《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件第8章

8.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)8.2帶傳動(dòng)的主要形式8.3帶傳動(dòng)的受力分析

8.4帶的應(yīng)力分析8.5帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比8.6普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算8.7

V帶輪的結(jié)構(gòu)8.8張緊裝置和帶傳動(dòng)的維護(hù)思考題和習(xí)題第8章帶傳動(dòng)8.1帶傳動(dòng)的特點(diǎn)

帶傳動(dòng)是通過中間撓性件(帶)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。在這種場(chǎng)合下，與應(yīng)用廣泛的齒輪傳動(dòng)相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，帶傳動(dòng)也是常用的傳動(dòng)。圖8-1所示的帶傳動(dòng)是由主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪2和張緊于兩輪上的環(huán)形帶3所組成的。由于張緊，使帶中產(chǎn)生了初拉力，在帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生了壓力。當(dāng)主動(dòng)輪回轉(zhuǎn)時(shí)，靠接觸面間的摩擦力拖動(dòng)帶運(yùn)動(dòng)，而帶又同樣地拖動(dòng)從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)，這樣就把主動(dòng)軸上的動(dòng)力傳給從動(dòng)軸。因此，帶傳動(dòng)是以帶作為中間撓性件而靠摩擦力來工作的。圖8-1帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖靜止時(shí)，兩邊帶上的拉力相等。傳動(dòng)時(shí)，由于帶與輪面間摩擦力的作用，兩邊帶上的拉力將有一差值。拉力大的一邊稱為緊邊(主動(dòng)邊)，拉力小的一邊稱為松邊(從動(dòng)邊)。如圖8-1所示，當(dāng)主動(dòng)輪1按圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，下邊是緊邊，上邊是松邊。上述摩擦型傳動(dòng)帶，按橫截面的形狀可分為平帶、V帶和特殊截面帶(如多楔帶、圓帶等)三大類，如圖8-2所示。此外，還有同步帶，它屬于嚙合型傳動(dòng)帶。平帶的橫截面為扁平矩形，其工作面是與輪面相接觸的內(nèi)表面(圖8-2(a));V帶的橫截面為等腰梯形，其工作面是與輪槽相接觸的兩側(cè)面，而V帶與輪槽槽底并不接觸(圖8-2(b))。由于輪槽的楔形效應(yīng)，初拉力相同時(shí)，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，故具有較大的牽引能力。多楔帶以其扁平部分為基體，下面有幾條等距縱向槽，其工作面是楔的側(cè)面(圖8-2(c))。這種帶兼有平帶的彎曲應(yīng)力小和V帶的摩擦力大等優(yōu)點(diǎn)，常用于傳遞動(dòng)力較大而又要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。圓帶的牽引能力小，常用于儀器和家用器械中。圖8-2帶的橫截面形狀除齒輪傳動(dòng)外，帶傳動(dòng)是應(yīng)用得最廣泛的一種傳動(dòng)。與齒輪傳動(dòng)相比較，它具有下列優(yōu)點(diǎn):

(1)可用于兩軸中心距離較大的傳動(dòng);

(2)帶具有良好的撓性，可緩和沖擊和吸收振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪聲；

(3)當(dāng)過載時(shí)，帶與帶輪間會(huì)出現(xiàn)打滑，可防止其他零件損壞；

(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備費(fèi)低，維護(hù)方便。帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：

(1)傳動(dòng)的外廓尺寸較大；

(2)由于帶的彈性滑動(dòng)，不能保證固定不變的傳動(dòng)比；(3)軸及軸承上受力較大；

(4)傳動(dòng)效率較低；

(5)需要張緊裝置；

(6)帶的壽命較短，約為3000~5000h;

(7)不宜用于易燃、易爆的場(chǎng)合。帶傳動(dòng)常用于傳遞75kW以下的功率。帶的速度v一般為5.25m/s。使用特種平帶(如編織帶、高速環(huán)形膠帶等)的高速傳動(dòng)，其帶速可達(dá)到50m/s或更高。平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般不大于3，個(gè)別情況下可達(dá)到5。V帶傳動(dòng)和具有張緊輪的平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比可達(dá)到7(個(gè)別情況下可達(dá)到10)。平帶傳動(dòng)的效率η=0.92~0.98，平均可取η=0.95；V帶傳動(dòng)的效率η=0.90~0.94，平均可取η=0.92。(以上效率均包括軸承的摩擦損失在內(nèi)。)8.2帶傳動(dòng)的主要形式

