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第8章 带传动
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第8章 带传动
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3秒自动关闭窗口导读：1.问：带传动常用的类型有哪些？，答：在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等，5.问：带传动工作时，答：带传动工作时，6.问：带传动中的弹性滑动是如何发生的？，称为带传动的弹性滑动，这是带传动正常工作时固有的特性，7.问：带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影，甚至使传动失效，2）降低了传动效率，11.问：带传动的主要失效形式是什么？
1.问：带传动常用的类型有哪些？
答：在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。
2.问：V带的主要类型有哪些？
答：V带有普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带、大楔角V带、宽V带等多种类型，其中普通V带应用最广，近年来窄V带也得到广泛的应用。
3.问：普通V带和窄V带的截型各有哪几种？
答：普通V带的截型分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，窄V带的截型分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种。
4.问：什么是带的基准长度？
答：V带在规定的张紧力下，其截面上与“测量带轮”轮槽基准宽度相重合的宽度处，V带的周线长度称为基准长度Ld，并以Ld表示V带的公称长度。
5.问：带传动工作时，带中的应力有几种？
答：带传动工作时，带中的应力有：拉应力、弯曲应力、离心应力。
6.问：带传动中的弹性滑动是如何发生的？
答：由于带的弹性变形差而引起的带与带轮之间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。
7.问：带传动的打滑是如何发生的？它与弹性滑动有何区别？打滑对带传动会产生什么影响？
答：打滑是由于过载所引起的带在带轮上全面滑动。打滑可以避免，而弹性滑动不可以避免。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧下降，使带的运动处于不稳定状态，甚至使传动失效。
8.问：打滑首先发生在哪个带轮上？为什么？
答：由于带在大轮上的包角大于在小轮上的包角，所以打滑总是在小轮上先开始。
9.问：弹性滑动引起什么后果？
答：1）从动轮的圆周速度低于主动轮；2）降低了传动效率；3）引起带的磨损；4）使带温度升高。
10.问：当小带轮为主动轮时，最大应力发生在何处？
答：这时最大应力发生在紧边进入小带轮处。
11.问：带传动的主要失效形式是什么？
答：打滑和疲劳破坏。
12.问：带传动的设计准则是什么？
答：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
13.问：提高带传动工作能力的措施主要有哪些？
答：增大摩擦系数、增大包角、尽量使传动在靠近最佳速度下工作、采用新型带传动、采用高强度带材料等。
14.问：带轮的结构形式有哪些？
答：铸铁制V带轮的典型结构有：实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。
15.问：根据什么来选定带轮的结构形式？
答：主要原因是根据带轮的基准直径选择结构形式；根据带的截型确定轮槽尺寸；带轮的其它结构尺寸由经验公式计算。
16.问：V带传动常见的张紧装置有哪些？
答：定期张紧装置、自动张紧装置、采用张紧轮的装置。
17.问：带传动中，在什么情况下需采用张紧轮？张紧轮布置在什么位置较为合理？
答：当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。张紧轮一般应放在松边内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过分影响带在小轮上的包角。
18.问：带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响？
答：最大有效拉力随摩擦系数的增大而增大。这是因为摩擦系数越大，则摩擦力就越大，传动能力也就越高。
