3傳動8帶傳動講解

第三篇傳動徐尤南機(jī)電工程學(xué)院2015年10月10日第三篇機(jī)械傳動一.傳動的重要性：1.傳遞運(yùn)動、調(diào)整速度：減速箱，變速器2.改變運(yùn)動形式：回轉(zhuǎn)，擺動，直線運(yùn)動3.傳遞動力、能量分配：一原動機(jī)帶多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)4.安全，維護(hù)，尺寸等需要(分離、制動)。第三篇機(jī)械傳動二.機(jī)械傳動分類：機(jī)械傳動按傳動比是否變化分摩擦傳動摩擦輪傳動帶傳動嚙合傳動直接接觸靠中間件齒輪、蝸桿及螺旋傳動鏈、同步帶傳動定傳動比傳動變傳動比傳動有級變速傳動無級變速傳動按傳動方式分直接接觸靠中間件第三篇機(jī)械傳動二.機(jī)械傳動分類：特

點(diǎn)電傳動嚙合傳動摩擦傳動液力傳動氣力傳動便于集中供能++在遠(yuǎn)距離傳動時，設(shè)備簡單+能量易于存儲+易于在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)有級變速+++易于在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速+++保持準(zhǔn)確的傳動比+可用于高速傳動++易于實(shí)現(xiàn)直線傳動++++周圍環(huán)境溫度變化影響很小+++作用于工作部分的壓力大+++易于自動控制和遠(yuǎn)程控制+對振動的影響三.機(jī)械傳動裝置類型選擇的一般依據(jù)1.功率與效率（P141表2）：2.速度（P142表3）：

速度是傳動的主要運(yùn)動特性之一。不同的運(yùn)動形式受不同因素的限制，如動載荷，離心力，振動，發(fā)熱等影響。3.傳動比：是傳動的運(yùn)動特性之一。各類單級傳動的傳動比見表3（P142）4.工作環(huán)境：空間大小、噪聲、防塵、防爆。效率是評定傳動性能的主要指標(biāo)之一。效率低不適于大功率、經(jīng)常工作的機(jī)械。

傳遞功率受多種因素的影響，如傳動原理、承載能力、載荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。嚙合傳動的功率大于摩擦傳動；第三篇傳動第八章帶傳動(DF)第九章鏈傳動(D)第十章齒輪傳動(DF)第十一章蝸桿傳動(DF)第三篇傳動

第八章帶傳動§8-1概述§8-2帶傳動工作情況的分析(DF)§8-3普通V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算(DF)§8-4V帶輪的設(shè)計(jì)(DF)§8-5V帶傳動的張緊裝置、安裝與防護(hù)(F)第八章帶傳動基本要求：1）熟悉帶的工作原理、傳動特點(diǎn)及應(yīng)用范圍；2）掌握帶傳動的受力分析、彈性滑動與打滑現(xiàn)象和帶傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；3）掌握V帶傳動的設(shè)計(jì)方法以及提高帶傳動承載能力措施；4）了解各種類型傳動帶的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)和應(yīng)用，并加以比較。著重了解平帶傳動V帶傳動的特點(diǎn)。5）了解帶傳動的張緊方式和帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：1）傳動的工作情況分析、彈性滑動與打滑現(xiàn)象和帶傳動的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；2）提高帶傳動承載能力的措施；3）平帶傳動、V帶傳動的特點(diǎn)；§8-1概述一.帶傳動的組成及工作原理：2.工作原理：靠帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動和動力。

工作前：帶已受到預(yù)拉力的作用，使帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生壓力，

工作時：主動輪通過摩擦力使帶運(yùn)動，帶通過摩擦力使從動輪轉(zhuǎn)動。1.組成：主動輪1、從動輪2、傳動帶3特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，價格低廉和緩沖吸振等按帶的截面形狀：平帶V帶——承載能力高圓帶同步帶二.帶傳動的類型：多楔帶F0F0FNFNFN

/2/2fv——當(dāng)量摩擦系數(shù)帶傳動的主要類型及應(yīng)用三.帶傳動的特點(diǎn)：1.中心距大。可傳遞兩個相距較遠(yuǎn)軸之間的運(yùn)動；2.能緩沖減振，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪音——適用于高速傳動；3.摩擦式傳動具有過載保護(hù)作用；4.不需要潤滑，環(huán)境易清潔；5.結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，價格低廉；6.結(jié)構(gòu)尺寸大；7.瞬時傳動比不恒定；8.

