高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》帶傳動(dòng)課件

第8章帶傳動(dòng)§8-1帶傳動(dòng)的工作原理和類型、特點(diǎn)和應(yīng)用§8-2V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)§8-3帶傳動(dòng)的工作情況分析§8-4普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算§8-5帶傳動(dòng)的張緊裝置、安裝及維護(hù)1PPT學(xué)習(xí)交流第8章帶傳動(dòng)§8-1帶傳動(dòng)的工作原理和類型、特點(diǎn)和應(yīng)學(xué)習(xí)要求：（1）了解帶傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型和受力分析方法；（2）掌握V帶的標(biāo)準(zhǔn)、受力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算；（3）了解彈性滑動(dòng)、打滑的概念及區(qū)別；教學(xué)重點(diǎn)：掌握帶傳動(dòng)的主要適用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)基本步驟。教學(xué)難點(diǎn)：帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)基本步驟。2PPT學(xué)習(xí)交流學(xué)習(xí)要求：2PPT學(xué)習(xí)交流§8-1帶傳動(dòng)的工作原理、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用

帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶及機(jī)架組成。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一、帶的傳動(dòng)過程主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶與輪的摩擦3PPT學(xué)習(xí)交流§8-1帶傳動(dòng)的工作原理、類型、特點(diǎn)和應(yīng)用二、帶傳動(dòng)的主要類型根據(jù)工作原理的不同，分為摩擦型帶傳動(dòng)嚙合型帶傳動(dòng)1.平帶傳動(dòng)2.V帶傳動(dòng)3.多楔帶傳動(dòng)4.圓帶傳動(dòng)4PPT學(xué)習(xí)交流二、帶傳動(dòng)的主要類型根據(jù)工作原理的不同，分為摩擦型帶傳動(dòng)嚙合（2）嚙合傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的嚙合，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力。（1）摩擦傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的摩擦力，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞動(dòng)力（平帶和Ｖ帶傳動(dòng)）。5PPT學(xué)習(xí)交流（2）嚙合傳動(dòng)：當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的（1）摩擦傳摩擦型傳動(dòng)帶的截面形狀6PPT學(xué)習(xí)交流摩擦型傳動(dòng)帶的截面形狀6PPT學(xué)習(xí)交流(1)平帶（1）特征：（2）平帶的主要類型：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，多用在高速和傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合。皮革平帶帆布芯平帶復(fù)合平帶7PPT學(xué)習(xí)交流(1)平帶（1）特征：（2）平帶的主要類型：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，多(2)V帶傳動(dòng)（1）特征：V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力較大，在傳動(dòng)比較大時(shí)、要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合應(yīng)用較多，是帶傳動(dòng)的主要類型。（2）V帶的類型：普通V帶、窄V帶、寬V帶8PPT學(xué)習(xí)交流(2)V帶傳動(dòng)（1）特征：V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力較大，在傳動(dòng)(3)多楔帶傳動(dòng)

多楔帶傳動(dòng)兼有平帶和V帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，主要用于傳遞大功率、結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合圓帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力較小，一般用于輕型和小型機(jī)械。(4)圓帶傳動(dòng)(5)嚙合型帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比恒定，結(jié)構(gòu)緊湊，帶速可達(dá)40m/s，i可達(dá)10，傳遞功率可達(dá)200Kw，效率高，約為。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，對(duì)制造和安裝要求高。9PPT學(xué)習(xí)交流(3)多楔帶傳動(dòng)多楔帶傳動(dòng)兼有平帶和V帶傳動(dòng)的10PPT學(xué)習(xí)交流10PPT學(xué)習(xí)交流11PPT學(xué)習(xí)交流11PPT學(xué)習(xí)交流12PPT學(xué)習(xí)交流12PPT學(xué)習(xí)交流嚙合型帶傳動(dòng)13PPT學(xué)習(xí)交流嚙合型帶傳動(dòng)13PPT學(xué)習(xí)交流大理石切割機(jī)帶傳動(dòng)的應(yīng)用14PPT學(xué)習(xí)交流大理石切割機(jī)帶傳動(dòng)的應(yīng)用14PPT學(xué)習(xí)交流V帶減速器15PPT學(xué)習(xí)交流V帶減速器15PPT學(xué)習(xí)交流發(fā)動(dòng)機(jī)（1）16PPT學(xué)習(xí)交流發(fā)動(dòng)機(jī)（1）16PPT學(xué)習(xí)交流縫紉機(jī)17PPT學(xué)習(xí)交流縫紉機(jī)17PPT學(xué)習(xí)交流三、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用

