带传动的工作原理及特点.docx

第八章带传动&1 概述8.1.1带传动的工作原理及特点1•传动原理 以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件,靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力2•优点：1〕有过载保护作用2〕有缓冲吸振作用3〕运行平稳无噪音4〕适于远间隔传动 〔amax=15m〕5〕制造、安装精度要求不高缺点：1〕有弹性滑动使传动比i不恒定2〕张紧力较大〔与啮合传动相比〕轴上压力较 大3〕构造尺寸较大、不紧凑4〕打滑，使带寿命较短5〕带与带轮间会产生摩擦放电现象， 不适宜高温、易燃、易爆的场合8.1.2主要类型与应用a. 平型带传动一一最简单，适宜于中心距a较大的情况b. V带传动 三角带c. 多楔带传动一一适于传递功率较大要求构造紧凑场合d. 同步带传动一一啮合传动，高速、高精度，适于高精度仪器装置中带比较薄，比较轻图6-1带传动的主要类型8.1.3带传动的形式1、 开口传动 两轴平行、双向、同旋向2、 穿插传动——两轴平行、双向、反旋向3、 半穿插传动 交织轴、单向.带传动的优点：① 适用于中心距较大的；②传动带具有良好的弹性，能缓冲吸振，尤其是V带没 有接头，传动较平稳，噪声小；③过载时带在带轮上打滑，可以防止其它器件损 坏；④构造简单，制造和维护方便，本钱低。

带传动的缺点：①传动的外廓尺寸较大；②由于需要张紧，使轴上受力较大；③工作中有弹性滑动，不 能准确地保持主动轴和从动轴的转速比关系；④带的寿命短；⑤传动效率降低；⑥带传动可 能因摩擦起电，产生火花，故不能用于易燃易爆的场合8.2 V带和带轮的构造V带有普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、联组V带、齿形V带、汽车V带 等多种类型，其中普通V带应用最广8.2.1 V带及其标准 如下列图图13-13 V带的结构V带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成8.2.2带轮构造1、 组成部分：轮缘、轮辐、轮毂2、 构造形式：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式3、 材料：灰铸铁〔HT150、HT200常用〕铸钢、焊接钢板〔高速〕、铸铝、塑料〔小功率〕普通V带轮轮缘的截面图及其各部尺寸见表8.3带传动的工作情况分析8.3.1带传动的受力分析工作前：两边初拉力Fo=Fo①紧力Fo-F1 ；②松边Fo-F2F1—Fo = Fo—F2F1—F2 = 摩擦力总和Ff =有效圆周力Fe工作时:两边拉力变化:所以:紧边拉力 松边拉力F1=Fo + Fe/2F2=Fo—Fe/28.3.2带传动的最大有效圆周拉力及其影响当带有打滑趋势时：摩擦力到达极限值，带的有效拉力也到达最大值。

松紧边拉力Fl和F2的关系：F 口 口1 = efan F 二 Fefa F 1 22柔靭体的欧拉公式—包角〔rad〕一般为小轮包角沁 180— D2 - Di x 6057.3)1a带传动的最大有效圆周力〔临界值〔不打滑时〕Fece fa — 1=2 F0( )= 2 F0(efaefa影响因素分析：1. Fo : 适当 Fo2. 包角： 包角越大承载才能越好3. f : f越大，Fee越大8.3.3工作应力分析qV2gA带传动的应力分析1. 离心应力 e2. 拉应力紧边b = F / A11松边b =F / A223. 弯曲应力ob 应力分布图最大应力为： omax=o1+oe+ob18.3.4 弹性滑动与打滑 因为带是弹性体，受到拉力后要产生弹性变形 设带的材料符合变形与应力成正比的规律，那么紧边和松边的单位伸长量分别为 由于带在工作时，带两边的拉力不同，片迟，因此&］〉&2绕过从动轮2时，作用在带上的拉力又由F2增大到匚，带的弹性变形也逐渐增大，带将逐 渐伸长，也会沿轮面滑动，使带一边随从动轮绕进，一边又相对于从动轮向前伸长，故 带的速度v高于从动轮的速度v2轮缘的箭头表示主、从动轮相对于带的滑动方向。

这种由于带的弹性变形而引起的带在带轮上的滑动称为弹性滑动注意带的弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆 周力，出现紧边和松边，就一定会发生弹性滑动，所以是带传开工作时的固有特性，是不可 防止的而打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以防止的8.4 带传动的设计计算8.4.1 失效形式与设计准那么失效形式 1〕打滑；2〕带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等设计准那么：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命单根三角胶带的功率由疲劳强度条件传递极限圆周力功率为：—P0Q < Q ]-Q -Q1 b 1 c传递的临界功率： 单根三角带在不打滑的前提下所能传递的F = F(1-丄)=Q A(1-丄)ec 1 efVa 1 1 efVa 匸P = ([Q]-Q -Q )A(1 -——)^―b1 c efVa 1000P = FV =Q A(1-丄)•丄(kw)1000设计V带传动时，一般条件是：传动的工作情况，传递的功率P,两轮的转速气、气(或 传动比i )以及空间尺寸要求等详细的设计内容有：确定V带的型号、长度和根数传动 中心距及带轮直径，画出带轮零件图等。