1.開口傳動(dòng)如圖8-3(a)所示，在開口傳動(dòng)中，兩軸平行而且都向同一方向回轉(zhuǎn)，是應(yīng)用最廣泛的一種帶傳動(dòng)形式。如圖8-3(b)所示，當(dāng)帶的張緊力為規(guī)定值時(shí)，兩帶輪軸線間的距離a成為中心距。帶與帶輪接觸弧所對(duì)的中心角α1稱為包角。包角是帶傳動(dòng)的一個(gè)重要參數(shù)。設(shè)、分別為小帶輪和大帶輪的基準(zhǔn)直徑，Ld為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度(節(jié)線長(zhǎng)度)，則(8-1)式中“+”號(hào)適用于大輪包角，“-”適用于小輪包角。(8-2)圖8-3開口傳動(dòng)兩帶輪直徑不相等時(shí)，兩輪上的包角也不相等，其中小帶輪上的包角較小。當(dāng)其他條件相同時(shí)，小輪上的包角愈大，摩擦力就愈大，則傳遞的轉(zhuǎn)矩也愈大。

2.交叉?zhèn)鲃?dòng)如圖8-4(a)所示，交叉?zhèn)鲃?dòng)用來改變兩平行軸的回轉(zhuǎn)方向。由于帶在交叉處互相摩擦，使帶很快地磨損，因此，采用這種傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)選取較大的中心距(amin≥20b，b為帶寬度)和較低的帶速(vmax≤15m/s)。圖8-4交叉?zhèn)鲃?dòng)

3.半交叉?zhèn)鲃?dòng)如圖8-4(b)所示，半交叉?zhèn)鲃?dòng)用來傳遞空間兩交錯(cuò)軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通常兩軸交錯(cuò)角為90°，它只能進(jìn)行單向傳動(dòng)。交叉?zhèn)鲃?dòng)和半交叉?zhèn)鲃?dòng)只用于平帶傳動(dòng)。8.3帶傳動(dòng)的受力分析

如前所述，帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上。靜止時(shí)，帶由于張緊，帶兩邊的拉力相等，均為初拉力(張緊力)F0，如圖8-5(a)所示。傳遞載荷時(shí)，由于帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力的關(guān)系，兩邊帶的拉力將發(fā)生變化。圖8-5(b)所示的摩擦力表示主、從動(dòng)輪作用于帶上的摩擦力。在主動(dòng)輪上，輪1是主動(dòng)件，帶是從動(dòng)件，因此輪1作用于帶上的摩擦力方向與輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致(順時(shí)針)；在從動(dòng)輪上則相反，帶是主動(dòng)件，輪2是從動(dòng)件，因此輪2作用于帶上的摩擦力方向與n2方向相反(逆時(shí)針)。帶傳動(dòng)工作時(shí)，由于上述摩擦力的作用，帶兩邊拉力發(fā)生變化，緊邊由F0增大到F1，松邊由F0減小到F2。在帶傳動(dòng)工作時(shí)，可以清楚地觀察到帶松邊松弛下垂的現(xiàn)象?，F(xiàn)取主動(dòng)輪上的帶為研究對(duì)象，并用F表示輪作用于帶的摩擦力之和，其方向切于主動(dòng)輪圓周。由平衡條件可得： F=F1-F2(8-3)式中：F1與F2的差稱為有效拉力，也就是帶所能傳遞的圓周力F。圓周力F(N)、帶速v(m/s)和傳遞功率P(kW)之間的關(guān)系為由此可知，借助帶與帶輪的張緊，使主動(dòng)輪上的輸入功率轉(zhuǎn)化為帶兩邊的拉力差值F1-F2=F，從而克服從動(dòng)輪上的阻力矩，帶動(dòng)從動(dòng)輪工作，這就是帶傳動(dòng)的工作原理。圖8-5帶傳動(dòng)的受力分析若帶所需傳遞的圓周力超過帶與輪面間的極限摩擦力總合，則帶與帶輪將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。經(jīng)常出現(xiàn)打滑將使帶的磨損加劇、傳動(dòng)效率降低，以致使傳動(dòng)失效。打滑是帶傳動(dòng)的主要失效形式之一，因此設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑。帶傳動(dòng)工作時(shí)，數(shù)值(F1-F0)表示緊邊拉力的增加量，而數(shù)值(F0-F2)表示松邊拉力的減少量。設(shè)帶的總長(zhǎng)度并未改變，則可以認(rèn)為上述兩個(gè)數(shù)值是相等的，即F1-F0=F0-F2

