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1、8带传动,8.1 概述,8.2 带传动的工作情况分析,8.3 普通V带传动的设计计算,8.5 V带传动的张紧、安装与防护,8.4 V带轮的设计,8带传动,带传动是利用中间挠性件传递运动和动力，主要特点是结构简单，安装方便，成本低廉，能够缓冲吸振，适合于中心距较大的场合。缺点是外廓尺寸较大，挠性件磨损较大，寿命较低。,图81 带传动,81概 述,81概 述,1.带传动的类型,带传动根据带的类型区分为平带、V型带、圆带、同步齿形带，如图8-4所示；或区分为摩擦型传动与啮合型传动（同步齿形带传动）。,图8-4 带传动的类型,1.带传动的类型,81概 述,图8-4F1 带传动的类型,平带传动，适合用于
2、大中心距的传动。,平带传动，也适合做反向传动。,81概 述,图8-4F2 带传动的类型,1.带传动的类型,V带的类型,81概 述,1.带传动的类型,图8-4F3 带传动的类型,81概 述,1.带传动的类型,V型带与带轮的截面参数如图8-4F4所示。V型带的基本尺寸见表8-1（GB/T115441997）所示，V带轮的轮槽尺寸关系（GB/T13575.12008）所示。,图8-4F4普通V带的剖面尺寸与轮槽尺寸,V带轮的轮槽尺寸（GB/T13575.12008）,普通V带的剖面尺寸（GB/T115441997）,图8-5 V 带的结构,表8-1 普通V带剖面尺寸,普通V带已标准化，按截面尺寸分为
3、Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，各型号的基本尺寸见表8-1。,当带垂直其底边弯曲时，剖面内保持原长度不变的周线称为节线，由全部节线构成的面称节面。带的节面宽度称为节宽(bp)。V带的结构如图85所示。,81概 述,2.V带的类型与结构,2.V带的类型与结构,81概 述,表8-2 普通V带基准长度系列及长度系数KL,图8-5F1 V 带轮的轮槽形状,V带轮的结构如图8-5F1图8-5F8所示。,81概 述,3.V带轮的类型与结构,图8-5F2 V 带轮的形状,V型带轮的参数关系见机械设计手册。,3.V带轮的类型与结构,图8-5F3 V 带轮的形状图8-5F4 V 带轮的形状,81概 述,图8
4、-5F5 V 带轮的形状图8-5F6 V 带轮的形状图8-5F7 V 带轮的形状,V型带轮的参数关系见机械设计手册。,81概 述,3.V带轮的类型与结构,图8-5F8 V 带轮的形状,V型带轮的参数关系见机械设计手册。,8.2 带传动的工作情况分析,带传动由主动轮1、从动轮2和张紧在两轮上的V型带3组成。依靠带与带轮间的摩擦传递运动和动力。带传动静止时，带轮两边带的拉力都等于预紧力F0。,1.带传动的受力分析,图87 带传动的工作原理,8.2 带传动的工作情况分析,带传动工作时，带受到主、从动轮摩擦力Ff 的作用，两边带的拉力不再相等，即将绕入主动轮一边的带被拉紧，称为紧边，紧边拉力由F0增大
5、到F1；即将绕入从动轮一边的带被放松，称为松边，松边拉力由F0减少到F2。近似认为带的总长度保持不变（对应F0 F0 F1 F2）。,1.带传动的受力分析,图87 带传动的工作原理,1.带传动的受力分析,Ffdd1/2 F2dd1/2 F1dd1/20,由上式可知，紧边和松边的拉力差值等于摩擦力，称为有效拉力Fe,图87 带传动的工作原理,8.2 带传动的工作情况分析,P(kW)，V(m/s),2.带传动的最小拉力与临界摩擦力,图88a欧拉公式的推导图,因d很小，因此可取sin(d/2)d2,cos(d/2)1，并略去二阶微量(dF)(d/2)。,8.2 带传动的工作情况分析,2.带传动的最小
6、拉力与临界摩擦力,8.2 带传动的工作情况分析,2.带传动的最小拉力与临界摩擦力,图88b 带与轮的包角,8.2 带传动的工作情况分析,8.2 带传动的工作情况分析,式中F1，F2紧边、松边拉力，N；A带的横截面积，mm2。,(1)拉应力,由紧边、松边拉力产生的拉应力1、2分别为,3.带传动的应力分析,(2)弯曲应力,E带的弹性模量，N/mm2。,(3)离心拉应力,当带绕上带轮后，作圆周运动的带的质量会引起离心力。离心力虽然只发生在带作圆周运动的部分，却使整条带受到附加拉力Fc，由此产生的离心拉应力为,式中q每米长度带的质量，kgm，见表8-3所示。,图88c带传动的离心力分析,8.2 带传动
