帶傳動的類型與特點

1、帶傳動的類型與特點帶傳動的類型與特點帶傳動的應力分析帶傳動的應力分析V V帶設計的參數(shù)確定、計算帶設計的參數(shù)確定、計算帶的張緊與維護帶的張緊與維護 （一）主要內(nèi)容（一）主要內(nèi)容 帶傳動概述；V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)； V帶傳動的工作能力分析； V帶傳動的設計、 張緊、安裝與維護。（二）教學要求（二）教學要求1、了解帶傳動的類型、特點與應用。2、掌握帶傳動的受力分析、應力分析及彈性滑動的概念。3、掌握V帶傳動的設計計算方法。4、熟悉帶傳動的張緊與維護。1、帶傳動的受力分析、應力分析及彈性滑動。2、V帶傳動的設計計算。（三）教學的重點與難點（三）教學的重點與難點 帶傳動是一種常用的機械傳動裝置。主要作用

2、：主要作用： 用來傳遞轉(zhuǎn)矩和改變轉(zhuǎn)速。工作原理：工作原理： 主要是依靠撓性傳動帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運動和動力。 一、概述 工作過程：原動機驅(qū)動主動帶輪轉(zhuǎn)動，通過帶與帶輪之間產(chǎn)生的摩擦力，使從動帶輪一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)運動和動力的傳遞。帶傳動的組成：主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳動帶和機架組成。 （一）帶傳動的類型 （1）摩擦帶傳動： 靠傳動帶與帶輪間的摩擦力實現(xiàn)傳動，如V帶傳動、平帶傳動等。1、按傳動原理分：（2）嚙合帶傳動： 靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實現(xiàn)傳動，如同步帶傳動。帶傳動的分類方法有三種:傳動帶：用于傳遞動力輸送帶：用于輸送物品 2、按用途分3、按傳動帶的截面形狀分：

3、平帶、V 帶、多楔帶、圓形帶、齒形帶（同步帶）平帶 ： 平帶的截面形狀為矩形,工作面為內(nèi)表面, 主要用于兩軸平行, 轉(zhuǎn)向相同的較遠距離的傳動。平帶傳動動畫展示平帶傳動動畫展示1外覆蓋層2、4布層3片基層5工作面覆蓋層 V帶的截面形狀為梯形,工作面為兩側(cè)面, 帶輪的輪槽截面也為梯形。 在相同張緊力和相同摩擦系數(shù)的條件下, V帶產(chǎn)生的摩擦力要比平帶的摩擦力大,所以, V帶傳動能力強, 結(jié)構(gòu)更緊湊, 在機械傳動中應用最廣泛。V帶:v v帶傳動動畫展示帶傳動動畫展示 多楔帶是平帶基體上有若干縱向楔形凸起, 它兼有平帶和V帶的優(yōu)點且彌補其不足, 多用于結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動中。 多楔帶:多楔帶傳動動畫展示

4、多楔帶傳動動畫展示 圓形帶的截面形狀為圓形。 僅用于如縫紉機、 儀器等低速小功率的傳動。圓形帶:齒形帶（同步帶）: 同步齒形帶即為嚙合型傳動帶。 同步帶內(nèi)周有一定形狀的齒。 （二）帶傳動的特點和應用（1）能緩沖吸振，傳動平穩(wěn)，噪音小。（2）具有過載保護作用。（3）結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護方便，成本低；（4）適用于兩軸距離較大的傳動；優(yōu)點缺點（1）不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率低。（2）帶對軸有很大的壓軸力。（3）帶傳動裝置結(jié)構(gòu)不夠緊湊。（4）帶的壽命較短。（5）不適用于高溫、易燃及有腐蝕介質(zhì)的場合。應用： 帶傳動適用于要求傳動平穩(wěn)、傳動比不要求準確，100KW以下的中小功率的遠距離