效率較低，壽命較短；9.需張緊，對軸和軸承的壓力大；四.應(yīng)用范圍：主要用于兩軸平行且轉(zhuǎn)向相同的場合。以及對傳動比無精確要求的中小功率傳動。一般：§8-1概述五.V帶的類型與結(jié)構(gòu)

普通V帶窄V帶寬V帶大楔角V帶汽車V帶V帶的類型：§8-1概述抗拉體：簾布：制造方便繩芯：柔軟易彎曲有利提高壽命，材料可為化學(xué)纖維或棉織物。

2）普通V帶的標(biāo)準(zhǔn)：

（1）普通V帶截面尺寸：由小到大的順序分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號（各型號的截面尺寸見P145表8-1）。1.普通V帶：是多材料制成的無接頭環(huán)形帶1）組成：頂膠、底膠、抗拉體、包布五.V帶的類型與結(jié)構(gòu)承載能力增大允許轉(zhuǎn)速降低§8-1概述§8-1概述

相對高度,比普通V帶傳遞的功率大。2.窄V帶

窄V帶按截面尺寸分為SPZ、SPA、SPB、SPC四種型號。各型號的截面尺寸見上表?；鶞?zhǔn)直徑：

節(jié)圓直徑：V帶輪上與V帶節(jié)寬相對應(yīng)的帶輪的直徑節(jié)線：當(dāng)帶縱向彎曲時，在帶中保持原長度不變的任一條周線。節(jié)面：由全部節(jié)線組成的面。節(jié)寬：帶的節(jié)面的寬度。用bp表示。名詞解釋：V帶的基準(zhǔn)長度：位于基準(zhǔn)直徑上周線長度。用Ld表示，見P146表8-2?！?-1概述六.幾何計(jì)算在角較小的情況下，有：§8-1概述六.幾何計(jì)算將代入經(jīng)整理得：在角較小的情況下，有：§8-1概述§8－2帶傳動工作情況分析一.帶傳動中的力分析：F0F0F0F0

工作前：帶以一定的張緊力安裝在帶輪上，帶受預(yù)緊力F0

工作時：由于帶與輪的摩擦力Ff

，形成緊邊和松邊。緊邊：F0

F1松邊：F0

F2假設(shè)帶的總長不變，則：緊邊的伸長量=松邊的收縮量又設(shè)帶的變形量與力的增量成正比，則：或有效拉力NFf取主動輪一端的帶為分離體，其受力：F1、F2、N、FfO1Fe——是由功率P（外載）決定的，P

Fe

Ff——是有限的，當(dāng)F0和f

一定時，F(xiàn)fmax=fN討論：

1）若Fe

Ffmax

：Fe=Ff

，正常工作；

2）若Fe

=Ffmax

：打滑臨界狀態(tài)；

3）若Fe

Ffmax

：打滑。二.帶傳動的最大有效拉力及其影響因素：F1F2FF+dFdNfdNr現(xiàn)以平帶為例：研究帶在打滑臨界條件下的受力情況

略去高階微量，考慮到d

很小，取

、，并將兩式整理得：取帶的一微段dL，對應(yīng)的圓心角d

，其上受力有：F+dF、F、dN、dFf=fdN柔韌體摩擦的歐拉公式返回平衡條件：切向：法向：影響帶有效拉力（承載能力）的因素有：3）f

Fec

承載能力

因fvf，故在相同的條件下，V帶能傳遞較大的功率?；蛘哒f，在相同的條件下，V帶傳動的結(jié)構(gòu)較緊湊；2）包角

Fec

承載能力

；1）

F0

Fec

承載能力

。F0和f越大越好嗎？將式和其它公式聯(lián)立，并整理得：三.帶的應(yīng)力分析：1.拉應(yīng)力：2.離心拉應(yīng)力：于是帶的離心拉力為：離心拉應(yīng)力為：如圖所示，由微段弧長的力平衡式有：帶的截面面積松邊:緊邊:式中：h為帶的高度（P142表8-1）。3.彎曲應(yīng)力：結(jié)論：

