第8章帶傳動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8.1概述第8章帶傳動(dòng)第8章帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)-----是依靠撓性傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦來(lái)傳遞

運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，適用于兩軸中心距較大場(chǎng)合。

主要作用傳遞轉(zhuǎn)矩改變轉(zhuǎn)速組成傳動(dòng)帶主動(dòng)輪從動(dòng)輪機(jī)架第8章帶傳動(dòng)8.1.1帶傳動(dòng)的類型1.按傳動(dòng)原理分（1）摩擦帶傳動(dòng)-----靠傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。如：V帶、平帶傳動(dòng)等第8章帶傳動(dòng)（2）嚙合帶傳動(dòng)-----靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。如：同步帶傳動(dòng)等第8章帶傳動(dòng)2.按用途分傳動(dòng)帶-----傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

輸送帶-----輸送物體。

3.按傳動(dòng)帶的截面形狀分（1）平帶截面形狀：矩形工作面：內(nèi)表面膠帶編織帶強(qiáng)力錦綸帶第8章帶傳動(dòng)（2）V帶截面形狀：梯形工作表面：兩側(cè)面?zhèn)鬟f功率較大摩擦力比平帶大結(jié)構(gòu)較為緊湊特點(diǎn)第8章帶傳動(dòng)（3）多楔帶-----在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶。傳遞很大功率結(jié)構(gòu)緊湊特點(diǎn)第8章帶傳動(dòng)（4）圓形帶截面形狀：圓形適用：小功率第8章帶傳動(dòng)（5）同步帶截面形狀：齒形傳遞功率大傳動(dòng)比準(zhǔn)確特點(diǎn)第8章帶傳動(dòng)8.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.特點(diǎn)：（1）屬于撓性傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，有緩沖吸振作用。（2）有過(guò)載保護(hù)作用（過(guò)載打滑)。（3）適于較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（中心距較大）。（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝精度要求不高，維護(hù)方便，成本低廉。（5）有彈性滑動(dòng)，使傳動(dòng)比i不恒定。（6）傳動(dòng)效率低，壽命較短，不宜在高溫、易燃、易爆的場(chǎng)合下工作。第8章帶傳動(dòng)2.應(yīng)用

帶傳動(dòng)主要用于要求傳動(dòng)平穩(wěn),傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格的中小功率的較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。一般：功率P≤100KW，帶速v=5~30m/s，平均傳動(dòng)比i≤5，傳動(dòng)效率η=94%~97%。高速：帶速v=60~100m/s，平均傳動(dòng)比i≤7。同步齒形帶：帶速v=40~50m/s，傳動(dòng)比i≤10，傳遞功率可達(dá)200KW,

傳動(dòng)效率η=98%~99%。

第8章帶傳動(dòng)8.1.3帶傳動(dòng)的形式表8.1

半交叉?zhèn)鲃?dòng)第8章帶傳動(dòng)8.2V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)V帶普通V帶汽車V帶大楔角V帶窄V帶寬V帶本章討論楔角為600，兩側(cè)支撐在X軸上的投影增大，橫向剛度提高，使強(qiáng)力層繩芯的拉力分布均勻，承載能力增大，摩擦損失減小。楔效應(yīng)的減小，可由聚氨酯材料的摩擦系數(shù)較高而得以補(bǔ)償。一般V帶楔角：40°

第8章帶傳動(dòng)8.2.1普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)V帶：無(wú)接頭的環(huán)形帶強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)形式簾布：制造方便,抗拉強(qiáng)度高。線繩：柔韌性好,抗彎強(qiáng)度高,

適用帶輪直徑小,轉(zhuǎn)速較高場(chǎng)合。第8章帶傳動(dòng)1.普通V帶（1）V帶和V帶輪兩種尺寸制基準(zhǔn)寬度制（本書(shū)采用）有效寬度制（2）7種型號(hào)：Y、Z（舊O）、A、B、C、D、E尺寸小到大（3）參數(shù)和尺寸:

節(jié)面——中性層節(jié)寬——節(jié)面的寬度bp第8章帶傳動(dòng)帶輪基準(zhǔn)直徑dd-----V帶裝在帶輪上和節(jié)寬bp相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑?；鶞?zhǔn)長(zhǎng)度Ld------V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度。

Ld------

已標(biāo)準(zhǔn)化

表8.4基準(zhǔn)直徑系列：表8.3(P115)第8章帶傳動(dòng)2.窄V帶強(qiáng)力層：高強(qiáng)度繩芯應(yīng)用：高速、大功率、結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)械傳動(dòng)裝置。特點(diǎn)：能承受較大的張緊力。與普通v帶比較，帶高相同，帶寬約小三分之一，承載能力可提高1.5~2.5倍。4種型號(hào)：SPZ、SPA、SPB、SPC第8章帶傳動(dòng)3.普通V帶和窄V帶的標(biāo)記標(biāo)記組成：帶型、基準(zhǔn)長(zhǎng)度、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。例如：A型普通V帶、基準(zhǔn)長(zhǎng)度1400mm.

標(biāo)記：A—1400GB/T11544—1997又如：SPA型窄V帶、基準(zhǔn)長(zhǎng)度1250mm.

標(biāo)記：SPA—1250GB/T12730—2002標(biāo)記常壓在帶的外表面上。第8章帶傳動(dòng)8.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)1.V帶輪的設(shè)計(jì)要求（1）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力。（2）質(zhì)量小且分布均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好，便于制造。（3）帶輪工作表面應(yīng)光滑，以減少帶的磨損。（4）帶速：5m/s＜u＜25m/s靜平衡

u＞25m/s動(dòng)平衡第8章帶傳動(dòng)2.帶輪的材料（1）通常采用灰鑄鐵當(dāng)帶速u≤25m/s采用HT150u=25~30m/s采用

HT200。（2）轉(zhuǎn)速較高（u≥25~40m/s）時(shí)，宜采用球墨鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。（3）小功率時(shí)，可用鑄鋁或塑料等。

抗拉強(qiáng)度第8章帶傳動(dòng)3.帶輪的結(jié)構(gòu)(1)帶輪的組成輪緣輪幅（腹板）輪轂(2)輪槽尺寸：表8.5

注意：帶的楔角為什么大于帶輪輪槽楔角?輪幅（腹板）結(jié)構(gòu)S型：實(shí)心帶輪P型：腹板帶輪H型：孔板帶輪E型：橢圓輪幅帶輪第8章帶傳動(dòng)實(shí)心式

第8章帶傳動(dòng)第8章帶傳動(dòng)腹板厚度帶輪的結(jié)構(gòu)形式查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)橢圓輪幅帶輪孔板帶輪第8章帶傳動(dòng)E型：橢圓輪幅帶輪S型：實(shí)心帶輪P型：腹板帶輪H型：孔板帶輪第8章帶傳動(dòng)8.3帶傳動(dòng)的工作能力分析8.3.1帶傳動(dòng)的受力分析初拉力F0-----帶傳動(dòng)尚未工作時(shí)，帶兩邊承受相等的拉力。緊邊-----帶傳動(dòng)工作時(shí)，繞入主動(dòng)輪的一邊被拉緊。

拉力----F1

松邊-----帶傳動(dòng)工作時(shí)，繞入從動(dòng)輪的一邊被放松。

拉力----F2

第8章帶傳動(dòng)設(shè)帶的總長(zhǎng)度不變，根據(jù)線彈性假設(shè)：

F1－F0＝F0－F2

有效拉力（有效圓周力）------帶兩邊的拉力之差。帶傳動(dòng)所傳遞的功率：F------有效拉力NP------功率Kw第8章帶傳動(dòng)