優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、緩沖吸振和過載打滑及可防止其他零件損壞等，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)。

缺點(diǎn)：外廓尺寸較大，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，效率較低，帶的壽命短及不宜用于高溫、易燃、易爆場(chǎng)合。

應(yīng)用：常應(yīng)用于傳動(dòng)比不要求準(zhǔn)確、功率P<100kW、v=5~25m/s、傳動(dòng)比i<5以及有過載保護(hù)的場(chǎng)合。18PPT學(xué)習(xí)交流三、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、緩§8-2V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)抗拉體的結(jié)構(gòu)有繩芯結(jié)構(gòu)和簾布芯結(jié)構(gòu)兩種。簾布芯結(jié)構(gòu)V帶制造方便，抗拉強(qiáng)度高，應(yīng)用較廣；繩芯結(jié)構(gòu)V帶柔性較好，抗彎強(qiáng)度高，適用于轉(zhuǎn)速較高，帶輪直徑較小的場(chǎng)合。一、V帶的結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)19PPT學(xué)習(xí)交流§8-2V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)抗拉體的結(jié)構(gòu)有繩芯結(jié)構(gòu)和簾布芯結(jié)構(gòu)V帶20PPT學(xué)習(xí)交流V帶20PPT學(xué)習(xí)交流21PPT學(xué)習(xí)交流21PPT學(xué)習(xí)交流

V帶工作時(shí)，會(huì)彎曲變形，頂膠伸長，底膠縮短，但兩者之間有一層長度不變，稱為節(jié)面，其寬度稱節(jié)寬bP；與帶的節(jié)面寬度重合處的帶槽寬度，稱為帶槽的基準(zhǔn)寬度bd，bd=bP；帶槽基準(zhǔn)寬度所在的圓，稱為基準(zhǔn)圓，其直徑dd稱為帶輪的基準(zhǔn)直徑；帶的節(jié)面長度稱為帶的基準(zhǔn)長度Ld，也稱帶的公稱長度。22PPT學(xué)習(xí)交流V帶工作時(shí)，會(huì)彎曲變形，頂膠伸長，底膠縮22二、普通V帶輪的材料與結(jié)構(gòu)

帶輪常用灰鑄鐵鑄造，有時(shí)也采用鑄鋼、鋁合金或非金屬材料。當(dāng)帶輪圓周速度v<25m/s時(shí)，用HT150；當(dāng)v=25～30m/s時(shí)用HT200；當(dāng)v≥25～45m/s時(shí)用鑄鋼或鍛鋼；小功率時(shí)可用鋁合金或工程塑料。2.帶輪的結(jié)構(gòu)1.帶輪的材料23PPT學(xué)習(xí)交流二、普通V帶輪的材料與結(jié)構(gòu)帶輪常用灰鑄鐵鑄造，24PPT學(xué)習(xí)交流24PPT學(xué)習(xí)交流§8-3帶傳動(dòng)的工作情況分析一、帶傳動(dòng)的受力分析

帶安裝時(shí)，必須以一定的初拉力F0張緊在帶輪上，這時(shí)帶兩邊初拉力相等。25PPT學(xué)習(xí)交流§8-3帶傳動(dòng)的工作情況分析一、帶傳動(dòng)的受力分析

帶傳動(dòng)時(shí)，由于摩擦力作用使帶輪兩邊的拉力不再相等，進(jìn)入主動(dòng)輪的一邊，拉力由F0增大至F1稱為緊邊。進(jìn)入從動(dòng)輪的一邊，拉力由F0降至F2，稱為松邊。緊邊和松邊的拉力差稱為有效拉力F，也就是帶所能傳遞的圓周力F。