5、傳動。如：汽車發(fā)動機、拖拉機、石材切割機等。二、V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu) V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶、大楔角V帶等。其中以普通V帶和窄V帶應用較廣。8.2.1 普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標準 標準V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，橫截面結(jié)構(gòu)如下:V帶的結(jié)構(gòu)簾布結(jié)構(gòu)和線繩結(jié) 構(gòu)的區(qū)別: 簾布結(jié)構(gòu)抗拉強度高,但柔韌性和抗彎強度較差,所以,線繩結(jié)構(gòu)V帶適用于轉(zhuǎn)速高,帶輪直徑較小的場合。帶的型號： 我國普通V帶和窄V帶都已標準化。按截面尺寸由小到大，普通V帶可分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號；窄V帶可分為SPZ、SPA、SPB、SPC四個型號。在同樣條件下，截面尺寸大，則傳遞的功率就大。 其截面呈楔角

6、等于40的梯形，如圖。 需要掌握的概念： 1、節(jié)寬bp ：長度不變層。所在位置稱為中性層。 2、截面高度h： 相對高度h/bp已標準化（普通V帶 為0.7，窄V帶為0.9）。V帶截面尺寸（見表8.2）： 3、基準直徑dd d: V帶裝在帶輪上，和節(jié)寬bp相對應的帶輪直徑。（標準值見表8.3） 4、基準長度Ld d：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線長度。它用于帶傳動的幾何計算。（標準值見表8.4） 帶的標記： 普通V帶和窄V帶的標記都是由帶型、帶長和標準號組成。 例如： A型、基準長度為1400的普通V帶，其標 記為： A-1400 GB11544-89。 又如： SPA型、基準長

7、度為1250的窄V帶，其標記為： SPA1250 GB1273091。 帶的標記通常壓印在帶的外表面上，以便選用識別。 （二）普通V帶輪的結(jié)構(gòu) （1）帶輪應具有足夠的強度和剛度，無過大的鑄造內(nèi)應力； （2）質(zhì)量小且分布均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造；（3）轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；（4）輪槽工作面應光滑，以減小帶的磨損。1、V帶輪的設計要求2、帶輪的材料 帶輪的材料主要采用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應用最廣。常用材料的牌號為HT150（v25m/s時）或HT200 （v=2530m/s時） ；轉(zhuǎn)速較高時宜采用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼，也用采用鋼板沖壓后焊接帶輪。小功率時可采用鑄鋁或塑料等材料。

8、 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯(lián)接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯(lián)接成一整體。3、帶輪的結(jié)構(gòu)輪緣腹板輪轂V帶輪的分類：V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1）實心帶輪 （2）腹板帶輪 （3）孔板帶輪 （4）輪輻帶輪實心帶輪實心帶輪腹板帶輪腹板帶輪孔板帶輪孔板帶輪輪輻帶輪輪輻帶輪三、帶傳動的工作能力分析 （一）帶傳動的受力分析 為保證帶傳動正常工作，傳動帶必須以一定的張緊力套在帶輪上。 初拉力F0 0： 緊邊拉力F1 1： 松邊拉力F2 2： F1 1-F0 0=F0 0-F2 2 有效拉力F： F=F1 1-F

9、2 2 實質(zhì)上，帶傳動的有效拉力是帶與帶輪之間摩擦力的總和。在最大靜摩擦力范圍內(nèi)，二者是相等的。同時F也是帶傳動所傳動的圓周力。 帶傳動所傳遞的功率為：P=Fv/1000 式中：P為傳遞功率，單位為KW； F為有效圓周力，單位為N； V為帶的速度，單位為m/s。 帶的打滑： 在一定的初拉力F0作用下，帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。 帶打滑時從動輪轉(zhuǎn)速急劇下降，使傳動失效，同時也加劇了帶的磨損，打滑應避免。帶傳動的最大有效圓周力： 當傳動帶和帶輪表面間即將打滑，摩擦力達到最大值