故

F1+F2=2F0(8-4)解式(8-3)、式(8-4)得：(8-5)當(dāng)帶沿帶輪有打滑趨勢(shì)時(shí)，摩擦力達(dá)到最大值。根據(jù)理論力學(xué)的推導(dǎo)，開始打滑時(shí)，F(xiàn)1和F2有如下關(guān)系：F1=F2efα(8-6)式(8-6)稱為撓性體摩擦的歐拉公式。式中：e為自然對(duì)數(shù)的底(e≈2.718)；f為帶與輪面間的摩擦系數(shù)；α為帶在帶輪上的包角，單位為rad。將式(8-6)代入式(8-5)整理后，可得到帶所能傳遞的最大圓周力為(8-7)從式(8-7)可知，帶所能傳遞的圓周力F與初拉力F0成正比，亦隨包角α及摩擦系數(shù)f的增大而增大。F0越大，帶與帶輪間的正壓力越大，傳動(dòng)時(shí)摩擦力就越大，最大有效拉力就越大，但F0過大時(shí)，帶磨損加劇，以致過快松弛，從而降低帶的壽命。如果F0過小，則帶傳動(dòng)的工作能力不能充分發(fā)揮，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易打滑。此外，為了保證所需的圓周力F，必須對(duì)帶傳動(dòng)的包角α1加以限制，α1值越大，帶與帶輪接觸弧上的縱摩擦力就越大，傳動(dòng)能力就越強(qiáng)，因此，α1值一般不應(yīng)小于120°。再由式(8-1)可知，為了保證所需的α1值，必須對(duì)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=n1/n2=加以限制，一般傳動(dòng)比i≤5~7。8.4帶的應(yīng)力分析

1.緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力式中：F1、F2——分別為緊邊和松邊的拉力；

A——帶的橫截面積，單位為mm2。由于F1>F2，故σ1>σ2。

2.離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶在帶輪上作圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力。由離心力產(chǎn)生的拉力Fc為式中：q——帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量，單位為kg/m；

v——帶速，單位為m/s。帶在帶輪上作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用于帶的全長(zhǎng)，該離心力在帶橫截面上產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力σc為

3.彎曲應(yīng)力

帶繞過帶輪時(shí)將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力σb，根據(jù)材料力學(xué)中彎曲應(yīng)力公式，帶的彎曲應(yīng)力為式中：E——帶的彈性模量，單位為MPa；

y——帶的中性層到最外層的垂直距離，單位為mm；

dd——帶輪基準(zhǔn)直徑，單位為mm。顯然，兩帶輪直徑不相等時(shí)，帶在兩輪上的彎曲應(yīng)力也不相等。

把上述應(yīng)力疊加，即得到帶在傳動(dòng)過程中處于各個(gè)位置時(shí)所受的應(yīng)力情況，如圖8-6所示。各截面應(yīng)力的大小用自該處引出的徑向線的長(zhǎng)短來表示。由圖可知，帶的最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊開始繞上小帶輪處的橫截面上，其應(yīng)力值為(8-8)圖8-6帶的應(yīng)力分布由于帶是在變應(yīng)力下工作的，因此，帶的耐久性取決于最大應(yīng)力的大小和應(yīng)力循環(huán)的總次數(shù)。當(dāng)傳遞的功率一定時(shí)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值后，將使帶疲勞損壞，即帶將分層脫開或斷裂。σmax愈大，允許的應(yīng)力循環(huán)總次數(shù)就愈少。為保證帶有足夠的壽命，必須使