7、的工作情况分析,3.带传动的应力分析,8.2 带传动的工作情况分析,max1+b1+c(811),将拉应力、弯曲应力和离心应力叠加，可以得到带的应力分布情况。由图可知，传动过程中带受到变应力，每绕过一个带轮，应力循环变化一次，当应力循环达到一定次数后，带将产生疲劳破坏。带的最大应力发生在紧边绕上小带轮处，其值为,图89带传动的应力分布情况,3.带传动的应力分析,4.带的弹性滑动和打滑,带是弹性体，受到拉力后会产生弹性变形。由于紧边和松边拉力不同，因此弹性变形量也不同，如图810所示。,8.2 带传动的工作情况分析,图810带传动的弹性滑动,由于带传动的拉力差小于临界摩擦力，所以式(8-5)实际
8、为,C1B1段弧上带相对轮产生滞后滑动，A1C1弧不产生相对滑动。,4.带的弹性滑动和打滑,由于弹性滑动（打滑是设计时避免的），使从动轮的圆周速度V2低于主动轮的圆周速度V1，降低程度用滑动率(12)表示，即,式中n1、n2 主、从动轮的转速，r/min；dd1、dd2主、从动轮的基准直径，mm。,8.2 带传动的工作情况分析,83 普通V 带传动的设计计算,摩擦型带传动的设计准则是：在不打滑的条件下，保证带传动具有足够的疲劳强度和寿命。,1.设计准则和单根V带的基本额定功率P0,单根普通V带的P0值见表8-4a所示。,2.单根V带的额定功率Pr,83 普通V 带传动的设计计算,表8-4a 特
9、定条件下单根普通V带所能传递的功率P0kW,2.单根V带的额定功率Pr,83 普通V 带传动的设计计算,表8-4a 特定条件下单根普通V带所能传递的功率P0kW,2.单根V带的额定功率Pr,83 普通V 带传动的设计计算,单根普通V带的P0是在平稳载荷、包角180（传动比i1），特定带长、两个带轮传动的实验条件下得到的，当实际情况与实验条件不同时，要对P0值进行修正，P0见表84b所示。,表8-4b 单根普通V带 i1 时传动功率的增量P0单位：kW,2.单根V带的额定功率Pr,83 普通V 带传动的设计计算,表8-4b 单根普通V带 i1 时传动功率的增量P0单位：kW,2.单根V带的额定功
10、率Pr,单根V带的额定功率Pr为,K包角系数（180），见表8-5；KL长度系数，见表8-2。,(2)传动比,传动比i25，i7。,83 普通V 带传动的设计计算,(3)带轮的基准直径,表86 V带轮的最小基准直径mm,(4)带速V,带速V525 m/s。,(1)中心距a,中心距aa0，0.7(dd1+dd2)a0 2(dd1+dd2)。,3.带传动参数的选择,4.带传动的设计计算,1)已知条件和设计内容已知条件是需要传递的功率P；主、从动轮的转速n1、n2（或传动比i），工作条件和外廓尺寸要求等。设计内容是确定V带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮直径、预紧力及压轴力。,83 普通V 带传
11、动的设计计算,2)设计步骤和方法(1)确定计算功率PcaPcaKAP(8-21)KA工作情况系数，见表8-7所示；P需要传递的功率，kW。,4.带传动的设计计算,83 普通V 带传动的设计计算,表8-7 工作情况系数KA,(1)确定计算功率Pca,83 普通V 带传动的设计计算,根据设计功率Pca和小带轮转速n1，从图811中选取V带的型号。,图811普通V 带选型图,(2)选择V带的型号,4.带传动的设计计算,3)确定小带轮的基准直径dd并验算带速V,83 普通V 带传动的设计计算,4.带传动的设计计算,表8-8 普通V带轮的基准直径系列（GB/T13575.12008）mm,4)初定中心距
