机械设计第九章带传动电子教材Word下载.docx
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窄V带
Y
5.3
6
4
0.03
40°
Z
SPZ
8.5
10
68
0.060.07
A
SPA
11.0
13
810
0.110.12
B
SPB
14.0
17
1114
0.190.20
C
SPC
19.0
22
1418
0.330.37
D
27.0
32
19
0.66
E
32.0
38
23
1.02
表8-1V带的截面尺寸（摘自GB/T11544-97）（mm）
注：
在一列中有两个数据的，左边一个对应普通V带、右边一个对应窄V带。
下同。
二、V带轮的材料和结构
制造V带轮的材料可采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料，以灰铸铁应用最为广泛。
当带速v不大于25m/s时，采用HT150，v＞25~30m/s时采用HT200，速度更高的带轮可采用球墨铸铁或铸钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮。
小功率传动可采用铸铝或工程塑料。
带轮由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。
V带轮按轮辐结构不同分为四种型式，如图8-6所示。
带轮基准直径dd≤（2.5~3）d0（d0为带轮轴直径）时可采用S型（实心带轮,图a）；
dd≤300mm时可采用P型（腹板式带轮，图b）；
且当dd－d1≥100mm时，可采用H型（孔板式带轮，图c）；
dd＞300mm时可采用E型（轮辐式带轮，图d）。
每种型式根据轮毂相对腹板（轮辐）位置不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等几种，带轮的结构尺寸如表8-3所示。
带轮的轮缘尺寸如表8-4所示。
表中bd表示带轮轮槽的基准宽度，通常与V带的节面宽度bp相等，即bd=bp。
基准宽度处带轮的直径称为基准直径dd，如表8-4中的插图所示。
V带轮的基准直径系列如表8-5所示。
表8-2V带的基准长度系列及长度系数KL（摘自GB/T13575.1-92）
基准长度
Ld
（mm）
KL
普通V带
窄V带
200
224
250
280
315
355
400
450
500
560
630
710
800
900
1000
1120
1250
1400
1600
1800
2000
2240
2500
2800
3150
3550
4000
4500
5000
5600
6300
0.81
0.82
0.84
0.87
0.89
0.92
0.96
1.00
0.91
0.94
0.99
1.03
1.06
1.08
1.11
1.14
1.16
1.18
0.83
0.85
0.93
1.01
1.09
1.13
1.17
1.19
0.86
0.88
0.90
0.95
0.98
1.05
1.07
1.15
0.97
1.04
1.12
0.82
0.84
0.86
0.88
0.90
0.93
0.94
0.96
1.00
1.01
1.02
1.05
1.07
1.09
1.11
1.13
0.81
0.83
0.85
0.87
0.89
0.91
0.95
0.98
1.04
1.06
1.08
.0.98
1.10
结构尺寸
计算用经验公式
d1
L
dk
S
h1
d1=（1.8～2）d0，d0为轴的直径；
L=（1.5～2）d0,当B<
1.5d0时，L=B
型号
Smin
8
14
18
28
dk=0.5[dd－2（hf+δ）+d1]
h1=290
P－功率,KW；
n－转速,r/min；
m－轮辐数
h2、a1、a2、S2、f1、f2
h2=0.8h1、a1=0.4h1、a2=0.8a1、S2≥0.5S、f1=0.2h1、f2=0.2h2
表8-3V带轮的结构尺寸
表8-4V带轮的轮缘尺寸（摘自GB/T13575.1—92）（mm）
项目
符号
槽型
ZSPZ
ASPA
BSPB
CSPC
基准宽度
bd
基准线上槽深
hamin
1.6
2.0
2.75
3.5
4.8
8.1
9.6
基准线下槽深
hfmin
4.7
7.09.0
8.711.0
10.814.0
14.319.0
19.9
23.4
槽间距
e
8±
0.3
12±
15±
19±
0.4
