07第七章带传动1
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绳芯结构：柔韧性好
机械设计 第七章 带传动
12
2、带轮
•材料 HT150、 HT200 v≥25~ 45m/s—铸钢
注：① 基准直径为标准值 ② 带轮楔角小于40°。
③小带轮直径不能太小D1≥Dmin
轮缘：与带相连部分
实心式：小直径
结构 轮毂：安装在轴上部分
腹板式：中等直径
轮辐：联接部分
轮辐式：大直径
σ2=F2/A（松边拉力）
2、离心应力σc
c
Fc A
qv2 A
v2
q——单位带长质量 ρ——带密度
3、弯曲应力
b
E
y r
当带型号，材料一定时， b
1 r
当i>1时，r1<r2
σb1>σb2
(r D h) 2
∴小带轮直径不能太小
∴ 带内最大应力：max1b1
机械设计 第七章 带传动
20
σ2
c
d
ω1
仅发生在带从主从动轮上离
从动轮：同理，只是： V轮2 < V带 开前的那一部分接触弧上。
机械设计 第七章 带传动
23
• 结论 1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动
2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。
（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）
3）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。
载荷F↑，（F1-F2）↑，弹性滑动区↑， 1 ↑。当 1 1 时，
整个包角内全面的相对滑动——“打滑”。
总结： 1）打滑是过载造成的，∴打滑是可以避免的。
2）打滑过程中：ε↑↑，v2↓↓，传动失效。 3）η ↓↓，磨损↑↑， ∴打滑必须避免。 4）打滑首先发生在小带轮上。（∵1 2 ）
0
F2 O1 F1
T1
ΣFf=2T1/D1
而带传动的有效圆周力：F2T1 100P0
（有效拉力）
D1
v
∴ F=ΣFf=F1-F2 · · · · · · ①
机械设计 第七章 带传动
17
即：带传动的有效圆周力等于带与带轮的摩擦力，即紧边与 松边的拉力差。
（Ⅲ）F1、F2、F与F0间的关系？ 变形协调条件：带总长不变，紧边拉力增量=松边拉力减量。
σc
σb1
b
a
e σb2
ω2
f
σmax
σ1
σ1 b2 σ
b1 σ
b2 σ
σ2 b1 σ
σmax
σc
σ1
a
b
cd
f
a
紧边开始绕上小带轮处 max1b1
机械设计 第七章 带传动
21
机械设计 第七章 带传动
22
结论：1、带内最大应力发生在：紧边开始绕上小带轮处；
2、带在变应力状态下工作 防疲劳失效：max[]；
开口传动
交叉传动
机械设计 第七章 带传动
9
4、特点
1）带有弹性—— 缓冲吸振、传动平稳； 弹性滑动，i不准确。 2）靠摩擦传动—— 过载打滑，保护损坏其他零件；
磨损大、η低、寿命↓，压轴力大。
3）中间挠性件—— 适于远距离传动；结构尺寸大。
4）结构简单，制造安装方便，成本低。
5、应用
传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。 不可用于易燃、易爆场合外。
• 普通V带已标准化，共有七种型号：
Y、Z、A、B、C、D、E GB/T1313575.1-92
小
大
YZ
A
B
C
D
E
机械设计 第七章 带传动
11
环形、无接头（传动平稳） 基准长度Ld为标准值
楔角均为40°
•V带截面组成
40°
顶胶 承载层
直径小 速度高
场合
a)帘布芯结构
底胶 包布
帘布结构：一般传动
b)绳芯结构
v= 5~25m/s
i 平≤5， i v≤7
多级传动中，带布置在高速级。
机械设计 第七章 带传动
10
第二节 普通V带与V带轮
一、平带和带轮
普通平带有接头（传动不平稳），高速带无接头。 橡胶和纤维已淘汰，尼龙、聚氨脂等替代。
二、V带和带轮
1、V带 •普通V带、窄V带、宽V带
用于调速机构中。
应用最广
美国50年代研制：承载高、 尺寸小。
对于V带：μ→μv
若v<10m/s：
Fm
ax2F0
e1 e1
1 1
讨论： ∵ P∝F
∴ Pmax∝Fmax=f（F0、μ、α1）
F0↑、 μ ↑ 、α1 ↑
Fmax↑
Pmax ↑
2、离心力产生的离心拉力 Fc=qv2
二、带的应力 带工作时，受到三种应力。
机械设计 第七章 带传动
19
1、拉应力 σ1=F1/A（紧边拉力） σ1>σ2
即：F1-F0=F0-F2
