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参考资料：
多媒体材料，网络资料
备注
带传动。
8-2啮合型传动
讲稿内容
第9章带传动
8.1概述
8.1.1摩擦轮传动
1.摩擦轮传动的I】作原理和传动比
⑴摩擦轮传动原理：
利用两轮直接接触产生的摩擦力來传递运动和动力的一种机械传动。
%1传动条件：
两轮产生的摩擦力矩要大与从动轮的阻力矩。
%1打滑：
摩擦力矩小于阻力矩，在传动中两轮面接触处会出现相对滑移现彖，这种现彖称为打滑。
%1增大摩擦力的途径：
一•是增大正压力；
二是増大摩擦I大I数。
摩擦力只能适当增加，否则会增大机构尺寸，使机构笨重。
增大摩擦因数的方法：
主动轮采用较软的材料（石棉、皮革、橡胶布、蜩料或纤维材料等）；
从动轮采用铸铁材料°
⑵传动比
定义：
机构中瞬时输入速度与输入速度的比值称为机构的传动比。
摩擦轮的传动比是主动轮和从动轮转速的比值。
_5_P2
%_—_
2.摩擦轮传动的特点
（1）结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动。
⑵传动噪声小，并可在运动中变速、变向。
⑶过载时，两轮接触处会打滑，因而町防止薄弱环节零件的损坏，起到安全保护作用。
⑷不能保持准确的传动比。
⑸传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率的场合。
8.1.2挠性传动
带传动和链传动统称挠性传动。
根据工作原理不同，分为两种（如图8-1、8-2麻）:
1）摩擦型带传动；
2）啮合型
摩擦型带传动按照带的截面形状又可以分为：
平带、bv带、c多楔带和d圆带传动。
<
1>
1.平带：
平带传动结构最简单，传动效率较高，在传动中心距较大的场合应用较多。
除了正常的传递方法外，还可以实现交叉和半交叉传动。
平带的接头方式常用的有胶合、缝合、较链扣等。
2.v带传动：
V带传动的传动能力较大，在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应用较多，是带传动的主要类型。
a）b）
⑴平带和V带传动受力比较
如图所示，若平带和V带受到同样的压紧力带与
带轮接触面之间的摩擦系数也同为『，平带与带轮接触面上的摩擦力为:
F广Fn订
而V带与带轮接触面上的摩擦力为:
式中：
九为当量摩擦系数。
普通V带的楔角为40。
，因次可以估算得九=（3.63-3.07）fo也就是说，在同样得
条件下，平带V带在接触面上所受得正压力不同，V带传动产生的摩擦力比平带大的多。
所以一般机械中多采用V带。
⑵v带的结构和标准
V带结构如图8-3所示，有四层组成。
V带有许多种类型和型号，有普通V带、宽V带、
窄V带、大楔角V带、汽车V带等等，都是标准件，在手册中都可以查到。
对于普通V带国家标准规定有Y、Z、A、B、C、D、E等7种型号。
V带绕在带轮上产生弯曲，外层受拉、内面受压，中间有一长度不变的中性层，中性层面
称为节面，节面的宽度称为节宽bp。
V带轮上，与配用v带节面处于同一位置的槽形轮廓宽
度称为基准宽度基准宽度处的带轮宜径山。
在规定的张紧立下，v带位于带轮基准直径上
的周线长度作为带的基准长度Ld。
V带的楔角要大于槽轮的楔角，这样可以保证v带变形后仍可贴紧在v带轮的轮槽侧面。
3.
外包层
帘布结构
填充徇
强力层
•填充徇
线算结构
图8-3V带结构
多楔带传动兼有平带和V带传动的特点，主要用于传递大功率、结构要求紧凑的场合。
4.圆带传动的传动能力较小，一般用于轻型和小型机械。
5.啮合型传动带又称为同步带，其特点如下：
优点:
传动比恒定，结构紧凑，带速可达40m/s,i可达10,传递功率可达200Kw,
效率高，约为77=0.98。
竝：
结构复杂，价格高，对制造和安装要求高。
8.2.2带传动的特点
（1）结构简单，维修方便，适用于两轴中心距较近的传动。
（2）传动吋噪声小，并可在运转中变速、变向。
（3）过载时会打滑，可以起到安全保护的作用。
（4）不能保证准确的传动比。
（5）传动效率低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合。
8.3带传动的工作情况分析8.3.1带传动的受力分析与打滑
带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。
静止时，带两边的拉力都等于初拉力传动时,曲于带与轮面间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等。
绕进主动轮的一边，拉力EtlF。
增加到称为紧边，为紧边拉力；
而另一边带的拉力山F。
减为F2,称为松边，为松边拉力。
设环形带的总长度不变（近似的），则紧边拉力的增量应等于松边拉力的减少量，即
两边拉力之差称为带传动的有效拉力，也就是带所传递的圆周力F,即
F=F\-Fz
将式（13・5）带入式（134）可得
耳二耳+#片2=Fq-卷1
圆周力F（N）、带速Wm/s）和传递功率P（kW）之间的关系为
若带所需传递的圆周力超过带与轮而间极限摩擦力的总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。
经常打滑将使带的磨损加剧、传动效率降低，以致使传动失效。
8.3.2带传动的应力分析与疲劳强度
皮带传动在工作时，皮带中的应力有三部分组成：
因传递载荷而产生的拉应力。
；
由离心力产生的离心应力Oc；
皮带饶带轮弯曲产生的弯曲应力Ob；
1）拉应力
紧边拉应力6=松边拉应力=
A
A邑
A—皮带横断面积（価2）
2）离心造成的离心应力Oc：
当传动带以切线速度v沿着带轮轮缘作圆周运动时，带本身的质量将引起离心力。
由于离心力的作用，使带的横剖面上受到附加拉应力。
如图所示，截取一微段弧
ell=rda,设带速为v（m/s）,带单位长度的质量为
m（kg/m）o
作圆周运动时，微弧段产生的离心力为
图8-4由离心力产生的拉应力
tnv■>
de=（rda）=mv~da（N）
用巴表示由离心力的作用使微弧段两边产生的拉力,
则由力的平衡方程式可得:
2Fsin^-=mv~dac2
由于很小，取sin—«
—
22
则：
Fc=mv2
由离心力引起得拉应力为％=巴一{MPa）
m—单位长度质量（kg/m）;
v—带速（m/s）
h
3）弯曲应力：
6"
——{MPa）
dd
E-带的拉压弹性模量（MPa）
h—带厚（mm）
dd—带轮基准直径（mm）
注：
在材料力学中，弯曲应力cy=Es,£
==—
Pda
所以cr,=E—
图8-5帯工作时的应力分布
带上的最大应力产生在皮带的紧边进入小轮处，其值为：
%=6+%+q.（MPd）
皮带是在交变应力状态下工作的，所以将使皮带产生疲劳破坏，影响工作寿命。
传动带工作时得应力分布如图所示。
图8-6带的弹性滞动
8.3.3带传动的弹性滑动和传动比
传动带在工作时，受到拉力的作用要产生弹性变形。
由于紧边和松边所受到的拉力不同，其所产生的弹性变形也不同，如图所示。
当传动带绕过主动轮时，其所受的拉力由R减小至F2,传动带的变形程度也会逐渐减小。
由于此弹性变形量的变化，造成皮带在传动中会沿轮面
当传动带绕过从动轮时，带上的
滑动，致使传动带的速度低于主动轮的速度（转速）。
同样,
拉力由F2增加到F”弹性变形量逐渐增大，使传动带沿着轮面也产生滑动，此时带的速度高于从动轮的速度。
这种由于传动带的弹性变形而造成的滑动称作弹性滑动一
由于弹性滑动，造成从动轮的圆周速度V2要低于主动轮的圆周速度\仃，由此我们定义弹
性滑动率£
为：
£
=—X1（）0%
匕
或：
V2=（1-£
）•V]（m/s）
..y二加dZy二叽仙
•1—60x1000’2_60x1000
从而带传动的实际传动比:
i=—
n2佥（1一刃
一般V带传动£
=］〜2%,故在一般计算中可不予考虑.
第14次课|教学课型：
理论课J实验课口习题课口实践课口技能课口其它口
第8章摩擦轮传动和挠性传动
8.4V带传动的设计
8.5带传动的张紧、安装与维护
设计基本步骤
设计计算
教学目的要求:
普通v带传动地失效形式和设计准则；
熟系v带传动设计条件、设计内容、基本步骤
教学方法和教学手段:
多媒休讲授
1.带传动张紧的目的是什么？
张紧轮应安装在松边述是紧边上？
内张紧轮应靠在大带轮述是小带轮?
外张紧又怎么样？
并分析说明这两种张紧方式的利弊？
4v带传动设计
1、确定设计功率巴
根据传递的功率P、载荷性质、原动机种类和工作情况等确定设计功率：
其中：
巴为设计功率（KW）;
K,为工况系数；
P为所需传递的功率（KW）
对于反复启动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合，其£
应乘上1.2。
2、选择带型
根据带传动的设计功率匕和小带轮转速m按图表初步选择带型。
所选带型是否符合要
求，需要考虑传动的空间位置要求以及带的根数等方面最后确定。
3、确定带轮基准直径〃尙和d.
普通V带传动的国家标准中规定了带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系列见教材上
表格。
当其它条件不变时，带轮基准直径越小，带传动越紧凑，但带内的弯曲应力越大，导致
带的疲劳强度下降，传动效率下降。
选择小带轮基准直径时，应使dd^ddm.n,并取标准直
径。
传动比要求精确时，大带轮基准直径依据：
d心=id小（1-=旦d小（1-兀2
n
一般情况下，可以忽略滑动率的影响，则有：
ddl=iddl=1dd}n2
4、验算带速
常抻的卄•笛我为.V-加"
1®
t|j迹try门畀*八/V.V—
60x1000
式中:
d”［的单位是mm;
ni的单位是r/min;
v的单位是m/s
带速V太高则离心力大，使带与带轮之间的正压力减小，传动能力下降，容易打滑。
带
速太低，则要求有效拉力F越大，使带的根数过多。
一般取v=5~25m/s之间。
当v=10~20m/s
时，传动效能可得到充分利用。
若v过低或过高，可以调整/门或m的大小。
5、确定中心距和带长
中心距a的大小，直接关系到传动尺寸和带在单位时间内的绕转次数。
中心距大，则传
动尺寸大，但在单位时间内绕转次数可以减少，可以増加带的疲劳寿命，同时使包角增大，提高传动能力。
一般可以按下式进行初选中心距兔:
0.7（佥+JJ2）<
6/（）<
2«
n+心）
带长根据带轮的基准直径和要求的中心距细计算：
LdO=2。
0+彳（心+d〃2）+
2%
根据初选的带长乙（）在表格中查取相近的基准长度乙，然后计算实际的中心距:
a=A+A2—B
式中.a=如__兀心\+〃“2）
•-48
6、验算包角
小带轮包角为：
⑦=180°
-仏二^x57.3°
（—般要求大于90°
~120。
）
a
7、确定带的根数
3l=
P（片+APJK人
带的根数应根据计算进行圆整。
当Z过大时，应改选带轮基准直径或改选带型，重新计算。
8、确定初拉力
初拉力F。
小，带传动的传动能力小，易岀现打滑。
初拉力Fo过大，则大的寿命低，对轴
及轴承的压力大。
一般认为，既能发挥带的传动能力，又能保证带的寿命的单根V带的初拉力
应为:
Fq=500x竺也翌+q/
Ke
9、计算压轴力
详细的过程请同学们对照例题进行理解。
我们在设计过程中，带传动的设计基本上都遵循上面所述的步骤，计算时要注意两点:
（1）各几何、物理量的量纲，不一致的要预先进行换算。
（2）注意所给岀的条件、计算公式的使用方法。
另外，在利用这个过程设计带传动时，要注意各个修正系数的确定方法。
3.5带传动的张紧、安装与维护
3.5.1带传动的张紧
由于各种皮带都不是完全的弹性体，经过一段时间后，会产生塑性变形而松弛；
同时,由于磨损的存在，也会使初拉步趋期衆!
隸牌、须定期检查初拉力，发现不足必须重新张紧。
常用的张紧装置有三种：
〈口动张紧装置
3.5.2v带传动的安装和维护
张紧轮张紧
1•平行轴传动时，各带轮的轴线必须保持规定的平行度。
2.安装皮带时，应通过调整中心距使皮带张紧，严禁强行撬入和撬出，以免损伤皮带。
3.不同厂家的V带和新IH不同的V带，不能同纽使用。
4.对于多根v带传动，要选择公差值在同一档次。
5.定期对v带检杳，按规定的张紧力张紧。
6.加防护罩以保护安全，防酸、碱、油及不在60°
以上的环境下工作。
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