式中:［σ］——帶在一定壽命下的許用應(yīng)力，單位為MPa。

或(8-9)一般情況下，彎曲應(yīng)力所占的比例較大，它對(duì)帶的壽命有明顯的影響。以B型帶為例，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，時(shí)，帶的相對(duì)壽命為1；時(shí)，帶的相對(duì)壽命為0.3。為此，在確定小輪直徑時(shí)，應(yīng)使。8.5帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比

如圖8-7所示，帶是彈性體，受拉后會(huì)產(chǎn)生彈性變形。由于緊邊和松邊拉力不同，因而彈性變形也不同。當(dāng)緊邊在A1點(diǎn)繞上主動(dòng)輪時(shí)，其所受的拉力為F1，此時(shí)帶的線速度v和主動(dòng)輪的圓周速度v1相等。在帶由A1點(diǎn)轉(zhuǎn)到B1點(diǎn)的過程中，帶所受的拉力由F1逐漸降低到F2，帶的彈性變形也隨之逐漸減小，因而帶沿帶輪的運(yùn)動(dòng)是一面繞進(jìn)、一面向后壓縮，帶的速度便過渡到逐漸低于主動(dòng)輪的圓周速度v1，說明帶與帶輪之間產(chǎn)生了相對(duì)滑動(dòng)。在從動(dòng)輪上與之相反，帶繞過從動(dòng)輪時(shí)拉力由F2逐漸增大到F1，彈性變形逐漸增加，因而帶沿帶輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)一面繞進(jìn)、一面向前伸長(zhǎng)，使帶的速度逐漸高于從動(dòng)輪的圓周速度v2，即帶與從動(dòng)輪間也發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng)，稱為帶的彈性滑動(dòng)。這是摩擦型帶傳動(dòng)正常工作時(shí)固有的特性，是不可避免的。圖8-7帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)彈性滑動(dòng)的大小與帶的緊、松邊的拉力差有關(guān)。當(dāng)帶的型號(hào)一定時(shí)，帶傳遞的圓周力愈大，彈性滑動(dòng)也愈大。當(dāng)外載荷所產(chǎn)生的圓周力大于帶與小帶輪接觸弧上的全部摩擦力時(shí)，彈性滑動(dòng)就轉(zhuǎn)變?yōu)榍懊嫣岬降拇蚧?。顯然，打滑是由過載引起的，是一種可以且應(yīng)盡量避免的滑動(dòng)現(xiàn)象。由于彈性滑動(dòng)是不可避免的，因此從動(dòng)輪的圓周速度v2總是小于主動(dòng)輪的圓周速度v1。換句話說，從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速n2總是低于理論轉(zhuǎn)速。傳遞載荷愈大，實(shí)際轉(zhuǎn)速n2愈低，因此帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比i=n1/n2不是定值，即傳動(dòng)比不準(zhǔn)確。由彈性滑動(dòng)引起的從動(dòng)輪圓周速度的相對(duì)降低率稱為滑動(dòng)率ε，即因?yàn)榇肷鲜娇傻脦鲃?dòng)的傳動(dòng)比為(8-10)或得從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為(8-11)

V帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε=0.01~0.02，其值甚微，在一般計(jì)算中可不予考慮。8.6普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算

1.V帶的結(jié)構(gòu)如圖8-8所示，V帶的兩側(cè)面與輪槽接觸，靠?jī)蓚?cè)面所產(chǎn)生的摩擦力(垂直于圖面)工作。當(dāng)帶被張緊時(shí)，帶以力FV壓向輪槽，兩側(cè)面間的法向力為摩擦力為式中：φ——V帶輪輪槽角;fV——當(dāng)量摩擦系數(shù)。因φ=40°，，所以fV>f，故在相同條件下，V帶能傳遞較大的功率?；蛘哒f，在相同功率下，V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)較為緊湊。圖8-8V帶的結(jié)構(gòu)