F1+F2=2F0
c 、开始打滑时，ΣFf →max
F → Fmax
F1 qv 2 F2 qv 2
e
···
·（·推导·：②P183
图11.8）
v <10m/s：离心力不计
F1 e —挠性体欧拉公式 F2
机械设计 第七章 带传动
18
由பைடு நூலகம்、②式→
F1 eFe111qv2 F2 eF1 1qv2
机械设计 第七章 带传动
13
§3 带传动的几何计算（略）
a 、L、 1 、 2 ——包角
注意： 1 ≤ 2
α1
D1
γ
2
a
α2
D2
机械设计 第七章 带传动
14
§4 带传动的计算基础
一、作用力分析 1、带传递的力 带张紧在带轮上 接触面产生正压力，带两边产生等值初拉力F0。 a 、工作前：
机械设计 第七章 带传动
量关系→滑动率ε表示： v1v210% 01~2%
v1
v1
D1n1
601000
v
2
D2n2
601000
传动比
i
n1 n2
D2
D1(1)
或
n2
(1)
D1n1 D2
4）后果： a 、 v轮2<v轮1，i不准确； b 、η↓；
c 、引起带的磨损；
d 、带温度↑，寿命↓。
机械设计 第七章 带传动
24
2、打滑
机械设计 第七章 带传动
2
机械设计 第七章 带传动
3
机械设计 第七章 带传动
4
机械设计 第七章 带传动
5
机械设计 第七章 带传动
6
机械设计 第七章 带传动
7
机器人关节
机械设计 第七章 带传动
8
3、传动形式 开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向。
交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向。
半交叉传动：两轴交错，不能逆转。
3、σb占比例最大，D↓ σb ↑ ∴每种带选择D>Dmin。
三、弹性滑动与打滑
1、弹性滑动
c’
• 机理：带为弹性体
主动轮：b 点:开始接触，拉力F1，V带b=V轮1。
bc： 拉力F1 F2，弹性变形↓，
→带逐渐缩短。
轮1：b→c 即带在带轮上发生了相对滑动 1 滑动角
带：b→c’
1 静角
使得：V带<V轮1
15
b 、工作时：
：轮对带摩擦力 ：带对轮摩擦力
形成 紧边：F0↑F1（下）
松边：F0↓F2（上）
机械设计 第七章 带传动
16
各力之间关系？
（Ⅰ）取主动轮一端带为分离体
ΣFf
ΣMO1=0
Ff D 21F2D 21F 1D 210
ΣFf=F1-F2
（Ⅱ）取主动轮为分离体
ΣFf
ΣMO1=0
T1 Ff
D1 2
机械设计 第七章 带传动
12
2、带轮
•材料 HT150、 HT200 v≥25~ 45m/s—铸钢
注：① 基准直径为标准值 ② 带轮楔角小于40°。
③小带轮直径不能太小D1≥Dmin
轮缘：与带相连部分
实心式：小直径
结构 轮毂：安装在轴上部分
腹板式：中等直径
轮辐：联接部分
轮辐式：大直径
σ2=F2/A（松边拉力）
2、离心应力σc
c
Fc A
qv2 A
v2
q——单位带长质量 ρ——带密度
3、弯曲应力
b
E
y r
当带型号，材料一定时， b
1 r
当i>1时，r1<r2
σb1>σb2
(r D h) 2
∴小带轮直径不能太小
∴ 带内最大应力：max1b1
机械设计 第七章 带传动
20
σ2
c
d
ω1
仅发生在带从主从动轮上离
从动轮：同理，只是： V轮2 < V带 开前的那一部分接触弧上。
机械设计 第七章 带传动
23
• 结论 1）由于拉力差引起的带的弹性变形而产生的滑动现象——弹性滑动
2）弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性。
（∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）
3）速度间关系：v轮1>v带>v轮2。
载荷F↑，（F1-F2）↑，弹性滑动区↑， 1 ↑。当 1 1 时，
整个包角内全面的相对滑动——“打滑”。
总结： 1）打滑是过载造成的，∴打滑是可以避免的。
2）打滑过程中：ε↑↑，v2↓↓，传动失效。 3）η ↓↓，磨损↑↑， ∴打滑必须避免。 4）打滑首先发生在小带轮上。（∵1 2 ）
0
F2 O1 F1
T1
ΣFf=2T1/D1
而带传动的有效圆周力：F2T1 100P0
（有效拉力）
D1
v
∴ F=ΣFf=F1-F2 · · · · · · ①
机械设计 第七章 带传动
17
即：带传动的有效圆周力等于带与带轮的摩擦力，即紧边与 松边的拉力差。
（Ⅲ）F1、F2、F与F0间的关系？ 变形协调条件：带总长不变，紧边拉力增量=松边拉力减量。