1）帶是在變應(yīng)力作用下工作——疲勞破壞。

2）最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞上小帶輪處，其值為：影響帶傳動疲勞強(qiáng)度的因素有：3）a

Ld

單位內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N

疲勞強(qiáng)度

2）v

c

疲勞強(qiáng)度

——v

vmax

v

（P）Fe

1

疲勞強(qiáng)度

——v

vmin1）

dd1

b1

疲勞強(qiáng)度

——dd1

ddmindd1和a越大越好嗎？§8－2帶傳動工作情況分析四.帶傳動彈性滑動：1.彈性滑動的產(chǎn)生機(jī)理：B1A1(A)C1

帶受拉力產(chǎn)生彈性變形，而拉力不同彈性變形量也不同。1）帶的緊邊在A1點(diǎn)繞上主動輪時：帶的受力：F1

帶的速度：v=v1

當(dāng)帶由A1B1運(yùn)動時：帶拉力：F1F2減小帶的彈性變形量減?。◣湛s），即帶一邊隨帶輪前進(jìn)，一邊又向后收縮，帶的速度：v

v12）從動輪上：正好相反，即：v

v2即有：B彈性滑動產(chǎn)生的原因：1）帶具有彈性；

2）緊邊、松邊有拉力差。注意：彈性滑動是帶傳動不可避免的固有特性2.帶傳動的傳動比：滑動率——從動輪對主動輪速度的相對降低率。傳動比由于：彈性滑動——由于帶的彈性變形和緊邊、松邊的拉力差而引起的帶與帶輪之間的滑動彈性滑動與打滑：1）區(qū)別；2）帶來的后果外載荷增加，使得——過載帶的磨損急劇增加、從動輪的轉(zhuǎn)速急劇下降，直至傳動失效?？梢员苊獾?，也必須避免產(chǎn)生的原因造成的后果打滑的特點(diǎn)打滑A1（C1）B1

帶傳動的打滑B1A1C13.帶傳動的打滑：1）正常工作時：Fe<Fec

彈性滑動只在帶離開帶輪前的一部分接觸弧上發(fā)生。

滑動弧B1C1、滑動角

靜止弧A1C1、靜止角

2）當(dāng)Fe

Fec：動角、靜角

3）當(dāng)Fe=Fec：動角

=

、靜角

=0

——打滑失效

彈性滑動§8－3V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算一.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V帶的基本額定功率1.主要失效形式：

1）打滑2）帶的疲勞破壞2.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命3.單根帶的基本額定功率為：對于V帶用

fv

代替f1）不打滑：2）帶具有一定的疲勞強(qiáng)度：單根帶能傳遞的最大功率為：最大有效拉力：既不打滑，又使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度：實(shí)際工作條件與特定條件不符時，對表中的P0要進(jìn)行修正長度系數(shù)，P146表8-2包角系數(shù)，P154表8-5，

1

、F

功率增量，計(jì)i對P0的影響。查P153表8-4b。5.實(shí)際工作條件下單根普通V帶傳遞的許用功率

P0

：

特定條件下，計(jì)算求得不同型號單根普通V帶傳遞的基本額定功率P0（見P151表8-4a）特定條件：1）載荷平穩(wěn)；

2）包角為1800，即i=1；

3）特定帶長。減少帶的根數(shù)的措施:1）適當(dāng)?shù)卦龃髱л喼睆絛d1

P0

z

；2）適當(dāng)?shù)卦黾又行木郺

帶長

KL

z

；

包角

K

z

。6.實(shí)際工作條件下所需普通V帶的根數(shù)：二、V帶傳動的設(shè)計(jì)步驟和方法已知的原始數(shù)據(jù)：P、n1、n2（i12）、傳動位置要求及工作條件設(shè)計(jì)的內(nèi)容：1）帶：型號、長度L、根數(shù)z；