2.V帶的規(guī)格

V帶由抗拉體、頂膠、底膠和包布組成，見圖8-9?？估w是承受負(fù)載拉力的主體，其上下的頂膠和底膠分別承受彎曲時(shí)的拉伸和壓縮，外殼用橡膠帆布包圍成型?？估w由簾布或繩芯組成，繩芯結(jié)構(gòu)柔軟易彎，有利于提高壽命?？估w的材料可采用化學(xué)纖維或棉織物，前者的承載能力較高。圖8-9

V帶的結(jié)構(gòu)普通V帶是標(biāo)準(zhǔn)件，制成無接頭的環(huán)形帶，截面形狀為楔角40°的梯形。采用基準(zhǔn)寬度制的普通V帶，按截面尺寸大小分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號(hào)，具體尺寸見表8-1。表8-1普通V帶橫截面尺寸(GB11544-89)在V帶輪上，與所配用V帶的節(jié)面寬度bd相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑d。V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。普通V帶的長(zhǎng)度系列見表8-2。表8-2普通V帶的長(zhǎng)度系列和帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL(GB/T13575.1-92)

3.單根普通V帶的許用功率由前面的分析可知，帶傳動(dòng)主要的失效形式是打滑和帶的疲勞損壞，所以帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是：在保證不打滑的條件下，應(yīng)使帶有一定的疲勞強(qiáng)度或壽命。由式(8-3)和式(8-6)，可推導(dǎo)出帶傳動(dòng)有打滑趨勢(shì)時(shí)所能傳遞的最大圓周力(即臨界值)為如果超出這一臨界值，帶與帶輪間將產(chǎn)生打滑，致使傳動(dòng)失效。單根V帶能傳遞的功率為(8-12)將上式代入式(8-12)，可得帶傳動(dòng)在既不打滑又有一定壽命時(shí)，單根普通V帶能傳遞的功率為為了使帶具有一定的疲勞壽命，應(yīng)使，即(8-13)(8-14)在載荷平穩(wěn)、包角α1=π、帶長(zhǎng)Ld為特定長(zhǎng)度、抗拉體為化學(xué)纖維繩芯結(jié)構(gòu)的條件下，由式(8-14)求得單根普通V帶所能傳遞的功率P0見表8-3。P0稱為單根V帶的基本額定功率。表8-3單根普通V帶的基本額定功率P0

實(shí)際工作條件與上述特定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)P0值加以修正。修正后即得實(shí)際工作條件下單根普通帶所能傳遞的功率，稱為許用功率[P0]，即(8-15)式中：ΔP0——功率增量，考慮傳動(dòng)比i≠1時(shí)，帶在大輪上的彎曲應(yīng)力較小，故在壽命相同條件下，可增大傳遞的功率。ΔP0值見表8-4。

Ka——包角修正系數(shù)，見表8-5。

KL——帶長(zhǎng)修正系數(shù)，考慮α1≠180°，帶長(zhǎng)不為特定長(zhǎng)度時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力的影響，見表8-2。表8-4單根普通V帶額定功率的增量ΔP0(kW)表8-5包角修正系數(shù)Ka

4.普通V帶的型號(hào)和根數(shù)的確定設(shè)P為傳動(dòng)的額定功率(kW)，KA為工作情況系數(shù)(見表8-6)，則計(jì)算功率為Pc=KAP根據(jù)計(jì)算功率Pc和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，可按圖8-10的推薦選擇普通V帶的型號(hào)。若臨近兩種型號(hào)的交界線，則可按兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，經(jīng)分析比較后決定取舍。圖8-10普通V帶選型圖表8-6工作情況系數(shù)KA

V帶根數(shù)按下式計(jì)算:(8-16)

z應(yīng)取整數(shù)。為了使每根V帶受力均勻，V帶根數(shù)不宜太多，通常z<10。

5.主要參數(shù)的選擇

1)帶輪直徑和帶速小輪的基準(zhǔn)直徑應(yīng)大于或等于ddmin(帶輪最小基準(zhǔn)直徑)。若過小，則帶的彎曲應(yīng)力將過大而導(dǎo)致帶的壽命降低;反之，雖能延長(zhǎng)帶的壽命，但帶傳動(dòng)的外廓尺寸卻隨之增大。由式(8-10)得大輪的基準(zhǔn)直徑為、應(yīng)符合帶輪基準(zhǔn)直徑尺寸系列，見表8-7。帶速為一般應(yīng)使v在5~25m/s的范圍內(nèi)。表8-7普通V帶輪最小基準(zhǔn)直徑及基準(zhǔn)直徑系列