當(dāng)帶和帶輪間有全面滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，摩擦力達(dá)到最大值，即有效圓周力達(dá)到最大值。此時(shí)，緊邊拉力F1和松邊拉力F2之間的關(guān)系可用歐拉公式表示：-----輪槽角（P119表）第8章帶傳動(dòng)由式a)、b)、c)得：有效拉力（有效圓周力）：上式表明，帶所傳遞的圓周力與下列因素有關(guān)：（1）初拉力F0F0↑F↑

但F0過(guò)大會(huì)加劇帶的磨損，致使帶過(guò)快松弛，縮短帶的壽命。（2）摩擦系數(shù)ff↑F↑（3）包角α

α↑F↑

通常將松邊放置在上邊，以增大包角。

∵大皮帶輪α2＞小皮帶輪α1，打滑首先發(fā)生在小皮帶輪上，∴只考慮小皮帶輪的包角α1

。

第8章帶傳動(dòng)打滑----若帶的工作載荷加大，有效圓周力達(dá)到臨界值Fmax后，則帶與帶輪間會(huì)發(fā)生明顯全面的相對(duì)滑動(dòng)。打滑的危害：①?gòu)膭?dòng)輪轉(zhuǎn)速急速降低，帶傳動(dòng)失效；②加劇帶的磨損。帶在不打滑條件下所傳遞的最大圓周力：由式b)、c)得：第8章帶傳動(dòng)8.3.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中，帶上的應(yīng)力由三部分組成：◆拉應(yīng)力◆離心應(yīng)力-----帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力。A----帶的橫截面積第8章帶傳動(dòng)◆彎曲應(yīng)力----帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。彎曲應(yīng)力只發(fā)生在帶上包角所對(duì)的圓弧部分。最小基準(zhǔn)直徑：表8.6（P121）第8章帶傳動(dòng)帶的最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊繞入小輪處：第8章帶傳動(dòng)第8章帶傳動(dòng)

工作時(shí)帶在變應(yīng)力工作狀態(tài)下工作，隨著位置的不同，應(yīng)力大小在不斷地變化，∴帶將產(chǎn)生疲勞破壞。

由疲勞強(qiáng)度條件：——帶的許用拉應(yīng)力第8章帶傳動(dòng)8.3.3帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比

帶傳動(dòng)在工作時(shí)，從緊邊到松邊，傳動(dòng)帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。

彈性滑動(dòng)----帶傳動(dòng)中因帶的彈性變形變化而引起的帶與帶輪間的局部相對(duì)滑動(dòng)。第8章帶傳動(dòng)

彈性滑動(dòng)導(dǎo)致：從動(dòng)輪的圓周速度u2＜主動(dòng)輪的圓周速度u1，速度降低的程度可用滑動(dòng)率ε來(lái)表示：

第8章帶傳動(dòng)由上式得，傳動(dòng)比：因帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε=0.01～0.02,其值不大，可不予考慮。彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別A.現(xiàn)象：彈性滑動(dòng)----發(fā)生在繞出帶輪前帶與輪的部分接觸長(zhǎng)度上。

打滑----發(fā)生在帶與輪的全部接觸長(zhǎng)度。B.原因：彈性滑動(dòng)：帶兩邊的拉力差，帶的彈性。

打滑：過(guò)載。C.結(jié)論：彈性滑動(dòng)：不可避免。

打滑：可避免。

第8章帶傳動(dòng)8.4V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8.4.1帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.主要失效形式：

1）磨損；

2）打滑；

3）帶的疲勞破壞（如脫層、撕裂、拉斷等）。2.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證帶在不打滑的前提下，有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命。第8章帶傳動(dòng)1.基本額定功率------單根普通v帶在試驗(yàn)條件下所能傳遞的功率。用P0表示查表8.7~8.178.4.2單根V帶的基本額定功率2.額定功率-------單根普通v帶在設(shè)計(jì)所給定的實(shí)際條件下允許傳遞的功率。用[P0]表示[P0]=(P0+⊿P0)KαKL第8章帶傳動(dòng)8.4.3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：