10、，即有效圓周力達到最大值。此時，緊邊拉力和松邊拉力之間的關系可用歐拉公式表示，即 ffeFFeFF2121式中： 包角，帶與小帶輪的接觸弧所對圓心角（rad）。 f 帶與帶輪接觸面間的摩擦系數(shù)。)1111(2)11(200ffffeceeFeeFF將F1-F0=F0-F2 和F=F1-F2 代入上式，整理后可得帶傳動的最大有效圓周力（臨界值）：上式表明，帶所傳動的圓周力與下列因素有關： （1）初拉力F0 0 ： F與F0 0成正比。增大F0 0，帶與帶輪間正壓力增大（ F0 0 =f Q），傳動時摩擦力就大，F(xiàn)越大。但F0 0過大會加劇帶的磨損，致使帶過快松弛，縮短其工作壽命。 （2）摩擦系數(shù)

11、f:f越大，摩擦力越大，F(xiàn)越大。 （3）包角 : F隨包角的增大而增大，所以包角增大，帶的傳動能力提高。1 帶傳動工作時,帶中的應力由以下三部分組成：AFAF2211式中, A為帶的橫截面面積, 單位為mm2。 （二)帶傳動的應力分析 1、由拉力產(chǎn)生的應力：21緊邊拉應力1 1：松邊拉應力2 2： 由于帶本身的質(zhì)量, 帶繞過帶輪時隨著帶輪作圓周運動將產(chǎn)生離心力。離心力將使帶受拉, 在截面產(chǎn)生離心拉應力Aqc2 式中, c為離心拉應力, 單位為MPa； v為帶速, 單位為m/s；q為帶單位長度上的質(zhì)量, 單位為kg/m, 見表8.6。 2、 由離心力產(chǎn)生的離心拉應力 傳動帶繞經(jīng)帶輪時要彎曲, 其

12、彎曲應力可近似按下式確定：dbdEh 式中, E為帶的彈性模量, 單位為MPa； h為帶的厚度, 單位為mm； dd d 為帶輪的基準直徑, 單位為mm。 21bb因為 dd 1 dd2 所以3、帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應力帶工作時的應力分布情況 ：Cb11max maxmax= = 1 1+ + c c+ + b1b1 為保證帶具有足夠的疲勞強度, 應滿足： 帶中最大應力發(fā)生在緊邊剛繞上主動輪處(A點)，其值為 傳動帶是彈性體，受到拉力后會產(chǎn)生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過主動輪進入松邊時，帶的拉力由F1減小為F2，其彈性伸長量也減小。這說明帶在繞過帶輪的過程中，相對于輪面向

13、后收縮，帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對滑動，導致帶的速度逐步小于小于主動輪的圓周速度。(三）帶傳動的彈性滑動和傳動比 同樣，當帶由松邊繞過從動輪進入緊邊時，拉力增加，帶逐漸被拉長，沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動，使帶的速度逐漸大于大于從動輪的圓周速度。 211221(1)dddnind112211112211121ndndndndndnddddddd帶的彈性滑動： 由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。由于彈性滑動引起的從動輪圓周速度的降低率稱為帶傳動的滑動系數(shù)。 由上式的帶傳動的傳動比為 ：帶的彈性滑動演示帶的彈性滑動演示彈性滑動和打滑的區(qū)別： 彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑

14、是指過載引起的全面滑動，是帶傳動的失效形式，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的。注意： 一般帶傳動的滑動系數(shù) ，因值很小，非精確計算時可以忽略不計。02. 001. 0四、V帶傳動的設計失效形式：打滑和疲勞斷裂（如脫層、撕裂或拉斷）。設計準則：在保證不打滑的條件下，應具有一定的疲勞強度和壽命。（二）單根V帶允許傳遞的功率（一）帶傳動的失效形式和設計準則 在包角=1800、特定帶長、工作平穩(wěn)的條件下，單根普通V帶的基本額定功率Po見表8.7-8.15。 當實際工作條件與確定Po值的特定條件不同時，應對查得的Po值進行修正。

