第八章帶傳動8.1概述8.1.1帶傳動的工作原理及特點傳動原理一一以張緊在至少兩輪上帶作為中間撓性件，靠帶與輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來傳遞運動與動力優(yōu)點：1）有過載保護作用2）有緩沖吸振作用3）運行平穩(wěn)無噪音4）適于遠距離傳動（amax=15m）5）制造、安裝精度要求不高缺點：1）有彈性滑動使傳動比i不恒定2）張緊力較大（與嚙合傳動相比）軸上壓力較大3）結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊4）打滑，使帶壽命較短5）帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場合。8.1.2主要類型與應(yīng)用平型帶傳動一一最簡單，適合于中心距a較大的情況V帶傳動三角帶多楔帶傳動一一適于傳遞功率較大要求結(jié)構(gòu)緊湊場合同步帶傳動一一嚙合傳動，高速、高精度，適于高精度儀器裝置中帶比較薄，比較輕。8.1.3帶傳動的形式1、開口傳動一一兩軸平行、雙向、同旋向2、交叉?zhèn)鲃右灰粌奢S平行、雙向、反旋向3、半交叉?zhèn)鲃右灰唤诲e軸、單向.帶傳動的優(yōu)點：適用于中心距較大的；②傳動帶具有良好的彈性，能緩沖吸振，尤其是V帶沒有接頭，傳動較平穩(wěn)，噪聲小；③過載時帶在帶輪上打滑，可以防止其它器件損壞；④結(jié)構(gòu)簡單，制造和維護方便，成本低。.帶傳動的缺點：①傳動的外廓尺寸較大；②由于需要張緊，使軸上受力較大；③工作中有彈性滑動，不能準確地保持主動軸和從動軸的轉(zhuǎn)速比關(guān)系；④帶的壽命短；⑤傳動效率降低；⑥帶傳動可能因摩擦起電，產(chǎn)生火花，故不能用于易燃易爆的場合。8.2V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)

V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、汽車V帶等多種類型，其中普通V帶應(yīng)用最廣。8.2.1V帶及其標準如圖所示包布簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)包布簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)工作時:兩邊拉力變化:所以:緊邊拉力松邊拉力F1=Fo+Fe/2F2=Fo—Fe/2圖13-13V帶的結(jié)構(gòu)V帶由抗拉體、頂膠、底膠和包布組成8.2.2帶輪結(jié)構(gòu)1、組成部分：輪緣、輪輻、輪轂2、結(jié)構(gòu)形式：實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式3、材料：灰鑄鐵（HT150、HT200常用）、鑄鋼、焊接鋼板（高速）、鑄鋁、塑料（小功率）普通V帶輪輪緣的截面圖及其各部尺寸見表8.3帶傳動的工作情況分析工作時:兩邊拉力變化:所以:緊邊拉力松邊拉力F1=Fo+Fe/2F2=Fo—Fe/28.3.1帶傳動的受力分析工作前：兩邊初拉力Fo=Fo①緊力Fo-F1；②松邊Fo-F2F1—Fo=Fo—F2F1—F2=摩擦力總和Ff=有效圓周力Fe8.3.2帶傳動的最大有效圓周拉力及其影響當帶有打滑趨勢時：摩擦力達到極限值，帶的有效拉力也達到最大值。松緊邊拉力F1和F2的關(guān)系：F，-萬萬，i=efanF=Fe0F122柔靶體的歐拉公式一包角（rad）一般為小輪包角ar180。—D2-Dix60。（57.3）1a帶傳動的最大有效圓周力（臨界值（不打滑時））—1——F=2F（竺二1）=2F（一斜）

ec0efa+101+1efa影響因素分析：Fo:適當Fo包角：包角越大承載能力越好f:f越大，F(xiàn)ec越大8.3.3工作應(yīng)力分析=F/A=吐CgA8.3.3帶傳動的應(yīng)力分析離心應(yīng)力oc拉應(yīng)力緊邊c=F/A松邊七=F2/A彎曲應(yīng)力ob應(yīng)力分布圖最大應(yīng)力為：Omax=o1+0c+obl8.3.4彈性滑動與打滑因為帶是彈性體，受到拉力后要產(chǎn)生彈性變形。設(shè)帶的材料符合變形與應(yīng)力成正比的規(guī)律，則緊邊和松邊的單位伸長量分別為由于帶在工作時，帶兩邊的拉力不同，F(xiàn)1>F2，因而￡1>￡必繞過從動輪2時，作用在帶上的拉力又由F2增大到七，帶的彈性變形也逐漸增大，帶將逐漸伸長，也會沿輪面滑動，使帶一邊隨從動輪繞進，一邊又相對于從動輪向前伸長，故帶的速度v高于從動輪的速度v2。輪緣的箭頭表示主、從動輪相對于帶的滑動方向。這種由于帶的彈性變形而引起的勺帶在帶輪上的滑動稱為彈性滑動。注意帶的彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。彈性滑動是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，出現(xiàn)緊邊和松邊，就一定會發(fā)生彈性滑動，所以是帶傳動工作時的固有特性，是不可避免的。而打滑是由于超載所引起的帶在帶輪上的全面滑動，是可以避免的。8.4帶傳動的設(shè)計計算8.4.1失效形式與設(shè)計準則失效形式1）打滑；2）帶的疲勞破壞另外：磨損靜態(tài)拉斷等設(shè)計準則:保證帶在不打滑的前提下，具有足夠的疲勞強度和壽命單根三角膠帶的功率一P0由疲勞強度條件：b<[b]—b—bTOC\o"1-5"\h\z181c傳遞極限圓周力：傳遞的臨界功率：單根三角帶在不打滑的前提下所能傳遞的F=F(1—上)=bA(1—上)

ec1e/Va1e/Va/\o"CurrentDocument"P=([b]—b—b)A(1——)?-

0b1cefva1000F-1-P=T^=bA(1—一)?(kw)10001efva1000功率為:8.4.2普通V帶傳動的設(shè)計步驟和方法設(shè)計V帶傳動時，一般已知條件是：傳動的工作情況，傳遞的功率P，兩輪的轉(zhuǎn)速氣、n2（或傳動比/）以及空間尺寸要求等。具體的設(shè)計內(nèi)容有：確定V帶的型號、長度和根數(shù):，傳動中心距及帶輪直徑，畫出帶輪零件圖等。確定計算功率計算功率P是根據(jù)傳遞的額定功率（如電動機的額定功率）P，并考慮載荷性質(zhì)以及c每天運轉(zhuǎn)時間的長短因素的影響而確定的，即P=KP（8-1）cA式中K為工作情況系數(shù)，查表8-1可得。A表8-1工作情況系數(shù)KA工況K空、輕載起動重載起動每天工作小時!■數(shù)/h<1010?16>16<1010?16>16載荷變動微小液體攪拌機、通風機和鼓風機（W7.5KW）、離心式水泵和壓縮機、輕型輸送機1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式輸送機（不均勻載荷）、通風機（>7.5KW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機（非離心式）、發(fā)動機、金屬切削機床、印刷機、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機和木工機械1.11.21.31.21.31.4載荷變動大制磚機、斗式提升機、往復式水泵和壓縮機、起重機、磨粉1.21.31.41.41.51.6

<1010?16>16<1010?16>16機、沖剪機床、橡膠機械、振動篩、紡織機械、重載輸送機載荷變動很大破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8空、輕載起動重載起動工況每天工作小時數(shù)/h注：1.空、輕載啟動：電動機（交流起動、A起動、直流并勵），4缸以上的內(nèi)燃機，裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動力機。重載起動：電動機（聯(lián)機交流起動、直流復勵或串勵），4缸以下的內(nèi)燃機。反復起動、正反轉(zhuǎn)頻繁、工作條件惡劣等場合，注：1.空、輕載啟動：電動機（交流起動、A起動、直流并勵），4缸以上的內(nèi)燃機，裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動力機。重載起動：電動機（聯(lián)機交流起動、直流復勵或串勵），4缸以下的內(nèi)燃機。反復起動、正反轉(zhuǎn)頻繁、工作條件惡劣等場合，增速傳動時K應(yīng)乘下列系數(shù)：增速比1.25?1.741.75?2.49系數(shù)1.052.選擇V帶的型號K應(yīng)乘1.2。2.5?3.49N3.51.111.181.28根據(jù)計算功率Pc和主動輪轉(zhuǎn)速J由圖8-1和8-2選擇V帶型號。當選擇的坐標點載圖中兩種型號分界線附近時，可選擇兩種型號分別進行計算，然后擇優(yōu)選用。圖8-1普通V帶選型圖

1.25Z3.155&12,52031.5S08012520011.82.546.3101625網(wǎng)63100160250計算功率^./kW圖8-2窄V帶（基準寬度制）選型圖圖8-1普通V帶選型圖確定帶輪基準直徑d和d帶輪直徑小可使傳動結(jié)構(gòu)緊湊2但另一方面彎曲應(yīng)力大，使帶的壽命降低。設(shè)計時應(yīng)取小帶輪的基準直徑d11巳dJ.，dJ.的值查表8-4。忽略彈性滑動的影響，d=d-nn,d、d宜取標準值（查表8-2）。d1d212d1d2(8-2)驗算帶速Vdl_1—60x1000(8-2)帶速太高會使離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，傳動中容易打滑。另外單位時間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動帶的工作壽命。若帶速太低，則當傳遞功率一定時，使傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多。一般應(yīng)使VN5m/s，對于普通V帶應(yīng)使V=25?30m/s，對于窄V帶應(yīng)使V=35?40m/s。如帶速超過上述范圍，應(yīng)重選小帶輪的直徑d。初定中心距a和基準帶長Ld傳遞中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動帶較短，包角減小，且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低了帶的壽命，致使傳動能力降低。如果中心距過大則機結(jié)構(gòu)尺寸增大，當帶速較高時會產(chǎn)生顫動。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)要求或按下式初步確定中心距a00.7（d+d）<a<2（d+d）（8-3）d1d20d1d2由帶傳動的幾何關(guān)系可得帶的基準長度計算公式：

-兀，(d—d)2L=2a+—(d+d)+—打—(8-4)002did24a0L0為帶的基準長度計算值，查表8-3即可選定帶的基準長度L,而實際中心距a可由下式近似確定(8-5)考慮到安裝調(diào)整和補償初拉力的需要，應(yīng)將中心距設(shè)計成可調(diào)式，有一定的調(diào)整范圍，一般取a=a—0.015LTOC\o"1-5"\h\zminda=a+0.03L校驗小帶輪包角ai—a=180。一氣1dd2X57.3。(8-6)ia一般應(yīng)使a1N120°(特殊情況下允許290。)，若不滿足此條件，可適當增大中心距或減小兩帶輪的直徑差，也可以載帶的外側(cè)加壓帶輪，但這樣做會降低帶的使用壽命。確定V帶根數(shù)z(8—7)Z>[P](P+△P)KK000al(8—7)帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)滿足z<10。如計算結(jié)果超出范圍，應(yīng)改選V帶的型號或加大帶輪直徑后重新設(shè)計。單根V帶的初拉力F單根V帶所需的初拉力F為500P,2.5]F=c(——1)+qv2(8-8)a由于新帶易松弛，對不能調(diào)整中心距的普通V帶傳動，安裝新帶時的初拉力應(yīng)為計算值的1.5倍。帶傳動作用在帶輪軸上的壓力FQV帶的張緊對軸、軸承產(chǎn)生的壓力Fq會影響軸、軸承的強度和壽命。為簡化其運算，一般按靜止狀態(tài)下帶輪兩邊均作用初拉力F進行計算(如圖8-3)，得0F=2FF=2FzsinQ0a21(8-9)圖8-3帶傳動作用在帶輪軸上的壓力FQ帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計參見本章8.2.2節(jié)。設(shè)計出帶輪結(jié)構(gòu)后還要繪制帶輪零件圖。設(shè)計結(jié)果列出帶型號、帶的基準長度L、帶的根數(shù)二、帶輪直徑d、d、中心距a，軸上壓力F等。Q例6.1設(shè)計某鼓風機用普通V帶傳動。已知電動機額定功率P=10Kw,轉(zhuǎn)速ni=1450r/min，從動軸轉(zhuǎn)速n2=400r/min，中心距約為1500mm，每天工作24h。1解2確定計算功率Pc由表8-1查得Ka=1.3，由式8-1得P=KP=1.3x10kW=13kW選取普通V帶型號根據(jù)P=13kW、n1=1450r/min，由圖8-1選用B型普通V帶。確定帶輪基準直徑d和dd1d2根據(jù)表8-4和圖8-1選取d=140mm，且d=140mm>d=125mm。大帶輪基準直徑為d1d1加"d=nd='45Qx140mm=507.5mmd2ndi4002按表8-2選取標準值dd2=500mm，則實際傳動比'、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為500°5i=dd==3.57d2d1140n=ni=14503.57r/min=406r/min21從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為406-400400x100%=1.5%在±5%以內(nèi)，為允許值。驗算帶速v兀dn

dl_1—60x1000KX140x145060x1000m/s=10.63m/s帶速在5?25m/s范圍內(nèi)。確定帶的基準長度L和實際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心、距a=1500mm。由式8-4得°兀(d—d)2L=2a+—(d+d)+———^^0=[2x1500+1(140+500)+(500-140)2]24x1500=4026.9mm由表8-3選取基準長度L=4000mmOd由式8-5得實際中心距a為4000-4026.9、=(1500+2)mm=1487mm中心距a的變動范圍為a=a-0.015L=(1487一0.015x4000)mm=1427mma=a+0.03L=1487+0.03x4000)mm=1607mm6.校驗小帶輪包角a1由式（8-6）6.校驗小帶輪包角a1由式（8-6）得[P](P+△P)KK00a=180°-七氣x57.3°1a500—140

=180°-x57.3°1487=166.13>120°確定V帶根數(shù)z由式(8-7)得Z>根據(jù)d=140mm、n「1450r/min,查表6-8,用內(nèi)插法得"P0=2.82kW由公式得功率增量△P0為,〃1、△P=Kn(1一一)0"iKi由表8-16查得K=2.6494x10-3b根據(jù)傳動比i=3.57，查表8-17得七=1.1373,則△P=[2.6494x10-3x1450(1-L)]kW=0.46kW01.1373由表8-3查得帶長度修正系數(shù)K=L13,由圖查得包角系數(shù)Ka=0.97,得普通V帶根數(shù)13z=(2.82+0.46)x0.97x1.13=3.62根圓整得z=4根。求初拉力F八及帶輪軸上的壓力F02由表6-4查得B型普通V帶得每米長質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式（8-8）得單根V帶得初拉力為500P2.5八F=（——一1）+qv20zvKa=[500x13（g￡一]）*or*（10.63）2]N4x10.630.97=260.33N由式（8-9）可得作用在軸上得壓力Fq為F=2Fzsin§=2x26