1、第二章 带传动（ belt drive）,类型和工作原理 带传动的受力分析 带传动的应力分析 弹性滑动的打滑,带传动的传动比 带传动的计算准则 带传动的设计计算 带传动的布置和张紧,第二章 带传动（belt drive ）,第一节 带传动的类型和工作原理 一、工作原理,T1,n2,1、组成：,主动轮,从动轮,Ff,扰性带紧套在轮上，靠带与轮间的摩擦力传递运动和动力。,2、工作原理：绕性摩擦传动。,二、带传动的类型,按带的截面形状分：,平皮带（flat belt ） V型带（V-belt ） 多楔带（poly V-belt ） 圆形带（round belt ） 同步带（synchronous b
2、elt ）,二、带传动的类型,按带的传动方式分,开口传动 交叉传动 半交叉传动,V带的类型与结构,普通V型带为封闭的环状，有七种断面尺寸： y、Z、A、B、C、D、E。y型断面最小，E型最大。见表（3-1） 窄V带 SPZ、SPA、SPB、SPC。,三、V型带的标准,1、断面形状和结构 2、标准,每一种截面对应有不同的带长，以基准长为公称长度Ld。 标记：带型、带长和标准代号组成。 例：A-1600 GB11544-1989,三、带传动的优缺点,优点：缓和冲击、吸收振动、传动平稳噪音低有过载保护作用结构简单、制造维护方便。可实现大距离的直接传动。 缺点：传动比不准、传动效率低作用在轴上的力较大
3、外廓尺寸大,四、适用场合,中心距较大、不需要精确传动比、50KW以下、无腐蚀介质、无淋水淋油、速度较高525m/s、单级传动比i7的场合。,第二节 带传动的力分析和应力分析,一、受力分析,F0,F0,F0,F0,不工作时： 上下两边受力均为张紧力F0,张紧 (初拉)力F0必须保证足够大。 它直接影响摩擦力极限值。,工作时：,T1,n1,n2,紧边拉力：F1=F0+F 松边拉力：F2=F0-F F1+F2=2F0 F1-F2=2 F=FfFe,F1-紧边拉力，N； F2-松边拉力，N。,Ff1,Ff2,带一边被拉紧,一边被放松。,T1,n1,n2,取主动轮侧带为分离体, =F1 F2= Fe,F
4、f,Ff,F1=F0+Fe/2 F2=F0- Fe/2 Fe-有效圆周力（有效拉力），N； V-带线速度，（m/s）,二、带所能传递的最大有效拉力（临界值） Fmax,1、临界状态下紧边拉力F1与松边拉力F2的关系（欧拉公式）,f带与带轮间的摩擦因数。 -带轮的包角。,2、最大有效圆周力F max,F1+F2=2F0 Fe = F1-F2,F max = F1（1- ）,分析：（条件性运用欧拉公式, 没考虑离心力）。 1） Fmax 与F0成正比。但F0不可过大(与型号有关）Fmax也间接的反映了带的型号对传动能力的影响。 2）Fmax与包角成正比。 3） 摩擦因数f Fmax。,结论1：,1
5、、 带传动随载荷的加大，紧边、松边的拉力差增大，则有效拉力Fe也增大。2、有效拉力Fe有极大值Fmax ， Fmax决定带传动的工作能力。3、极大值Fmax与带的型号（F0）、包角、 摩擦系数f（材料和结构）等有关。,同一型号带，有不同的张紧力 F0要适当。要有张紧装置。,：通常紧边在下。且满足 190 120。,f: 1） 材质，带轮常用铸铁材料；2） 摩擦面形状,槽面摩擦,摩擦力大,故V带传动能力大。,V带与平带传动的摩擦因数,Ff=FQf,ffv,FQ,Ff摩擦力,结论：F0适当，f和尽可能大，传动比适当，且松边在上，紧边在下。 V带的传动能力平皮带。,2节,1、拉应力,2、离心应力,3
6、、弯曲应力,第三节 带传动的应力分析,式中：,E-带的弹性模量,MPa。 Ha（y）-带的中性层到最外层之间的垂直距 离，mm。 dd-带的基准直径，mm。 q-带的质量，kg/m。（表3-1）,最大应力： max =1+c+b,分析：,V， FC ，C，寿命 v, FC ,带对轮的压力，摩擦力，传动能力。 q， FC ,q和v均与FC 成正比，但v的影响较大。,V不可太小，否则传递载荷的能力会下降。 P=FeV/1000 KW,1、,V=525m/s,2、 b 与dd 成反比，与ha（带的型号）成正比。弯曲应力 b只发生在带有弯曲变形的部分。,max=1+C+b1,应力： 大-小-大 。变应