1.确定计算功率计算功率P是根据传递的额定功率〔如电动机的额定功率〕P，并考虑载荷性质以及 c每天运转时间的长短因素的影响而确定的，即P = K P (8-1)cA式中K为工作情况系数，查表8-1可得A 表8-1工作情况系数K A K 一- 空、轻载起动 重载起动每天工作小时数/h<1010〜16>16<1010〜16>16载荷变动微 小液体搅拌机、通风机和鼓风机 〔W7.5KW〕、离心式水泵和压 缩机、轻型输送机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式输送机〔不均匀载荷〕、通 风机〔〉7.5KW〕、旋转式水泵和 压缩机〔非离心式〕、发动机、 金属切削机床、印刷机、旋转 筛、锯木机和木工机械1.11.21.31.21.31.4载荷变动大制砖机、斗式提升机、往复式1.21.31.41.41.51.6KA空、轻载起动 重载起动每天工作小时数/h<1010〜16>16<1010〜16>16水泵和压缩机、起重机、磨粉 机、冲剪机床、橡胶机械、振 动筛、纺织机械、重载输送机载荷变动很 大破碎机〔旋转式、颚式等〕、磨 碎机〔球磨、棒磨、管磨〕1.31.41.51.51.61.8注：1.空、轻载启动：电动机〔交流起动、△起动、直流并励〕4缸以上的内燃机，装有离心式离合器、液力联轴器的动力机。

重载起动：电动机（联机交流起动、直流复励或串励），4缸以下的 内燃机2•反复起动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合，K应乘1.23•增速传动时K应乘以下系数：A增速比 1.25〜1.74 1.75〜2.49 2.5〜3.49 三3.5系数 1.05 1.11 1.18 1.282.选择V带的型号根据计算功率P和主动轮转速比由图8-1和8-2选择V带型号中选择的坐标点载图 c 1中两种型号分界限附近时，可选择两种型号分别进展计算，然后择优选用50004 00031502 B00!2 000160012501000500400^15250'3,15800315瑯200160U5JOOi1.25 Z 1.15 51 1.6 Z5 4 6.312.5 20 31.5 50 80 125 20D10 16 25 |0 63 WO IGO 250卄算功率J^/kW图8-2窄V带〔基准宽度制〕选型图3•确定带轮基准直径d和dd 1 d 2带轮直径小可使传动构造紧凑，但另一方面弯曲应力大，使带的寿命降低设计时应取 小带轮的基准直径d三d , d 的值查表8-4忽略弹性滑动的影响,d 1 d min d mind 宜取标准值〔查表8-2〕。

d 2〔8-2〕d = d • n n , dd 1 d 2 1 2 d 14. 验算带速vd-1 1 -60 x 1000带速太高会使离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动中容易打滑另外单位时 间内带绕过带轮的次数也增多，降低传动带的工作寿命假设带速太低，那么当传递功率一 定时，使传递的圆周力增大,带的根数增多一般应使v 25m/s,对于普通V带应使V = 25〜 30m/s,对于窄V带应使V = 35〜4Om/s如带速超过上述范围，应重选小带轮的直径d 、 . .max、 d 15. 初定中心距a和基准带长Ld传递中心距小那么构造紧凑，但传动带较短，包角减小，且带的绕转次数增多，降低了 带的寿命，致使传动才能降低假设中心距过大那么机构造尺寸增大，当带速较高时会产生 颤抖设计时应根据详细的构造要求或按下式初步确定中心距a00.7(d + d ) V a V 2(d + d ) 〔8-3〕d 1 d 2 0 d 1 d 2由带传动的几何关系可得带的基准长度计算公式：兀 (d — d )2L = 2 a + (d + d ) + —/ 7 〔8-4〕0 0 2 d1 d2 4a0L为带的基准长度计算值，查表8-3即可选定带的基准长度L，而实际中心距a可0d由下式近似确定8-5〕考虑到安装调整和补偿初拉力的需要，应将中心距设计成可调式，有一定的调整范围 一般取a = a — 0.015 Lmin da = a 十 0.03 Lmax d6. 校验小带轮包角Q ]d — d8-6〕« = 180。

S 化 x 57.31a一般应使a]2120°〔特殊情况下允许三90°〕，假设不满足此条件，可适当增大中心距 或减小两带轮的直径差，也可以载带的外侧加压带轮，但这样做会降低带的使用寿命7•确定V带根数zPc[P ]0Pc(P +AP ) K Ko o a l8－7〕带的根数应取整数为使各带受力均匀，根数不宜过多，一般应满足z〈10如计算结 果超出范围，应改选V带的型号或加大带轮直径后重新设计单根v带的初拉力F 单根v带所需的初拉力F为0500 P 2.5F = c ( — 1)十 q V2 〔8-8〕0 zv Ka由于新带易松弛，对不能调整中心距的普通V带传动，安装新带时的初拉力应为计算值 的1.5倍9. 带传动作用在带轮轴上的压力FQv带的张紧对轴、轴承产生的压力F会影响轴、轴承的强度和寿命为简化其运算,Q一般按静止状态下带轮两边均作用初拉力F进展计算〔如图8-3〕，得0F = 2 F z sinQ0图8-3 带传动作用在带轮轴上的压力FQ10. 带轮的构造设计参见本章& 2.2节设计出带轮构造后还要绘制带轮零件图11. 设计结果列出带型号、带的基准长度L『带的根数z、带轮直径d、d 、中心距a，轴上压d d 1 d 2力F等。

Q例6.1设计某鼓风机用普通V带传动电动机额定功率P =10Kw，转速气=14。