12、a0、选择V带的基准长度Ld,83 普通V 带传动的设计计算,4.带传动的设计计算,(1)初选中心距a0aa0，0.7(dd1+dd2)a0 2(dd1+dd2)。,(2)计算带的基准长度,图83F1 带传动基准长度的计算,83 普通V 带传动的设计计算,4)初定中心距a0、选择V带的基准长度Ld,(2)计算带的基准长度,83 普通V 带传动的设计计算,根据计算结果从表82中选取相近的基准长度Ld。,带传动的实际中心距a为,(3)计算实际中心距a,4)初定中心距a0、选择V带的基准长度Ld,考虑安装调整和补偿张紧力的需要，中心距的设计范围为,a0.015Ld a a0.03Ld(8-24),5
13、)验算小带轮包角1,6)确定带的根数,83 普通V 带传动的设计计算,K包角系数，查表85；KL长度系数，查表82。,KA工作情况系数，查表87。,7)确定带的初拉力,由式(8-6)得带的初拉力(F0)min为,8)计算作用在轴上的压力Fp,设计带轮的轴和轴承时，要计算V带作用在轴上的压力Fp。忽略带两边的拉力差，近似地按两边带的预紧力F0的合力计算压轴力（见图411），可得,图813压轴力的计算,Fp2zF0sin（12）N(828),83 普通V 带传动的设计计算,85 带传动的张紧,(a)推力螺纹张紧(b)拉力螺纹张紧图8-15带的定期张紧,带传动在工作一段时间后会发生塑性伸长而松弛，使
14、张紧力降低。为此，需要有重新张紧的装置，以保持带传动正常工作。张紧装置分定期张紧和自动张紧两类。,1.定期张紧,85 带传动的张紧,图8-16带传动的自动张紧图8-17带传动的张紧轮张紧,2.自动张紧,3.张紧轮张紧,例题与参考解答,已知功率P11 KW，转速n1970 r/min；从动轮转速n2370 r/min，两班工作，a1000 mm。、,3.确定小带轮的基准直径dd1,由表87查KA1.1，计算功率Pca1.11112.1 KW,2.选择带型,由Pca12.1 KW，n1970 r/min 从图811中取B型带。,1.确定计算功率Pca,由表88、图811取dd1132 mm。,4.
15、确定大带轮的基准直径dd2,计算dd2n1dd1(1)/n2970 132(10.02)/370339 mm，取dd2335 mm,大带轮的实际转速n2(1)n1dd1/dd2(10.02)970 132/335 374.565 r/min。,Vdd1n1/(601000)132 970/(601000)6.704 m/s 在（525）m/s之间。,6.初定中心距a0,a01 000 mm,5.验算带的速度V,7.计算基准长度Ld,Ld02a0(dd1dd2)/2(dd2dd1)2/(4a0)21000(132335)/2(335132)2/(4 1000)2 743.864 mm,由表82查
16、得Ld2 800 mm,8.计算实际中心距a,aa0(LdLd0)/21000(28002744)/2 1 028 mm,安装时，中心距的变化范围（调节范围）为,a0.015Ld a a0.0Ld，986 a 1 056 mm,9.验算小带轮的包角1,1180 180(dd2dd1)/(a)180 180(335132)/(1028）168.686（大于120）,10.确定带的根数z,由表84a与B型带查dd1125 mm，n1980 r/min对应P01.67 KW；查dd1140 mm，n1980 r/min对应P02.13 KW;通过插值得dd1132 mm，n1970 r/min对应P
17、01.88 KW；,查表85，11168.686，包角系数K0.98,查表82，Ld2 800 mm，长度系数KL 1.05,zPca/(P0P0)KKL 12.1/(1.880.30)0.98 1.055.4（取6根）,为此，带的根数z为,由表84b与B型带、idd2/dd1335/1322.538 得P0 0.30 kW。,11.确定单根V带的预拉力F0,查表81，B型带的q0.17 kg/m,11.确定单根V带的预拉力F0,F0 1/2 Fec(ef1)/(ef1)qV2500Pc/(zV)(2.5/K1)qV2 50012.1/(66.7)(2.5/0.981)0.17 6.72 241 N,12.确定压轴力Fr,Fp2zF0sin(1/2)26 241sin(169/2)2 878.7 N,END,