19.问：为了增加传动能力，将带轮工作面加工得粗糙些以增大摩擦系数，这样做是否合理？
答：不合理。这样会加剧带的磨损，降低带的寿命。
20.问：与普通V带相比，窄V带的截面形状及尺寸有何不同？其传动有何特点？
答：窄V带是用合成纤维作抗拉体，与普通V带相比，当高度相同时，窄V带的宽度约缩小1/3，而承载能力可提高1.5～2.5倍，适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。
1、带传动是依靠＿＿来传递运动和功率的。
A、带与带轮接触面之间的正压力
B、带与带轮接触面之间的摩擦力
C、带的紧边拉力
D、带的松边拉力
2、带张紧的目的是＿＿。
A、减轻带的弹性滑动
B、提高带的寿命
C、改变带的运动方向
D、使带具有一定的初拉力
3、与链传动相比较，带传动的优点是＿＿。
A、工作平隐，基本无噪声
B、承载能力大
C、传动效率高
D、使用寿命长
4、与平带传动相比较，V带传动的优点是＿＿。
A、传动效率高
B、带的寿命长
C、带的价格便宜
D、承载能力大
5、选取V带型号，主要取决于＿＿。
A、带传递的功率和小带轮转速
B、带的线速度
C、带的紧边拉力 D、带有松边拉力
6、V带传动中，小带轮直径的选取取决于＿＿。
B、带的线速度
C、带的型号
D、带传递的功率
7、中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由＿＿决定。
A、小带轮直径
B、大带轮直径 C、两带轮直径之和
D、两带轮直径之差
8、两带轮直径一定时，减小中心距将引起＿＿。
A、带的弹性滑动加剧
B、带传动效率降低
C、带工作噪声增大
C、小带轮上的包角减小
9、带传动的中心距过大时，会导致＿＿。
A、带的寿命缩短
B、带的弹性滑动加剧
C、带的工作噪声增大 D、带在工作时出现颤动
10、设计V带传动时，为防止＿＿，应限制小带轮的最小直径。
A、带内的弯曲成力过大
B、小带轮上的包角过小
C、带的离心力过大
D、带的长度过长
11、一定型号V带内弯曲应力的大小，与＿＿成反比关系。
A、带的线速度 B、带轮的直径 C、带轮上的包角
12、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带＿＿。
A、进入大带轮处 B、紧边进入小带轮处 C、离开大带轮处 D、离开小带轮处
13、带传动产生弹性滑动的原因是＿＿。
A、带与带轮间的摩擦系数较小
B、带绕过带轮产生了离心力
C、带的紧边和松边存在拉力差
D、带传递的中心距大
答案：B、D、A、D、A、C、D、D、D、A、B、B、C
1．带传动中，带上受的三种应力是：
应力。最大应力等于
，它发生在
带的许用应力小于它，将导致带的
2．带传动中，打滑是指
，多发生在
轮上。刚开始打滑时．紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为：
3．带传动与齿轮传动一起做减速工作时，宜将带传动布置在齿轮传动之
。当带传动中心距水平布置时，宜将松边安置在
4．带传动一周过程中，带所受应力的大小要发生变化，其中以
应力变化最大，而
应力不变化。
5．带传动的传动比不宜过大，若传动比过大，将使
，从而使带的有效拉力值减小。
6．某V带传动，带的横剖面积A=142mm，由张紧力产生的应力σo＝1．5MPa，有效拉力Fe=300N，不计离心力的影响，紧边拉力Fl和松力拉力F2分别=
7．控制适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要条件，初拉力不足，则
；初拉力过大
8．常见的带传动的张紧装置有
9．普通V带带轮的槽形角随带轮直径的减小而
10．在设计V带传动时，V带的型号是根据
11．带传动不能保证精确的传动比，其原因是
12．带传动的设计准则为
13．设计V带传动时发现V带根数过多，可采用
14． 带传动在工作时由于
使带在带轮上产生弹性滑动，这种弹性滑动
15．带传动中用
方法可以使小带轮包角αl加大。
16．在其他条件相同情况下，V带比平带能传递更大功率的原因是
17．窄V带比普通V带承载能力
18．V带轮的槽角
于V带的楔形角。
19．当两带轮直径一定时，减小中心距将使小带轮包角
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《机械设计》ppt完整课件：带传动