有效拉力實(shí)際上就是帶和帶輪接觸面間摩擦力的總和，所以當(dāng)初拉力F0一定時(shí)，摩擦力的總和有一極限值。若帶傳動(dòng)時(shí)需要傳遞的圓周阻力超過了這個(gè)極限值，帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑使帶的磨損加劇，帶與帶輪處于不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傳動(dòng)失效。（7-1）26PPT學(xué)習(xí)交流帶傳動(dòng)時(shí)，由于摩擦力作用使帶輪兩邊的拉力不再相F—有效拉力，N；V—帶速m/s，P-帶傳遞的功率，kw

帶即將打滑時(shí)，緊邊和松邊拉力之間的關(guān)系可用歐拉公式表示f—帶和帶輪間的摩擦系數(shù)；a—小帶輪的包角（rad）;e—自然對(duì)數(shù)的底，e≈2.718。（7-2）（7-3）27PPT學(xué)習(xí)交流F—有效拉力，N；V—帶速m/s，由式（7-1）和式（7-3）可得（7-4）

由此可知，增大包角a、增大摩擦系數(shù)都可提高帶傳動(dòng)所能傳遞的圓周力。28PPT學(xué)習(xí)交流由式（7-1）和式（7-3）可得（7-4）由此可

帶傳動(dòng)時(shí)，帶中存在著三種應(yīng)力二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析（1）由緊邊和松邊產(chǎn)生的拉應(yīng)力。緊邊拉應(yīng)力

σ1=F1/A（MPa）松邊拉應(yīng)力

σ2=F2/A（MPa）

A—帶的橫截面面積。29PPT學(xué)習(xí)交流帶傳動(dòng)時(shí)，帶中存在著三種應(yīng)力二、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析（1（2）由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。當(dāng)帶繞帶輪做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生離心力，該離心力使帶受到離心拉力Fc的作用，從而產(chǎn)生離心拉應(yīng)力。

σc=Fc/A=qv2/A

（MPa）

q—傳動(dòng)帶單位長度的質(zhì)量（kg/m）,見表7-1。（3）帶彎曲時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。

σb≈Eh/d（MPa）

h—帶的高度，mm；E—帶的彈性模量，MPa；

d—帶輪直徑，mm。由上式可知，帶在小帶輪上的彎曲應(yīng)力較大。（7-5）30PPT學(xué)習(xí)交流（2）由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。當(dāng)帶繞帶輪做圓周運(yùn)動(dòng)（7-5σmax=σ1+σb1+σc[σ]（MPa）

保證帶有一定壽命

由圖可見，作用在某截面上的應(yīng)力隨帶的工作位置不同而變化，帶在變應(yīng)力狀態(tài)下工作，易產(chǎn)生疲勞破壞，帶的最大應(yīng)力在緊邊繞上小帶輪處，即31PPT學(xué)習(xí)交流σmax=σ1+σb1+σc[σ]三、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比

帶傳動(dòng)在工作時(shí)，從緊邊到松邊，傳動(dòng)帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。

帶傳動(dòng)中因帶的彈性變形變化而引起的帶與帶輪間的局部相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。32PPT學(xué)習(xí)交流三、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比帶傳動(dòng)在工作時(shí)，從

帶傳動(dòng)時(shí)，帶與輪面之間存在著彈性滑動(dòng),這使得從動(dòng)帶輪的圓周速度v2總是低于主動(dòng)帶輪的圓周速度v1。v2相對(duì)于v1的降低率稱為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε：33PPT學(xué)習(xí)交流帶傳動(dòng)時(shí)，帶與輪面之間存在著彈性滑動(dòng),這使得從動(dòng)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為ε隨載荷變化而變化。因ε是變量，故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)所不可避免的特性，不同于打滑失效。（7-6）（7-7）34PPT學(xué)習(xí)交流帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為ε隨載荷變化而變化。因ε是變量，故帶傳動(dòng)§8-4普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算1.帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑和疲勞破壞。一、帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（1）打滑加劇帶的磨損并使傳動(dòng)失效。（2）帶在工作時(shí)的應(yīng)力隨著帶的運(yùn)轉(zhuǎn)而變化，是交變應(yīng)力。轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間內(nèi)帶繞帶輪的次數(shù)越多，帶的應(yīng)力變化次數(shù)越頻繁。長時(shí)期工作，帶在交變應(yīng)力的反復(fù)作用下會(huì)產(chǎn)生脫層、撕裂，最后導(dǎo)致疲勞斷裂，從而使帶傳動(dòng)失效。35PPT學(xué)習(xí)交流§8-4普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算1.帶傳動(dòng)的主要失效形式是打滑二、單根V帶的額定功率

