带传动1

2、选取窄V带 类型
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
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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
2
a
dd1
,
度
2
180
60
dd1 表８－３，表８－５a
dd 2 idd1 圆整
dd2
n1 n2
d d1 (1 )
精确计算
４、带速 V d d1n1
60 1000
V≈10~25m/s，否则改变dd1 5、中心距a、带长
中心距： 0.55(dd1 dd 2 ) a 2(dd1 dd 2 )
a ,带有颤动，a , Ld , 弯曲次数多，加剧疲劳
Pc KAP
K A 工况系数，表８－6
软启动
KA 负载启动
工况
每天工作小使数（h）
<10 10~16 >16 <10 10~16 >16
载荷变动最小
液体搅拌机,通风机及鼓风机（≤7.5kW）,离心式水泵和压 缩机,轻负荷输送机
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2 1.3
带式输送机（不均匀负）,旋转式水泵和压缩机 载荷变动小 (非离心式),通风机>7.5kW）,发电机,金属切削 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4
实际上不一致，对P0修正
K 当包角不为180°时的包角修正系数 KL 当带长不等于特定值时的带长修正系数 P0 当传动比不等于1时，单根带额定功率的增量
９、张紧力
F0
1 1000Pc 2 zv
e f e f
1 qv2 1
500 Pc ( 2.5 1) qv2 zv K
１０、作用在轴上的载荷Fp（压轴力）
作业 题8-1、单号
题8-2、双号
题8-4
功率 kW
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
学号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
带长，选接近的一个Ld
Ld
2a
2
(dd1
dd 2 )
(dd 2
dd1)2 4a
mm
带传动需要调整中心距，中心距变化范围为：
a
a0
Ld
2
Ld
6、包角α
1
180
dd 2
a
dd1
60
120
７、传动比i<=7，最大可达１０
８、带根数 z
z
Pc
(z通常取3 ~ 10）
(P0 P0 )K KL
实验条件：包角等于180°，传动比等于１，带长 特定，载荷平稳
Fp
2zF0
sin
1 2
§４ Ｖ带轮的结构设计
一、要求：
质量小、结构工艺性好、无铸造内应力、质量分 布均匀（动平衡）
二、材料
ＨＴ１５０，ＨＴ２００ 高速：铸钢
三、结构尺寸
实心式 腹板式 孔板式 轮辐式
带轮宽度Ｂ如何确定？
实心式
腹 板 式
孔 板 式
轮 辐 式
§５ 带传动的张紧和布置 一、合理布置 松边在上，紧边在下
n d (1 )
2
d1
§３ V带传动的设计
一、失效形式
打滑、疲劳破坏 二、设计准则 在保证带传动不打滑的前提下，具有一定的疲劳强 度和寿命。 三、单根Ｖ带所能传递的功率
不打滑条件： Fe Ff
不发生疲劳破坏的条件： max 1 b1 c []
1
F F (1 )
e
1
e f1
F1 1A ([] b1 c ]A
弹性滑动和打滑点结论： 1.动弧是接触弧的一部分 2.动弧位于主动轮的出口边 3.欧拉公式适用于动弧 4.当动弧扩展到整个接触弧时发生打滑 5.弹性滑动不可避免，打滑可以避免 6.弹性滑动造成传动比不稳定
弹性滑动的好处与坏处 好处：过载保护 坏处：1.传动比不稳定，不准确 2.降低带传动的传动效率 3.加剧带磨损 4.引起温度升高
(dd1
dd2)
(dd 2
dd1)2 4a
mm
L查手册确定公称长度
中心距
8a2 [2 (dd1 dd 2 ) 4L]a (dd 2 dd1)2 0
a 2L (dd1 dd 2 ) [2L (dd1 dd 2 )]2 8(dd 2 dd1)2
8
§2 带传动的工作情况分析 1. 带传动的受力分析
)v
1 A (1 1 )v ([] b1 c ) A (1 1 )v kW
1000 e f
1000
e f
(11.1 CL0 E 2ha qv2 )(1 1 ) Av
P0
Fev 1000
3600 jtv
dd1 A 1000
e f
有关参数：
带类型 C，A，q，ha 带速 v
带轮直径 dd1, 带材料 q，C，E，f
大的场合应用较多。
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2、V 带
在一般机械传动中，应用最广的带传动是V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。
V 带分类：
普通Ｖ带
Ｖ带
窄Ｖ带 齿形Ｖ带
普通V带
窄V带
宽Ｖ带
V 带受力：
2 N sin Q
2
N
Q 2 sin
2
FV
2N
2
2
Q sin
Q v
v
sin
传递功率
P
FeV
kW，带传动用于高速场合
1000
F1 F0 Fe 2
F2 F0 Fe 2 F1，F2 取决于F0和Fe
F0一定时，Fe有极限值，限 制了带的工作能力
２．欧拉公式
忽略离心力的影响、取微小分离体， 根据x，y方向力平衡，有：
dF fd F
F2 dF
F F1
0
fd
F1 F2e f 欧拉公式
1 Fe ([] b1 c ]A(1 e f1 )
有效功率：
P0
Fev 1000
([]
b1
c )(1 1000
1 e f
) Av
kW
[ ] 11.1
CL 0
MPa
3600 jtv
P0
Fecv 1000