15、修正后得實際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率Po：LKKPPP)(000式中:K包角系數(shù)，查表8.11； KL帶長修正系數(shù)，查表8.4； Kb彎曲影響系數(shù)，查表8.18； n1小帶輪轉(zhuǎn)速； Ki傳動比系數(shù)，查表8.20。 P0功率增量，i121時單根普通V帶傳遞功率的增量；)11 (10ibknKP（三）V帶傳動的設計步驟和方法已知條件一般為： 帶傳動的工作情況;傳動功率;兩帶輪的轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動比i12）;外廓尺寸要求。設計內(nèi)容：1、確定普通V帶的型號、基準長度Ld和根數(shù)z；2、基準直徑dd1d1、dd2d2；3、確定傳動的中心距a；4、畫出帶輪的零件工作圖。設計步驟和方法： （1）確

16、定計算功率 PKPAc式中：Pc c計算功率(kW)； KA A 工作情況系數(shù)，查表8.21； P 傳遞的額定功率(kW)。 （2）選擇V帶的型號 根據(jù)計算功率Pc c和小帶輪轉(zhuǎn)速n1 1，按下圖選擇普通V帶的型號。 一般取 ，若過小則帶的彎曲應力太大而導致帶的壽命降低；反之，則帶傳動的外廓尺寸增大。普通V帶輪的最小基準直徑查表8.6。1mindddd2121(1)dddi d帶輪的基準直徑、應符合帶輪基準直徑尺寸系列，如下表：20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132

17、140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 900 1000 （3）確定帶輪的基準直徑dd1d1、dd2d2大帶輪的基準直徑由下式計算:（4）驗算帶速v11601000ddnvm/s帶速一般限制在525m/s之間。 式中: dd1小帶輪的基準直徑(mm)； n1小帶輪的轉(zhuǎn)速(r/min) 設計時如無特殊要求，可按下式初步確定中心距a0（5）確定中心距a和帶的基準長度Ld0.7(dd1+dd2)a02(dd1+

18、dd2) 基準長度計算：由帶傳動的幾何關系可得帶的計算公式： L0帶的基準長度計算值，查表8.4選定Ld實際中心距a:200LLaad021221004)()(22addddaLdddd（6）驗算小帶輪包角 1adddd/ )(3 .57180121 一般要求 ，若不能滿足，可增大中心距或設置張緊輪。 1201（7）確定帶的根數(shù) z000()ccLPPzPPP K K考慮到安裝、張緊的調(diào)整，將中心距設計成可調(diào)式 amin=a-0.015Ld amax=a+0.03Ld （8）確定單根帶的初拉力 F0 保持適當?shù)某趵κ菐鲃诱９ぷ鞯谋匾獥l件。初拉力過小，則傳動時摩擦力過小易打滑；過大則降低帶

19、的壽命，并增大了軸和軸承的壓力。單根V帶的初拉力可按下式計算 20(2.5)500cKPFqvK zvNq為每米帶長的質(zhì)量(kg/m),查表8.6 帶的根數(shù)應取整數(shù)。為使各根帶受力均勻，帶的根數(shù)不能太多，一般2-5根為宜，最多不多于8-10根。否則應加大帶輪基準直徑或選擇較大型號的帶，重新設計。 （9）計算作用在帶輪軸上的壓力FQ 為了設計軸和軸承，必須求出V帶作用在軸上的壓力?？砂聪率接嬎?012sin(/ 2)QFzFN（10）帶輪結(jié)構(gòu)設計 確定帶輪結(jié)構(gòu)，繪制帶輪零件圖。解:1、確定計算功率 cP則kWkWPKPAc13103 . 12、選定帶型 根據(jù)Pc=13kW、n1=1450r/mi