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带传动概述带传动工作情况的分析V带传动的设计计算V带轮设计V带传动的张紧装置大理石切割机轿车发动机拖拉机车身冲压机 机器人关节§ 1 概述1、带传动的组成2、传 动 原 理摩擦型传动啮合行传动3、带传动的应用,在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合4、带传动的分类平带传动V带传动圆带传动多楔带传动同步带传动普通平带平带 片基平带普通 V带V带 窄 V带齿形 V带宽 V带圆带多楔带同步带带传动传动带普通平带 平带轮胶帆布平带、编织带（整卷出售、接头 ）、高速带（无接头） 。结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。普通 V带 特点在一般机械传动中应用最为广泛，传动功率大，结构简单，价格便宜。由于带与带轮间是 V形槽面摩擦，故可产生比平型带更大的有效圆周力（约为３倍）。普通Ｖ带有 包布型Ｖ带 和 切边型Ｖ带 两类。普通 V带有,Y,Z,A,B、C,D,E等型号，其 截面 依次增大。包布型Ｖ带切边型Ｖ带Ｖ带轮窄 V带特点１,与同型号的普通Ｖ带相比,窄V带的高度为普通 V带的 1.3倍所以其横向刚度较大；２,自由状态下，带的顶面为拱形，受力后绳芯为排齐状，因而带芯受力均匀；３,带的侧面为内凹曲面，带在轮上弯曲时，带侧面变直，使之与轮槽保持良好的贴合；４,窄Ｖ带承载能力较普通Ｖ带可提高 50%-150%，使用寿命长。窄 V带有,SPZ,SPA,SPB,SPC等型号，其 截面 依次增大。包布窄Ｖ带窄Ｖ带轮宽 V带特点1.宽Ｖ带主要用于无级变速装置的中间挠性摩擦件，因此常称为无级变速带2.带体宽，可有较大变速的范围的；3.带体较薄，以减小弯曲应力和纵向截面变形，但其横向变形较大，因此比普通Ｖ带寿命短；4.为使调速机构灵活，使用时应保持良好的润滑。宽Ｖ带同步带特点综合带传动、链传动和齿轮传动的优点。由于带的工作面呈齿形，与带轮的齿槽作啮合传动，并由带的抗拉层承受负载，故带与带轮之间没有相对滑动，从而使主、从动轮间能作无滑差的同步传动。同步带传动的速度范围很宽，从每分钟几转到线速度 40m／ s以上，传动效率可达 99.5％，传动比可达 10，传动功率从几瓦到数百千瓦。同步带现已在各种仪器、计算机、汽车、工业缝纫机、纺织机和其它通用机械中得到广泛应用。同步带轮同步带同步带传动多楔带轮多楔带兼有平带和 V带的优点，工作接触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用于结构紧凑而传递功率较大的场合。解决多根 V带长短不一而受力不均。轿车发动机齿形带5,传动形式按照传动比分类,定传动比、有级变速、无级变速。按照两轴的位置和转向分类,开口传动, 交叉传动, 半交叉传动, 张紧轮传动 等。注,交叉传动、半交叉传动适用于平带。6、带传动的特点及应用范围优点,①带有良好弹性，具有缓冲、减振作用；②依靠摩擦力传递，但过载时，带与带轮打滑，可保护其它零件；③结构简单、制造、安装、维护方便；④适用于中心距较大的两轴间的传递。缺点,①弹性滑动（速度损失，传动比不恒定）；②轴及轴承受力较大；③摩擦大，带寿命短，传动效率低；④结构不紧凑。应用范围,不宜于大功率传动，平带传动传递功率小于 500kW，V带传动传递功率小于 700kW；带的工作速度一般为 5～25m/s。带速不宜过低或过高，否则均会降低带传动的传动能力。7,V带传动和平带传动的比较在相同条件下,V带较平带能产生更大的摩擦力。因此,V带传动应用更为广泛。本章主要介绍 V带传动。8,V带的结构特点V带分类,普通 V带, 窄 V带, 宽 V带, 大楔角 V带, 齿形 V带,联组 V带 等 。注,一般多使用普通 V带，目前窄 V带的使用亦日趋广泛。普通 V带的结构帘布芯 V带：制造方便抗拉体绳芯 V带：柔韧性好，抗弯强度大普通 V带的截型,Y,Z,A,B,C,D,E七种窄 V带的截型,SPZ,SPA,SPB,SPC四种1.顶胶4.包布3.底胶普通 V带采用 基准宽度制,即用基准线的位置和基准宽度来定带轮的槽型、基准直径和带在轮槽中的位置。节面：节宽 bP：轮槽基准宽度 bd,bd=bp带轮基准直径 dd,dd≈d p基准长度 Ld（公称长度）：9,带传动的几何计算V带传动的主要 几何参数 有：中心距 a、带的计算长度 Ld0、带轮的基准直径 D1,D2、包角 α 1。aDDDDaLd 4)()(22212210????? ? ????? 60180 121 aDD?? ? ? ?? ? ? ?8822