1.選擇v帶的型號(hào)、帶長(zhǎng)和根數(shù)；

2.傳動(dòng)中心距；

3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑；

4.繪制帶輪的零件圖。已知條件：

1.傳動(dòng)的工作情況；

2.傳遞的功率P；

3.主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1、n2（或n1和傳動(dòng)比i）；

4.空間尺寸。第8章帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟：1．確定計(jì)算功率Pc

Pc=KAP

（kw）P-----傳遞的額定功率Kw

（如電動(dòng)機(jī)的額定功率）

KA-----工況系數(shù)查表8.21

2．選擇V帶的型號(hào)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1計(jì)算功率Pc選擇V帶的型號(hào)查圖8.12(P131)或圖8.13第8章帶傳動(dòng)3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2(1)小帶輪的基準(zhǔn)直徑：dd1≥ddmin。ddmin查表8.6(P121)(2)大帶輪的基準(zhǔn)直徑：dd2=dd1i(3)dd1、dd2取標(biāo)準(zhǔn)值：查表8.3（P115）第8章帶傳動(dòng)4．驗(yàn)算帶的速度u第8章帶傳動(dòng)5．確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld

a太小，結(jié)構(gòu)緊湊，但帶短，使繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低帶的壽命，同時(shí)包角α

減小，降低傳動(dòng)能力。a太大，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸增大，高速時(shí)帶容易顫動(dòng)。①初步確定中心距a0②帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算公式③L0基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld查表8.4(P117)0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)第8章帶傳動(dòng)④實(shí)際中心距

考慮到安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，應(yīng)將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)式，有一定的調(diào)整范圍。一般?。?/p>

6．驗(yàn)算小帶輪上包角α1若不滿足此條件，可采?。孩僭龃笾行木啵虎跍p少兩帶輪的直徑差；③在帶的外側(cè)加壓帶輪，但會(huì)降低壽命。第8章帶傳動(dòng)7．確定V帶根數(shù)ZZ：取整數(shù)一般Z=３～６，Ｚmax≤10計(jì)算功率（總）單根V帶額定功率單根V帶基本額定功率（表8.7~8.17）單根V帶功率增量包角系數(shù)圖8.11（P129）帶長(zhǎng)修正系數(shù)表8.4（P117）如超出范圍，應(yīng)：1）改選V帶型號(hào)；2）加大帶輪直徑后重新設(shè)計(jì)。第8章帶傳動(dòng)8.單根V帶的初拉力F0計(jì)算功率包角系數(shù)帶速V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量查表8.6新帶：初拉力應(yīng)為計(jì)算值的1.5倍。帶的根數(shù)第8章帶傳動(dòng)9.帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力FQ10.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)第8.2.2節(jié)（P118）11.設(shè)計(jì)結(jié)果列出：帶的型號(hào)、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度、帶的根數(shù)Z、中心距a、帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1、dd2、軸上的壓力FQ等。第8章帶傳動(dòng)例設(shè)計(jì)某鼓風(fēng)機(jī)用普通V帶傳動(dòng)。已知：電動(dòng)機(jī)額定功率P=10KW，n1=1450r/min,

n2=400r/min,a=1500mm,每天工作24h。解：（1）確定計(jì)算功率Pc

查表8.21(P130)

KA=1.3Pc=KAP=1.3×10=13kw（2）選擇V帶的型號(hào)查圖8.12(P131)

選用B型（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2查表8.6(P121)ddmin=125mm查圖8.12(P131)

選?。篸d1=140mm＞

ddmin=125mm第8章帶傳動(dòng)查表8.3(P116)dd2=500mm從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率:（4）驗(yàn)算帶的速度u（P134）第8章帶傳動(dòng)(5)確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距a①初步確定中心距a0②帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld查表8.4(P117)取Ld=4000mm根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求（題目要求）初定：a0=1500mm由式(8.15)得:第8章帶傳動(dòng)③實(shí)際中心距