25.5±
0.5
37±
0.6
44.5±
0.7
槽边距
fmin
7
9
11.5
16
最小轮缘厚
δmin
5
5.5
7.5
12
15
带轮宽
B=（z－1）e+2fz—轮槽数
外径
da
da=dd＋2ha
轮
槽
角
320
相应的基准直径dd
≤60
—
340
≤80
≤118
≤190
≤315
360
>
60
≤475
≤600
380
80
118
190
475
600
偏差
±
30＇
c）H型d）E-Ⅲ型
图8-6V带轮的结构
表8-5V带轮的基准直径系列（摘自GB/T13575.1-92）（mm）
基准
直径
dd
（c11）
基准直径dd
外径da（h11）
20
22.4
25
31.5
35.5
40
45
50
56
63
71
75
85
90
95
100
106
112
125
132
140
150
23.2
25.6
28.2
31.2
34.7
38.7
43.2
48.2
53.2
59.2
66.2
74.2
83.2
93.2
103.2
115.2
128.2
*54
*60
67
79
84
94
104
116
129
136
144
154
*80.5
*85.5
*90.5
95.5
100.5
105.5
111.5
117.5
123.5
130.5
137.5
145.5
155.5
*132
*139
147
157
160
170
180
212
236
265
300
335
375
425
530
670
164
184
204
228
254
284
319
359
404
504
634
165.5
185.5
205.5
229.5
255.5
285.5
320.5
360.5
405.5
455.5
505.5
565.5
635.5
167
177
187
207
231
257
287
322
362
407
457
507
567
607
637
*209.6
*221.6
233.6
245.6
259.6
289.6
309.6
324.6
344.6
364.6
409.6
459.6
509.6
569.6
609.6
639.6
371.2
391.2
416.2
441.2
466.2
491.2
516.2
572.2
616.2
646.2
519.2
549.2
579.2
619.2
649.2
689.2
注:
*只用于普通V带
第三节V带传动工作能力分析
一、带传动的受力分析
带以一定的预紧力套在带轮上。
静止时带轮两边的拉力相等，均为预紧力F0，如图8-7a）所示。
负载转动时，由于带与带轮接触面摩擦力的作用，带绕上主动轮的一边被拉
a）b）
图8-7带传动的受力分析
紧，称为紧边，紧边的拉力由F0增加到F1；
另一边被放松，称为松边，拉力由F0降至F2。
如图8-7b）所示。
紧边与松边拉力的差值（F1－F2）为带传动中起传递力矩作用的拉力，称为有效拉力F即：
F=F1－F2（8-1）
若带传递功率为P（KW）、带速为v（m/s）则：
N（8-2）
如果近似的认为工作前后胶带总长不变，则带的紧边拉力增量应等于松边拉力的减少量，即F1－F0＝F0－F2，即：
（8-3）
由式（8-1）、（8-3）得：
（8-4）
二、带传动的应力分析
带在工作过程中主要承受拉应力，离心应力和弯曲应力三种应力。
三种应力迭加后，最大应力发生在紧边绕入小带轮处，其值为：
≤
（8-5）
式中：
σ1=F1/A为紧边拉应力（MPa）,A为带的横截面积（mm2）；
σb1=Eh/dd为带绕过小带轮时发生弯曲而产生的弯曲应力,E为带的弹性模量（MPa）,h为带的高度（mm）,dd为带轮的基准直径（mm）；
σC=qv/A为带绕带轮作圆周运动产生的离心应力，q为每米长带的质量（kg/m），见表（8-1）。
在带的高度h一定的情况下，dd越小带的弯曲应力就越大，为防止过大的弯曲应力对各种型号的V带都规定了最小带轮直径dmin如表8-6所示。
表8-6V带轮的最小基准直径
型号
ddmin（mm）
5063
7590
125140
200224
三、带的弹性滑动和打滑
1.弹性滑动
由于带传动存在紧边和松边，在紧边时带被弹性拉长，到松边时又产生收缩，引起带在轮上发生微小局部滑动，这种现象称为弹性滑动。
弹性滑动造成带的线速度略低于带轮的圆周速度，导致从动轮的圆周速度v2低于主动轮的圆周速度v1,其速度降低率用相对滑动率
表示。
相对滑动率