DDDDLDDLa dd ???????? ??§ 2 带传动工作情况的分析2.1 带传动中的力分析初拉力 F0：紧边 和 松边,如果近似认为带工作时的总长度不变，则带紧边拉力的增加量，应等于松边拉力的减少量，即 F1-F0=F0-F2或 F1+F2 =2F0有效圆周力 F在带传动中，有效圆周力 F并不是作用于某固定点的集中力，而是带和带轮接触面上各点摩擦力的总和，故整个接触面上的总摩擦力 Fμ e即等于带所传递的有效圆周力，则带传动所能传递的功率 P为则21 FFFF e ??? ?1000FvP ?201FFF ??202FFF ??2.2 带传动的最大有效拉力及其影响因素1．最大有效圆周力 FC当带有打滑趋势时，带和带轮间的摩擦力达到极限值，亦即带传动的有效圆周力达到最大值，这时，式中 e为自然对数的底； μ 为摩擦系数（对 V带，为当量摩擦系数 μ V）； α 带在带轮上的包角； q每米带长的质量。??eqvFqvF ???2221? ? 112 20 ???? ????eeqvFF CFc与哪些因素有关？2．影响最大有效圆周力的因素预紧力,包角,摩擦系数,带的单位质量 q和带速 v0F 0F cF? ? cF? ? cF摩擦系数取值橡胶 钢橡胶 铸铁4.0??8.0??F0越大越好吗？越小呢？vqcF增大小轮包角的结构措施① 合理安排松边、紧边的位置② 合理张紧2.3 带的应力分析带工作时受 拉应力 σ, 离心应力 σ C及 弯曲应力 σ b作用。n 1n 2松边拉应力紧边拉应力AF 22 ??松边拉应力：AF 11 ??紧边拉应力n 1n 2离心应力n 1n 2弯曲应力DhE ab2??弯曲应力Aqvc2??离心应力带工作时的应力情况，可得如下 结论,①带各点的应力不相同；②最大应力为最大应力发生在带在紧边刚绕上主动轮处；③带是在循环变应力下工作，带的寿命与应力的大小及应力循环次数有关。当应力循环次数达到一定值后，将使带产生 疲劳破坏 。11m a x b??? ??n 1n 22.4 带的弹性滑动和打滑1,带的弹性滑动产生的原因 带的弹性、松边与紧边拉力差定义 由于带的弹性而产生的带与带轮之间的相对滑动称为 弹性滑动 。%100121 ???vvv?弹性滑动的特点 不可避免的 弹性滑动率传动比不准确、效率降低、带的磨损)1(1221???? DDnni弹性滑动的后果弹性滑动现象分析：紧边在 A点绕上主动轮带的拉力逐渐降低，变形量减小带速滞后于带轮即带与轮之间发生相对滑动n 1静弧动弧ABB*静弧动弧2、带的打滑产生的原因 外载荷增加，使得 m a xfc FFF ??造成的后果 带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，直至传动失效。打滑的特点 可以避免的带打滑时的现象？如何避免带发生打滑？3、带的弹性滑动和打滑① 动弧是接触弧的一部分② 动弧位于主动轮的出口边③ 欧拉公式适用于动弧④ 当动弧扩展到整个接触弧时发生打滑⑤ 弹性滑动不可避免，打滑可以避免⑥ 弹性滑动造成传动比不稳定n 1静弧动弧ABB*静弧动弧弹性滑动 打滑相同点带是弹性体，受力后产生弹性伸长，使带与带轮在接触弧上产生相对滑动不同点受力正常工作时，受紧边拉力 F1与松边拉力 F2作用要求带所传递的圆周力超过了带与带轮间的摩擦力极限值，即过载现象带受力后产生弹性伸长，带相对于带轮在接触弧上局部的滑动（只发生在滑动角）带受力后产生弹性伸长，带相对于带轮在接触弧上全面滑动（即由滑动角扩大到几何包角）性质 是正常现象，不可避免 是失效形式，必须避免影响1,不能保证准确的传动比，因为 v1&v&v22,降低传动效率，因为有速度损失3,引起带的磨损4,引起带发热，容易疲劳，寿命短1,使带的磨损加剧2,从动轮转速急剧降低，使传动失效3,可防止损坏其他零件，起保安作用§ 3 V带传动的设计计算3.1 带传动的疲劳强度1,带传动的主要 失效 形式：①打滑，②带的疲劳破坏。2,带传动的 设计准则在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。3,单根普通 V带的许用功率 P0V带的疲劳强度条件为由上两式得：则单根普通 V带所允许传递的功率为在包角 α =1800、特定长度、平稳工作条件下，单根普通 V带的基本额定功率 P0见表 4.6。当实际工作条件与上述特定情况不同时，应对 P0加以修正。?????? ????????? ??? ???? ? eqvAeqvFF c 11)(11)( 2121? ????? ??? 11m a x b? ?? ? ?????? ???? ????? eAF bcc 111? ?? ? 1 0 0 01110 AveP bc ?????? ???? ?????3.2 传动参数的选择带传动的 原始数据 及 设计内容,功率 P主动轮转速 n1从动轮转速 n2 （或传动比 i）传动位置要求（水平传动或倾斜传动）工作条件带型号带轮直径 D1,D2带根数 z中心距 a带长 Ld初拉力 F0压轴力 Fr带轮结构设计步骤 和 方法1．