(mm)

2)中心矩、帶長(zhǎng)和包角一般推薦按下式初步確定中心矩a0：根據(jù)式(8-2)可得初定的V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為根據(jù)初定的L0，由表8-2選取接近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，再按下式近似計(jì)算所需的中心矩為(8-17)考慮帶傳動(dòng)的安裝、調(diào)整和V帶張緊的需要，中心矩變動(dòng)范圍為(a-0.015Ld)~(a+0.03Ld)小輪包角由式(8-1)計(jì)算，即

α1值一般不應(yīng)小于120°，否則可加大中心矩或增設(shè)張緊輪。

3)初拉力保持適當(dāng)?shù)某趵κ菐鲃?dòng)正常工作的首要條件。初拉力不足，會(huì)出現(xiàn)打滑;初拉力過大，會(huì)增大軸和軸承上的壓力，降低帶的壽命。單根普通V帶適宜的初拉力可按下式計(jì)算：(8-18)式中：Pc——計(jì)算功率(kW)；

z——V帶根數(shù)；

v——V帶速度(m/s)；

Ka——包角修正系數(shù)(見表8-5)；

q——V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量(kg/m)，見表8-1。普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要任務(wù)是:選擇合理的傳動(dòng)參數(shù)，確定V帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)，確定帶輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸。設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟見例8-1；帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見8.7節(jié)。

【例8-1】設(shè)計(jì)一通風(fēng)機(jī)用的V帶傳動(dòng)。選用異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n1=1460r/min，通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n2=640r/min，通風(fēng)機(jī)輸入功率P=9kW，兩班制工作。解

(1)求計(jì)算功率Pc。查表8-6得KA=1.2，故Pc=KAP=1.2×9=10.8kW

(2)選普通V帶型號(hào)。根據(jù)Pc=10.8kW，n1=1460r/min，由圖8-10查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于A型與B型交界處，現(xiàn)暫按選用B型計(jì)算。

(3)求大、小帶輪基準(zhǔn)直徑、。由表8-7，取，由式(8-10)得

由表8-7取(雖使n2略有減小，但其誤差小于5%，故允許)。

(4)驗(yàn)算帶速v。

帶速在5~25m/s范圍內(nèi)，合適。

(5)求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心矩。初步選取中心矩為

取a0=700mm，符合。由式(8-2)得帶長(zhǎng)為查表8-2，對(duì)B型帶選用Ld=2240mm。再由式(8-17)計(jì)算實(shí)際中心矩為

(6)驗(yàn)算小帶輪包角α1。由式(8-1)得(合適)

(7)求V帶根數(shù)z。由式(8-16)得今n1=1460r/min，，查表8-3得P0=2.82kW由式(8-10)得傳動(dòng)比為查表8-4得由α1=167°查表8-5得Ka=0.97，查表8-2得KL=1，由此可得可取4根。

(8)求作用在帶輪軸上的壓力FQ。查表8-1得q=0.17kg/m，故由式(8-18)得單根V帶的初拉力為作用在軸上的壓力為(9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(略)。8.7

V帶輪的結(jié)構(gòu)

V帶輪常用鑄鐵制造，一般用HT150或HT200。輪槽的工作表面應(yīng)光潔，以減輕帶的磨損。帶輪由輪緣、輪輻或腹板、輪轂三部分組成。V帶輪可分為實(shí)心輪、腹板輪和輪輻輪三種，其典型結(jié)構(gòu)見圖8-11。圖8-11帶輪的結(jié)構(gòu)

(1)實(shí)心輪(圖8-11(a)):直徑較小時(shí)采用。

(2)腹板輪(圖8-11(b)):中等直徑的帶輪采用。直徑較大的腹板輪，為了便于搬運(yùn)、安裝和減輕重量，可以在腹板上開孔(圖8-11(c))。

(3)輪輻輪(圖8-11(d)):直徑大于350mm的帶輪都采用這種結(jié)構(gòu)。