7、力,四、带的弹性滑动、打滑和传动比,（一）、弹性滑动,1、带为弹性体 2、紧边和松边有拉力差。F1F2,滑动率,二、打滑,当带传递的有效圆周力大于带的传动能力，即Fe Fmax时，滑动弧扩展到整个包角上时，带和带轮之间会产生显著的相对运动，带不再随同带轮运动，这种现象称为打滑。,三、传动比,第四节 普通V型带的失效和计算准则,一、带传动的失效形式 1、打滑 2、疲劳破坏 二、计算准则： 1、最大限度发挥带传递载荷的能力Fe Fmax 2、保证足够的寿命max=1+C+b1 1= C -b1,三、单根带的许用功率P0,1、P0试验条件：载荷平稳、特定带长、包角1=、i=1、N=108、化纤强力层
8、。 P0值见表3-4。,P0,dd1,使用P0值注意事项：,1、使用条件与试验条件一致： 2、使用条件与试验条件不一致时：,P0=（ P0 +P0）KKL P0-功率增量kW K-包角影响系数，见表3-7。 KL-长度影响系数，见表3-8。,P0值的修正,07.2-4节,表3-7 包角影响系数K,表3-8 带的基准长Ld和长度影响系数KL,第五节 普通V型带的设计计算,一、原始数据 动力装置、载荷大小、转速情况、中心距限制、工作条件。,二、设计内容：,带型号、根数Z、长度Ld、张紧力,带轮直径dd1 、dd2轮宽B、材料和结构,传动布置中心距a，转向，张紧方式、压轴力等,三.约束条件：,传动条
9、件 i = n1/ n2 dd2 / dd1,几何条件中心距a 与长度Ld 和 包角1匹配；,2,1,其他约束条件：,为增大Fmax: 1 120为减小弯曲应力：dd1 dmin 为减小离心力影响：V V max,强度条件 Z KA P/（ P0 P0） KL K,小带轮包角：,1、确定计算载荷PCaPca=KAP KA查表3-6， 2、确定带的型号 根据Pca和n1，由图3-10选择带的型号。,四、设计计算步骤,图3-10 普通V带的型号选择,3、确定带轮直径dd1；dd2（表3-2、表3-3）,dd1ddmin ；dd2=idd1,dd2应符合带轮的基准直径系列(表3-2）。,ddmin,
10、带轮的基准直径dd,dd,4、验算带速V（525m/s） 5、初选中心距a0 ：0.7（dd1+dd2）a2 （dd1+dd2） 6、初算带长Ld/L d /=2a0+（ dd1+dd2 ）/2+（ dd2-dd1 ）2/（4a0）取标准长度系列Ld（表3-8）； 反算实际中心距a。 a=（ Ld-L /d）/2 +a0 7、验算包角11200,8、确定带的根数Z9、确定初拉力F010、计算压轴力FQ:FQ=2ZF0sin（1/2）,1,1,例：某带传动传递功率P=2KW，摩擦因数f0.51，带轮包角11600， 22000，带的张紧力F0=200N，n1960r/min，dd1140mm。试
11、求： 1）带应传递的有效圆周力Fe？ 2）计算此带传动所能传递的Fmax？ 3）分析带的传动能力?如何改善？,解：1）带速,带应传递的有效圆周力FeFe=1000P/V=1000x2/7.03=284.5N,2）带能传递的最大有效拉力Fmax,3）传动能力分析,(1(160/180) =2.79 ; e f =e 0.512.794.15), FeFmax （284.5244.7），传动打滑，传动能力不够。,提高传动能力的措施（增加张紧力）： 由 F max=2F0(e f -1)/(e f +1) 得： F0=233.2N,五、带轮,1、轮缘：有标准槽形，见表（3-2） 2、轮毂：长度L =
12、（1.5 2）d ;当轮缘宽B 100时可采用孔板式。轮辐式：dd 300mm时,ha,带轮结构,带轮结构,带轮结构,带轮结构,带轮结构,带轮,轮缘(装带),轮毂(装轴),轮辐和腹板(联接缘和毂),材料：当v25m/s时，用HT150；当v=2530m/s时用HT200；当2545m/s时用球墨铸铁、铸钢或锻钢；小功率时可用铸铝或塑料.,带传动的张紧装置,根据带的摩擦传动原理，带必须在预张紧后才能正常工作；,张紧的目的,运转一定时间后，带会松弛，为了保证带传动的能力，必须重新张紧，才能正常工作。,常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置，见表11.15。,1.定期张紧装置,11.7 带传动的张紧装置,2.自动张紧装置,张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同。,带传动的张紧装置,作业书写格式要求,列出公式 逐项带入数字 给出结果 教材中使用的符号不要随意更改 需查图、查表时要写清出处。,带 exe,