在包角α＝180°、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P0見表7-3。當(dāng)實(shí)際工作條件不同于上述特定條件時(shí)，應(yīng)對(duì)P0值加以修正，修正后的值稱為許用功率[P0]。2.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證不打滑的前提下，同時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命。

P0—功率增量，i1時(shí)，同樣壽命下，帶傳動(dòng)功率可增大K

—包角修正系數(shù)，11800時(shí)，修正系數(shù)

KL—帶長修正系數(shù)36PPT學(xué)習(xí)交流二、單根V帶的額定功率2.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：在保證不打滑的三、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)的已知條件：傳動(dòng)的用途、工作條件、傳遞功率

P、帶輪的轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i）及外廓尺寸要求等。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定V帶的型號(hào)、長度L和根數(shù)Z、傳動(dòng)中心距a

帶輪基準(zhǔn)直徑，材料和結(jié)構(gòu)，作用在軸上的壓力等。1.確定計(jì)算功率式中：P傳遞的名義功率（KW）KA

工作情況系數(shù)37PPT學(xué)習(xí)交流三、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)的已知條件：傳動(dòng)的用途、工作2.選擇V帶的型號(hào)

38PPT學(xué)習(xí)交流2.選擇V帶的型號(hào)38PPT學(xué)習(xí)交流3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑

（1）帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但另一方面彎曲應(yīng)力增大，使帶的壽命降低。

（2）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1≥ddmin，ddmin

的值查表（3）忽略彈性滑動(dòng)的影響，dd2=dd1?（1-ε）n1/n2，

dd1、dd2宜按表7-8取標(biāo)準(zhǔn)值39PPT學(xué)習(xí)交流3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑（1）帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但另4.驗(yàn)算帶速

離心力增大，帶輪間摩擦力減小，容易打滑帶速V>25m/s時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動(dòng)帶的工作壽命帶速V<5m/s時(shí)，當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多否則，重選dd140PPT學(xué)習(xí)交流4.驗(yàn)算帶速離心力增大，帶輪間摩擦力減小，容易打滑帶速V5.初定中心距a和基準(zhǔn)帶長Ld

按下式初步確定中心距a0初選a0后，可根據(jù)下式計(jì)算v帶的初選長度L041PPT學(xué)習(xí)交流5.初定中心距a和基準(zhǔn)帶長Ld按下式初步確定中心距a0初選

根據(jù)初選長度L0，由表7-2元整到標(biāo)準(zhǔn)長度Ld作為所選帶的長度，然后就可以計(jì)算出實(shí)際中心距a，即

考慮到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量。中心距的變動(dòng)范圍為42PPT學(xué)習(xí)交流根據(jù)初選長度L0，由表7-2元整到標(biāo)準(zhǔn)長度L6.驗(yàn)算小帶輪包角α1

小帶輪包角可按下式計(jì)算

一般要求α1≥120°，否則應(yīng)適當(dāng)增大中心距或減小傳動(dòng)比，也可以加張緊輪。

7.確定V帶根數(shù)Z

帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)滿足z<10。如計(jì)算結(jié)果超出范圍，應(yīng)改V帶型號(hào)或加大帶輪直徑后重新設(shè)計(jì)。43PPT學(xué)習(xí)交流6.驗(yàn)算小帶輪包角α1小帶輪包角可按下式計(jì)算8.單根V帶的初拉力F0

由于新帶易松弛，對(duì)不能調(diào)整中心距的普通V帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為計(jì)算值的1.5倍

9.帶傳動(dòng)作用在帶輪軸上的壓力FQ

44PPT學(xué)習(xí)交流8.單根V帶的初拉力F0由于新帶易松弛，對(duì)10.帶輪設(shè)計(jì)

帶輪設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：確定結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)尺寸輪槽尺寸材料畫出帶輪工作圖。

45PPT學(xué)習(xí)交流10.帶輪設(shè)計(jì)帶輪設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：45PPT學(xué)習(xí)交流S型-實(shí)心帶輪P型-輻板帶輪H型-孔板帶輪E型-橢圓輪