20、n ，由圖8.13選用B型普通V帶。根據(jù)已知工作條件查表8.21，取KA=1.3 例 設計一鼓風機用普通V帶傳動。已知電動機額定功率P=10kW、轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，從動軸轉(zhuǎn)速n2=400r/min ，中心距約為1500mm，每天工作24h。3、選小帶輪數(shù)z1和帶輪直徑d1、d2 則實際傳動比i、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為從帶輪的轉(zhuǎn)速誤差率為 （406-400）/400=1.5%mmmmdnnddd5 .50714040014501212mmdmmdd125140min1mmdd500257. 314050012ddddimin40657. 3145012rinn4、校核帶速v smsm

21、ndv/63.10/1000601450140100060115、確定中心距a及帶長Lp根據(jù)機器的結(jié)構(gòu)要求，初定中心距a0=1500mm。帶速在5-25m/s范圍內(nèi)。帶長L0為021221004)()(22addddaLmm15004)140500()500140(2150022mm9 .4026由表8.4選取基準長度 mmLp4000因為軸間距可調(diào)整，則實際中心距a為mmmmLLaad1487)29 .402640001500(200中心矩a的變動范圍為：6.校核小帶輪包角mmLaad1427015. 0minmmLaad160703. 0max3 .57180121adddd3 .5714

22、8714050018012013.1667、確定V帶根數(shù)zLcKKPPPz)(00根據(jù)min1450,14011rnmmdd查表8.10，用內(nèi)插法得mmp816. 2120014501200146047. 283. 247. 20)11 (10ibKnKP取P0=2.82k，得功率增量3106494. 2bK查表8.18，根據(jù)傳動比 ，查表8.19得 ，則57. 3i1373. 1iKkWP46. 0)1373. 111 (1450106494. 230得普通V帶的根數(shù)62. 313. 197. 0)46. 082. 2(13z查得長度修正系數(shù) ，包角系數(shù)mmKL13. 1mmK97. 0圓整

23、得z4根。8.確定初拉力 F0及帶輪軸上的壓力FQ20(2.5)500cKPFqvK zvNN33.260作用在軸上的壓力NzFFQ4 .20672sin2109.帶輪的結(jié)構(gòu)設計10.設計結(jié)果 選用4根B-4000GB1171-89V帶，中心矩a1487mm，帶輪直徑dd1=140mm ，dd2=500mm，軸上壓力FQ2.6704N。五、V帶傳動的張緊、安裝和維護 （一）帶傳動的張緊 1.調(diào)整中心距方式 采用定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的張緊力，使帶重新張緊。常見的有滑道式和擺架式兩種結(jié)構(gòu)。 帶傳動工作一段時間后就會由于塑性變形而松弛，使初拉力減小，傳動能力下降，這時必須重新張緊。常用的張緊

24、方式可分為調(diào)整中心距方式和張緊輪方式。（1）定期張緊滑道式擺架式 將裝有帶輪的電動機安裝在浮動的擺架上，利用電動機的自重，使帶輪繞固定軸擺動，以自動保持張緊力。 (2)自動張緊 當中心距不能調(diào)節(jié)時，可采用張緊輪張緊。張緊輪一般放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲，同時張緊輪還應盡量靠近大輪，以免過分影響帶在小輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同，且直徑小于小帶輪的直徑。 2.張緊輪方式1）通常應通過調(diào)整各輪中心距的方法來裝帶和張緊。切忌硬將傳動帶從帶輪上撥下或扳上，嚴禁用撬棍等工具將帶強行撬入或撬出，以免對帶造成不必要的損壞。2）同組使用的V帶應型號相同，長度相等，以免各帶受力不均；不同廠家生產(chǎn)的V帶、新舊V帶不能同時使用。3) 安裝V帶時，按規(guī)定的初拉力張緊。對于中等中心距的帶傳動，可憑經(jīng)驗安裝，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm