的公称长度。 二、带传动工作情况的分析

1、带传动中力的分析传动带是以一定的预紧力0F 紧套在两个带轮上，并使得带和带轮的接触面上产生了正压力，如图5-4。带传动不工作时，传动带两边拉力相等，且为0F ；带传动工作时，带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，拉力由0F 增加到1F ，带绕上从动轮的一边被放松，称为松边，拉力由0F 减少到2F 。则有

10021202F F F F F F F -=-⎫

⎬+=⎭

（5-1）

在图5-5中可知，主动轮作用在带上的摩擦力的方向和主动轮的圆周速度的方向相同，而作用在从动轮上的摩擦力的方向和与带的运动方向相反。当取主动轮一端的带为分离体时，有总摩擦力f F 和两边拉力对轴心的力矩的代数和

0T =，即

1

2

0222

pl pl pl f

d d d F F F -+= 即 12f F F F =-

在带传动中，有效拉力e F 是带和带轮接触面上各点摩擦力的总和，即

12e f F F F F ==- （5-2）

那么带传动所能传递的功率P （单位为kW ）为

1000

e F v

P =

（5-3） 式中：e F 为有效拉力，单位为N ；v 为带的速度，单位为m/s 。

由式（5-1）和式（5-2）得

102022e e F F F F F F ⎫=+

⎪

⎪⎬⎪

=-

⎪⎭（5-4） 2、带传动的最大有效拉力e F

带的两边拉力大小的变化反映了带和带轮接触面上摩擦力的变化，它限制着带传动的传动能力。当带有打滑趋势时，摩擦力达到极限值，即e F 达到极限值。此时，带的紧边拉力和松边拉力二者的临界值间的关系为

12f F F e α=（5-5）

其中：e ——自然对数的底e =2．718…）；

f ——摩擦系数（对于V 带，用当量摩擦系数v f 代替f ）

； α——带在带轮上的包角，单位为rad 。而由图5-5可得，带在带轮上的包角为

121212212118057.5180()

180()18057.5180()180()

p p d d p p d d d d d d a a

d d d d a a

απαπ︒︒

≈︒--≈︒--︒︒

≈︒+-≈+-（5-6）

1p d 、2p d 分别为小带轮及大带轮的节圆直径，1d d 、2d d 分别为小带轮、大带轮的基准

直径。

联立求解可得关系式：

1200111111/22111/f ec f ec f f f ec f f e F F e F F e e e F F F e e α

αααααα⎫=⎪-⎪

⎪

=⎬-⎪⎪

--==⎪

++⎭

（5-7）

其中，ec F 表示最大（临界）有效拉力，1F 、2F 也表示其临界值。 3、带的应力

带的应力有拉应力、弯曲应力和离心应力。 （1）拉应力

1122F A F A σσ⎫=

⎪

⎪⎬⎪

=⎪⎭

紧边拉应力松边拉应力

（5-8） 式中A 为带的横截面面积。

（2）弯曲应力

带的弯曲应力b σ，由带绕在带轮上而产生。

'2b p p d

h h h

E

E E d d d σ≈≈≈（5-9） 式中'h 为带的节面以上的高度； h 为带的高度； E 为带的弹性模量。 （3）离心应力

当带作圆周运动时，带本身的质量将引起离心力，因此在带的横截面上就要产生离心应力c σ。