2）傳動中心距a；

3）帶輪：直徑db1、db2

，帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

4）張緊裝置設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)步驟：1.確定計(jì)算功率：根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由P157圖8-11選取。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑：1）小帶輪直徑dd1：按V帶的型號查P155表8-6得dbmin

dd1

ddmin

取標(biāo)準(zhǔn)系列值

P157表8-8

Pca=KAP與使用工況有關(guān)，見P156表8-7

2.選擇帶的型號：2）驗(yàn)算帶速：普通V帶：窄V帶：取標(biāo)準(zhǔn)系列值

1）初定a0

：4.確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld：3）大帶輪直徑db2

：2）確定

Ld

：3）確定實(shí)際中心距a

：標(biāo)準(zhǔn)化P146表8-2得：Ld

如果：1）vvmax，則：

c——應(yīng)使dd1

2）v

vmin，則：Fe

（P一定）——應(yīng)使dd1

考慮到安裝調(diào)整及補(bǔ)償F0的需要，應(yīng)使：5.驗(yàn)算小帶輪包角

1：6.帶的根數(shù)：主要是為了使帶受力均勻，結(jié)構(gòu)不致太大。7.預(yù)緊力F0：太小則傳遞的有效拉力??；太大則帶的壽命短，對軸的壓力也大。合適的張緊力由下式確定：GP158圖8-12為后面軸、軸承的計(jì)算打基礎(chǔ)9.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：10.合理的張緊：8.對軸的壓力Fp:精確：FpFp§8-4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及帶傳動的張緊一.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1.設(shè)計(jì)要求：1）質(zhì)量小，且質(zhì)量分布均勻，高速時需作動平衡實(shí)驗(yàn)；2）工藝性好；3）無大的鑄造應(yīng)力；4）輪槽的粗糙度不高于3.2，以減少磨損；5）多根帶時，各輪槽的尺寸精度應(yīng)一致，使各根帶受均勻。2.帶輪的材料：HT200、HT250；高速：鑄鋼；小功率：非金屬、鑄鋁3.帶輪的結(jié)構(gòu)：

實(shí)心、腹板、孔板和輪輻式的，各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸見教材或手冊。帶輪的結(jié)構(gòu)盤式（實(shí)心式）腹板式孔板式輪輻式dd≤2.5d時用實(shí)心式dd≤300㎜用腹板式Dl-d1≥100㎜用孔板式dd＞300㎜用輪輻式帶輪輪槽尺寸見P161表8-10，結(jié)構(gòu)尺寸P60(圖8-14)二.帶輪的張緊：

Ｖ帶傳動：張緊輪設(shè)置在

松邊內(nèi)側(cè)靠大輪處

(∵Ｖ帶只能單向彎曲，避免過多減小包角）

松邊外側(cè)靠小輪處

(∵平帶可以雙向彎曲，應(yīng)盡量增大包角)張緊輪

平帶傳動：張緊輪設(shè)置在平帶傳動：張緊輪宜裝于松邊外側(cè)(帶薄)靠近小輪,主要用以增大平帶傳動包角。V帶傳動：張緊輪不宜裝在緊邊,應(yīng)裝于松邊內(nèi)側(cè)(帶厚),使帶只受單向彎曲,且靠近大輪,防止小帶輪包角減小。圖示為帶傳動的張緊方案，試指出不合理之處。張緊輪松邊在下有問題嗎？三、帶的維護(hù)

①安裝時不能硬撬（應(yīng)先縮小a或順勢盤上）②帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免腐蝕帶，不能曝曬③不能新舊帶混用（多根帶時），以免載荷分布不勻④防護(hù)罩⑤定期張緊⑥安裝時兩輪槽應(yīng)對準(zhǔn)，處于同一平面直徑系列：20、22.4、25、28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212、224、236、250、265、280、300、315、355、375、400、……。V帶帶輪最小計(jì)算直徑：mm設(shè)計(jì)例題例：試設(shè)計(jì)一鼓風(fēng)機(jī)用普通V帶傳動。已知：動力機(jī)為Y系列三相異步電機(jī)，功率P=7.5kW，轉(zhuǎn)速n1=1440rpm，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n2=630rpm，每天工作16小時，希望中心距不超過700mm。解：1.計(jì)算功率：Pca=KAP=1.2×7.5=9kW（P156查表8-7）2.選擇帶的型號：由P157圖8-11選擇A型3.帶輪直徑（表8-6和8-8）取取轉(zhuǎn)速誤差：4.確定帶長：由P142表8-2取Ld=2000(2000)mm實(shí)際中心距：5.小帶輪包角：6.帶的根數(shù)：初定：a0=700mmP152表8-4a，Po=1.93(2.27)；P155表8-5P146表8-2由P153表8-4b查出7.對軸的壓力：張緊力：最終取z=5(4)根軸上載荷：8