中心距a的變化范圍為：

(6)驗(yàn)算小帶輪上包角α1由式(8.16)得:由式(8.17)得:第8章帶傳動(dòng)(7)確定V帶根數(shù)Z由式(8.18)得:第8章帶傳動(dòng)3)查表8.4（P117）得：長(zhǎng)度修正系數(shù)KL=1.134)查圖8.11（P129）得：∵α1=166.130

∴包角系數(shù)Kα=0.97查表8.19（P129）∵i=3.57∴Ki=1.1373查表8.18（P129）Kb=2.649×10-3第8章帶傳動(dòng)（8）單根V帶的初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ查表8.6（P121）得：

B型V帶每米質(zhì)量q=0.17Kg/m由式(8.19)得:由式(8.20)得:第8章帶傳動(dòng)（9）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按第8.2.2節(jié)（P118）進(jìn)行設(shè)計(jì)（略）（10）設(shè)計(jì)結(jié)果

選用4根B-4000GB/T11544-1997的V帶，中心距a=1487mm,帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=140mm、dd2=500mm,軸上的壓力FQ=2067.4N。第8章帶傳動(dòng)8.5帶傳動(dòng)的張緊、安裝與維護(hù)8.5.1帶傳動(dòng)的張緊張緊方式調(diào)整中心距方式張緊輪方式定期張緊調(diào)位式自動(dòng)張緊擺錘式滑道式擺架式第8章帶傳動(dòng)1.調(diào)整中心距方式（1）定期張緊滑道式擺架式（定期調(diào)整中心距）第8章帶傳動(dòng)（2）自動(dòng)張緊（靠自重）第8章帶傳動(dòng)2.張緊輪方式

張緊輪一般應(yīng)放在松邊的內(nèi)側(cè)，使帶只受單向彎曲。同時(shí)張緊輪應(yīng)盡量靠近大輪，以免過(guò)分影響在小帶輪上的包角。張緊輪的輪槽尺寸與帶輪的相同。

（1）調(diào)位式第8章帶傳動(dòng)（2）擺錘式第8章帶傳動(dòng)8.5.2帶傳動(dòng)的安裝和維護(hù)1.帶傳動(dòng)的安裝兩輪槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)，處于同一平面兩帶輪軸線應(yīng)保持平行（1）帶輪的安裝第8章帶傳動(dòng)（2）傳動(dòng)帶的安裝1）安裝時(shí)不能硬撬（應(yīng)先縮小a或順勢(shì)盤上）。2）帶的根數(shù)較多時(shí)，其長(zhǎng)度不能相差太大，以免受力不均。3）V帶在輪槽中的位置要正確，不能過(guò)高或過(guò)低。4）不能新舊帶混用（多根帶時(shí)），以免載荷分布不勻。2.帶傳動(dòng)的維護(hù)（1）防護(hù)罩。（2）帶禁止與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免腐蝕帶，不能曝曬。（3）定期張緊。（4）帶傳動(dòng)的工作溫度＜600C第8章帶傳動(dòng)8.6.1同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用1.結(jié)構(gòu)強(qiáng)力層-----鋼絲繩或玻璃纖維繩基體-----氯丁膠或聚氨脂橡膠強(qiáng)力層帶背帶齒

強(qiáng)力層變形小，周節(jié)保持不變，保證了同步傳動(dòng)。8.6同步帶傳動(dòng)第8章帶傳動(dòng)2.特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

（1）無(wú)相對(duì)滑動(dòng),帶長(zhǎng)不變,傳動(dòng)比穩(wěn)定；

（4）傳動(dòng)效率高,可達(dá)0.98~0.99,應(yīng)用日益廣泛；（2）帶薄而輕,強(qiáng)力層強(qiáng)度高,適用于高速,速度可達(dá)40m/s；（5）初拉力較小,所軸和