(F1 F2 )v 1000
( F1
F1 e f
1000
)v
F1(1
1 e f
1000
三、带传动的类型 按照带的形状分类：
平带
V带
圆带
多 楔 带
同步带
1、平带
平带传动，结构简单，带轮容易制造，在传动中 心距较大的场合应用较多。
普通平带：胶帆布、编织带、强力锦纶、胶带等。 现在以尼龙薄片组成
叠层式
包层式
平带整卷出售， 宽度有系列
F Q
平 带 轮
结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较
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多楔带
多楔带传动兼有平带传动和V带传动的优点， 柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结 构要求紧凑的场合。
多楔带，解决多根V带长短不一、受力不均问题
汽车发动机
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同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是： 无滑动，能保证固定的传动比；带的柔韧性好， 所用带轮直径可较小。
同步带、齿形带，与齿轮啮合类似
(11.1 CL0 E 2ha qv2 )(1 1 ) Av
P0
Fev 1000
3600 jtv
dd1 A 1000
e f
例题： 已知：电动机型号Y112M-4，额定功率P=4千瓦， 转速n1=1440r/min，传动比i=3.8，一天运转时间 <10h
求：设计窄Ｖ带 解：
计算项目
1、确定计算 功率
基准长度Ｌd，公称 长度：Ｖ带在规定 张紧力作用下位于 带轮基准直径上的 周线长度
普通Ｖ带楔角为４０° 普通Ｖ带轮槽角小于４０°
普通Ｖ带分Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ七种
窄V带，h/bp=0.9，承载能力提高1.5-2 倍，分为４ 种
宽Ｖ带，大楔角Ｖ带
本章主要介绍普通V带设计
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圆带
圆带应用陶瓷、玻璃、食品、纺织等行业，缝 纫机广泛采用
２）滑动率
紧边带速：v
d n d1 1
1 60 1000
弹性滑动率： v1 v2
v1
松边带速：v
d n d2 2
2 60 1000
(1)v1 v2
(1
)
d n d1 1
d n d2 2
6 104 6 104
(1 )d n d n
d1 1
d2 2
传动比：i
n 1
d d2
（ 1% ~ 2%）
包角 a
带长 L0 预期寿命 t
带轮数 j
单根带所传递的功率 α=180°、特定带长度、平稳条件下实验得到
四、Ｖ带传动的设计计算
１）已知条件：
传递功率Ｐ，转速n1，传动比i，工作条件，工作 时间，安装要求等 ２）求解：Ｖ带型号、根数、长度、带轮直径、压 轴力、中心距、初拉力、带轮结构等
３）设计过程： １、确定计算功率
欧拉公式表示松边与紧边拉力之间的关系
整理后得到：Fe
2F0
e f e f
1 1
1). 欧拉公式成立的条件 2). 轮槽楔角对带传动承载能力的影响 3). 带轮包角对带传动承载能力的影响 4). 初拉力对带传动承载能力的影响
Fe
2F0
e f e f
1 1
３.应力分析
１）拉应力
紧边拉应力：1Fra bibliotekF1 A
不工作时，只受张紧力 F0 作用
工作时： 摩擦力的作用下有： 紧边： 拉力F1， 松边： 拉力F2
近似地认为带的总长度不变，有
F1 F0 F0 F2 F1 F2 2F0
取带为受力体，根据力矩平衡：
Ff
dd1 2
F1
dd1 2
F2
dd1 2
Fe Ff F1 F2
Fe (有效拉力，摩擦力的总和）
２、选择带型号
由Ｐc，n1选取，图８－８
３、确定带轮的计算直径
d d d1
d min
dd b 疲劳破坏加剧
dd选择对带传动影响较大，须注意
P FeV 1000
dd1 , n1, P不变，V ，Fe , 带根数多，弯曲应力大
dd1 带根数少，结构尺寸大
dd1 选择考虑带速V(≈10~25m/s)，不小于５m/s
二、合理张紧
§６ 带传动优缺点 优点： １、缓和冲击，２、平稳无噪声 ３、制造精度要求不高、成本低 ４、过载保护，５、中心距大 缺点： １、弹性滑动传动比不正确 ２、Ｆ0 大时，结构尺寸、压轴力 ３、寿命短 ４、打滑
§７ 提高带传动工作能力的措施 1、增大摩擦系数f ２、增大包角α ３、最佳速度 ４、新型带传动 ５、高强度带材料
机械设计
第八章 带传动
§1 概述
一、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。
二、带传动的工作原理
摩擦传动：当主动轮转动时，由于张紧力的 作用使带和带轮间产生摩擦力，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）。
机床,印刷机,旋转筛,锯木机和木工机械
制砖机,斗式提升机,往复式水泵和压缩机,起重
载荷变动较大 机,磨粉机,冲剪机床,橡胶机械,振动筛,纺织机械, 1.2
1.3
1.4
1.4
1.5 1.6
重载输送机
载荷变动很大 破碎机(旋转式,颚式等),磨碎机(球磨,棒磨,管磨) 1.3
1.4
1.5
1.5
1.6 1.8
松边拉应力：
2
F2 A
松边拉应力 n2
n1
紧边拉应力
２）离心应力
2FC
sin
d
2
FC d
qrd
v2 r
离心应力： C
Fc A
qv2 A
FC qv2
离心应力 n2
n1
３）弯曲应力
b
E
h dd
弯曲应力
n2 n1
最大应力发生在紧边进入小带轮处
max 1 b1 c
４.弹性滑动、打滑及滑动率 １）弹性滑动和打滑