确定计算功率 PcPc=KAP式中 P传动的功率； KA工作情况系数。每天工作小使数（ h）&&1.41.31.21.31.21.1带式输送机（不均匀负）,旋转式水泵和压缩机 (非离心式 ),通风机 &7.5kW）,发电机,金属切削机床,印刷机,旋转筛,锯木机和木工机械载荷变动小1.81.61.51.51.41.3破碎机 (旋转式,颚式等 ),磨碎机 (球磨,棒磨,管磨 )载荷变动很大1.61.31.41.1负载启动1.31.11.51.41.2制砖机,斗式提升机,往复式水泵和压缩机,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较大1.21.21.0液体搅拌机,通风机及鼓风机 （ ≤ 7.5kW）,离心式水泵和压缩机,轻负荷输送机载荷变动最小软启动KA工 况2．选择带型根据计算功率 Pc和小带轮转速 n1，选定带型。3．确定带轮的基准直径 D1和 D2① 初选小带轮的基准直径 D1；②验算带的速度 v；普通 V带,vmax=25～ 30m/s。若 v&vmax，则离心力过大，则应减小 D1；如 v过小，则表示所选 D1过小，这将使所需的有效拉力过大，即所需带的根数 z过多，于是带轮的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。一般以 v≈10m/s 为宜。③计算从动带轮的基准直径 D2m a x11100060 vnDv ????200C75A20YdminEDBZ带型4．确定中心距 a和带的基准长度 Ld① 初定中心距 a0分析,若 a↑,则带长 ↑,带在工作时会抖动，外廓尺寸 ↑ ；但a不宜过小，否则包角 α ↓,传动能力下降，带长 ↓,当 v一定时，单位时间内绕转次数 ↑ 。②带的计算长度 Ld0由 Ld0确定 V带的基准长度 Ld。? ? ? ? DDahDD ?????? ? ? ?0212 aDDDDaLd????? ?③ 实际中心距 a考虑安装调整和补偿预紧力，中心距的变动范围为dLaa 015.0m in ??dLaa 03.0m a x ??? ? ? ?? ? ? ?8822
DDDDLDDLa dd ???????? ??5．验算小带轮上的包角 α 1（至少 900）6．确定带的根数 z式中 Kα 包角系数，考虑包角不同时的影响系数； KL长度系数，考虑带的长度不同时的影响系数； P0单根普通 V带的许用功率； Δ P0计入传动比的影响时，单根 V带额定功率的增量。在确定 V带的根数时，为了使各根 V带受力均匀，根数不宜太多（通常 z&10～ 12），否则应该选带的截型，重新 计算 。 2
?????aDD?? ? Lc KKPPPz?00 ???7．确定单根 V带的初拉力 F0预紧力的大小是保证带传动正常工作的重要因素。预紧力过小，摩擦力小，容易发生打滑；预紧力过大，则带寿命低，轴和轴承承受的压力大。单根 V带所需的预紧力为8．计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力） FQ20 15.2500 qvKzvPF c ????????? ???2s in210?zFFQ ?§ 4 V带轮设计1、带轮的组成典型的带轮由轮缘（用以安装传动带）、轮毂（用以安装在轴上）、轮幅或幅板（联接轮缘与轮毂）。2,V带轮的设计要求质量小；结构工艺性好；工作面和尺寸保持一定精度3、带轮的材料HT150,HT200（低速）、钢（高速，带速小于 45m/s）、铝或塑料（小功率）。4、带轮的结构轮槽尺寸结构尺寸实心式带轮腹板式带轮孔板式带轮轮辐式带轮§ 5 V带传动的张紧装置一,定期张紧装置, a)多用于水平或接近水平的传动； b)多用于垂直或接近垂直的传动。二,自动张紧装置a)靠电机的自重或定子的反力矩张紧。应使电机和带轮的转向有利于减小偏心距b)常用于带传动的试验装置c)是根据负载自动调节张紧力大小的张紧装置，带轮是一行星机构三、采用 张紧轮的装置可任意调节预紧力的大小、增大包角，容易装卸；但影响带的寿命，不能逆转a)为自动张紧b)为定期张紧
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哪种带传动与其它类型带传动传递力的形式不同（ ）.A．V带传动 B．平带传动 C．同步带传动
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C．同步带传动 v带和平带是靠摩擦力传递动力,同步带是靠齿传递动力.
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