σc
σb1
b
a
e σb2
ω2
f
σmax
σ1
σ1 b2 σ
b1 σ
b2 σ
σ2 b1 σ
σmax
σc
σ1
a
b
cd
f
a
紧边开始绕上小带轮处 max1b1
机械设计 第七章 带传动
21
机械设计 第七章 带传动
22
结论：1、带内最大应力发生在：紧边开始绕上小带轮处；
2、带在变应力状态下工作 防疲劳失效：max[]；
开口传动
交叉传动
机械设计 第七章 带传动
9
4、特点
1）带有弹性—— 缓冲吸振、传动平稳； 弹性滑动，i不准确。 2）靠摩擦传动—— 过载打滑，保护损坏其他零件；
磨损大、η低、寿命↓，压轴力大。
3）中间挠性件—— 适于远距离传动；结构尺寸大。
4）结构简单，制造安装方便，成本低。
5、应用
传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。 不可用于易燃、易爆场合外。
• 普通V带已标准化，共有七种型号：
Y、Z、A、B、C、D、E GB/T1313575.1-92
小
大
YZ
A
B
C
D
E
机械设计 第七章 带传动
11
环形、无接头（传动平稳） 基准长度Ld为标准值
楔角均为40°
•V带截面组成
40°
顶胶 承载层
直径小 速度高
场合
a)帘布芯结构
底胶 包布
帘布结构：一般传动
b)绳芯结构
v= 5~25m/s
i 平≤5， i v≤7
多级传动中，带布置在高速级。
机械设计 第七章 带传动
10
第二节 普通V带与V带轮
一、平带和带轮
普通平带有接头（传动不平稳），高速带无接头。 橡胶和纤维已淘汰，尼龙、聚氨脂等替代。
二、V带和带轮
1、V带 •普通V带、窄V带、宽V带
用于调速机构中。
应用最广
美国50年代研制：承载高、 尺寸小。
对于V带：μ→μv
若v<10m/s：
Fm
ax2F0
e1 e1
1 1
讨论： ∵ P∝F
∴ Pmax∝Fmax=f（F0、μ、α1）
F0↑、 μ ↑ 、α1 ↑
Fmax↑
Pmax ↑
2、离心力产生的离心拉力 Fc=qv2
二、带的应力 带工作时，受到三种应力。
机械设计 第七章 带传动
19
1、拉应力 σ1=F1/A（紧边拉力） σ1>σ2
即：F1-F0=F0-F2
F1+F2=2F0
c 、开始打滑时，ΣFf →max
F → Fmax
F1 qv 2 F2 qv 2
e
···
·（·推导·：②P183
图11.8）
v <10m/s：离心力不计
F1 e —挠性体欧拉公式 F2
机械设计 第七章 带传动
18
由பைடு நூலகம்、②式→
F1 eFe111qv2 F2 eF1 1qv2
机械设计 第七章 带传动
13
§3 带传动的几何计算（略）
a 、L、 1 、 2 ——包角
注意： 1 ≤ 2
α1
D1
γ
2
a
α2
D2
机械设计 第七章 带传动
14
§4 带传动的计算基础
一、作用力分析 1、带传递的力 带张紧在带轮上 接触面产生正压力，带两边产生等值初拉力F0。 a 、工作前：
机械设计 第七章 带传动
量关系→滑动率ε表示： v1v210% 01~2%
v1
v1
D1n1
601000
v
2
D2n2
601000
传动比
i
n1 n2
D2
D1(1)
或
n2
(1)
D1n1 D2
4）后果： a 、 v轮2<v轮1，i不准确； b 、η↓；
c 、引起带的磨损；
d 、带温度↑，寿命↓。
机械设计 第七章 带传动
24
2、打滑
机械设计 第七章 带传动
2
机械设计 第七章 带传动
3
机械设计 第七章 带传动
4
机械设计 第七章 带传动
5
机械设计 第七章 带传动
6
机械设计 第七章 带传动
7
机器人关节
机械设计 第七章 带传动
8
3、传动形式 开口传动：两轴平行，ω1、ω2同向。
交叉传动：两轴平行，ω1、ω2反向。
半交叉传动：两轴交错，不能逆转。
3、σb占比例最大，D↓ σb ↑ ∴每种带选择D>Dmin。
三、弹性滑动与打滑
1、弹性滑动
c’
• 机理：带为弹性体
主动轮：b 点:开始接触，拉力F1，V带b=V轮1。
bc： 拉力F1 F2，弹性变形↓，
→带逐渐缩短。
轮1：b→c 即带在带轮上发生了相对滑动 1 滑动角
带：b→c’
1 静角
使得：V带<V轮1
15
b 、工作时：
：轮对带摩擦力 ：带对轮摩擦力
形成 紧边：F0↑F1（下）
松边：F0↓F2（上）
机械设计 第七章 带传动
16
各力之间关系？
（Ⅰ）取主动轮一端带为分离体
ΣFf
ΣMO1=0
Ff D 21F2D 21F 1D 210
ΣFf=F1-F2
（Ⅱ）取主动轮为分离体
ΣFf
ΣMO1=0
T1 Ff
D1 2