＝0.01~0.02,故在一般计算中可不考虑，此时传动比计算公式可简化为：
（8-6）
2.打滑与极限有效拉力
当外载较小时，弹性滑动只发生在带即将由主、从动轮离开的一段弧上。
传递外载增大时，有效拉力随之加大，弹性滑动区域也随之扩大，当有效拉力达到或超过某一极限值时，带与小带轮在整个接触弧上的摩擦力达到极限，若外载继续增加，带将沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。
此时主动轮还在转动，但从动轮转速急剧下降，带迅速磨损、发热而损坏，使传动失效。
所以必须避免打滑，在设计时应限制带的最大拉力。
当带有打滑趋势时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，即有效拉力达到最大值，这时可由欧拉公式推导得极限有效拉力为：
（8-7）
e为自然对数的底，
；
f为摩擦系数（V带用当量摩擦系数
代替
，
）；
为包角，即带与带轮接触弧对应的中心角（rad），因大带轮包角总是大于小带轮包角，故这里应取
为小带轮包角。
第四节普通V带传动设计计算
一、设计准则和单根V带的额定功率
1.设计准则
根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要失效形式有：
①带在带轮上打滑，不能传递动力；
②带发生疲劳破坏（经历一定应力循环次数后发生拉断、撕裂、脱层）。
因此带传动的设计准则为：
①带在传递规定功率时不发生打滑,即满足式（8-7）。
②具有一定的疲劳强度和寿命,即满足式（8-5）。
2.单根V带所能传递的额定功率。
经推导可得单根V带所能传递的额定功率为：
（8-8）
v为带速m/s。
在特定带长、使用寿命、传动比（i=1、
）以及在载荷平稳条件下，通过疲劳试验测得带的许用应力
后，代入式（8-8）便可求出特定条件下的P0值，见表8-7。
表8-7包角
=180o、特定带长、工作平稳情况下，单根V带的额定功率P0（KW）
型
号
小带轮
直径dd1
小带轮转速n1（r/min）
730
980
1200
1460
2400
3200
3600
－
0.06
0.08
0.09
0.14
0.11
0.13
0.17
0.20
0.22
0.12
0.15
0.24
0.18
0.23
0.26
0.28
0.27
0.30
0.33
0.19
0.25
0.31
0.36
0.37
0.39
0.40
0.32
0.44
0.48
0.46
0.50
0.54
0.41
0.56
0.60
0.35
0.45
0.61
0.64
0.47
0.58
0.68
0.16
0.43
0.51
0.67
0.78
0.42
0.63
0.77
1.31
1.56
1.41
1.69
0.52
0.79
1.40
1.66
2.00
1.39
1.96
2.36
1.32
1.62
1.93
2.29
2.74
0.73
1.42
1.74
2.07
2.45
2.94
1.34
2.04
2.44
2.87
3.42
1.50
1.87
2.30
3.22
3.80
1.64
2.05
2.51
2.98
3.48
4.06
1.75
2.19
2.68
3.16
3.65
4.19
1.83
2.28
2.78
3.26
3.72
4.17
0.59
0.74
1.59
1.85
2.17
2.16
2.61
3.06
3.59
1.44
1.82
2.32
2.81
3.30
3.86
1.67
2.13
2.72
4.50
2.47
3.17
3.85
5.26
2.20
2.83
3.64
4.41
5.15
5.99
2.33
3.00
4.68
5.46
6.33
2.64
4.40
5.30
6.13
7.02
2.85
3.70
4.75
5.67
6.47
7.25
2.96
4.89
5.76
6.43
6.95
3.83
4.80
5.52
5.95
6.05
2.80
3.63
4.46
4.92
4.98
4.47
续表8-7
0.70
1.45
0.72
1.25
1.35
1.81
2.18
0.49
1.21
1.52
1.79
2.27
2.48
2.65
0.55
1.38
1.60
1.73
2.34
1.70
1.98
2.14
2.55
2.93
3.57
3.84
1.33
2.02
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