第5章帶傳動

5.1

概述

5.2V帶與V帶輪

5.3V帶傳動的工作情況分析

5.4V帶傳動的設(shè)計計算

5.5V帶傳動的張緊與維護Chapter5BeltDrives5.1

概述帶傳動的組成及工作原理:123n2n1兩個或多個帶輪間用帶作為撓性拉曳零件的摩擦或嚙合傳動。摩擦傳動：帶張緊在兩輪上，主動輪轉(zhuǎn)ΣFf———→帶運動ΣFf———→從動輪轉(zhuǎn)動：摩擦傳動Chapter5BeltDrives1.類型根據(jù)截面形狀分膠帆布平帶、編織帶、高速帶。整卷出售、有接頭無接頭1）平帶

結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。Chapter5BeltDrives5.1.1帶傳動的類型與形式

普通V帶在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，故能傳遞較大功率、結(jié)構(gòu)緊湊。無接頭，平穩(wěn)。彎曲應(yīng)力較大，影響壽命。應(yīng)用最廣。2）V帶窄V帶Chapter5BeltDrives寬V帶

兼有平帶和V帶的優(yōu)點，工作接觸面數(shù)多，摩擦力大，柔韌性好，用于結(jié)構(gòu)緊湊而傳遞功率較大的場合。解決多根V帶長短不一而受力不均。3）多楔帶汽車發(fā)動機Chapter5BeltDrives4）圓帶

嚙合傳動，兼有帶傳動和齒輪傳動的優(yōu)點，吸振、i準確，在汽車、打印機中廣泛應(yīng)用。同步帶Chapter5BeltDrives機器人關(guān)節(jié)Chapter5BeltDrives2.傳動形式開口傳動：兩軸平行，ω1、ω2同向。交叉?zhèn)鲃樱簝奢S平行，ω1、ω2反向。半交叉?zhèn)鲃樱簝奢S交錯，不能逆轉(zhuǎn)。Chapter5BeltDrives5.1.2帶傳動的特點與適用范圍1）帶有彈性——彈性滑動，i不準確。2）靠摩擦傳動——過載打滑，保護損壞其他零件；磨損大、η低、壽命↓，壓軸力大。緩沖吸振、傳動平穩(wěn)、無噪音；3）中間撓性件——適于遠距離傳動；結(jié)構(gòu)尺寸大。4）結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便，成本低。應(yīng)用：傳動比要求不十分準確，要求過載保護，中心距較大場合。不可用于易燃、易爆場合。v=5~25m/si平≤5，iv≤7多級傳動中，帶布置在高速級。為什么？Chapter5BeltDrives適于中、小功率：P≤50kW5.2

V帶與V帶輪V帶：普通V帶、窄V帶、寬V帶應(yīng)用最廣美國50年代研制：承載高、尺寸小。用于調(diào)速機構(gòu)中。Chapter5BeltDrives直徑小速度高場合簾布結(jié)構(gòu)：一般傳動繩芯結(jié)構(gòu)：柔韌性好5.2.1V帶的構(gòu)造、型號和標記1.構(gòu)造環(huán)形、無接頭（傳動平穩(wěn)）楔角均為40°40°基準長度Ld為標準值（P82

表5.2）Chapter5BeltDrives2.型號：普通V帶已標準化，共有七種型號：Y、Z、A、B、C、D、E小大AYZEBCD5.2.2幾何參數(shù)及計算3.標記：

例：B1000GB/T11544-2012帶傳動的幾何計算（公式見書）a、L、、——包角Chapter5BeltDrives5.2.3V帶輪材料：v≤30m/sHT150

高速—用鋼制帶輪v→45m/s注：①D—帶輪基準直徑④小帶輪直徑不能太小D1≥Dmin。為什么?

②帶輪楔角小于40°(表5.4)。為什么?③D系列查表5.3結(jié)構(gòu)輪緣：與帶相連部分輪轂：安裝在軸上部分腹板：連接部分實心式：小直徑腹板式：中等直徑輪輻式：大直徑Chapter5BeltDrives5.3

V帶傳動的工作情況分析5.3.1帶傳動的受力分析1、帶傳動的有效拉力接觸面產(chǎn)生正壓力，帶兩邊產(chǎn)生等值初拉力F0。開始時：帶張緊在帶輪上Chapter5BeltDrives工作時：：輪對帶摩擦力：帶對輪摩擦力Chapter5BeltDrives緊邊：F0——→

F1（下）松邊：F0——→

F2（上）增大減小各力之間關(guān)系？（Ⅰ）取主動輪一端帶為分離體ΣFμF2F1O1ΣMO1=0而帶傳動傳遞的功率：Fe=ΣFμ=F1-F2∴·

·

·

·

·

·①Chapter5BeltDrivesFe——有效拉力（有效圓周力）帶傳動的有效拉力等于帶與帶輪的摩擦力，即緊邊與松邊的拉力差。（Ⅱ）F1、F2、Fe與F0間的關(guān)系？變形協(xié)調(diào)條件：帶總長不變，緊邊拉力增量=松邊拉力減量。即：F1-F0=F0-F2F1+F2=2F0······②開始打滑時，ΣFf

→max，F(xiàn)e

→

FmaxChapter5BeltDrivesv<10m/s：離心力不計—歐拉公式······③由①、②、③式→2、離心力產(chǎn)生的離心拉力Fc=qv2∴Fmax=f（F0、μ、α1）討論：F0↑、μ↑、α1↑Fmax↑2、最大有效拉力推導(dǎo)得，2、離心拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力q——單位帶長質(zhì)量ρ——帶密度3、彎曲應(yīng)力d1<d2σb1>σb2∴小帶輪直徑不能太小，否則σb1過大，帶的壽命降低，所以，d1>dmin∴帶內(nèi)最大應(yīng)力：1、緊邊和松邊的拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ1=F1/A（緊邊拉力）σ2=F2/A（松邊拉力）σ1>σ2Chapter5BeltDrives5.3.2帶傳動的應(yīng)力分析Chapter5BeltDrives結(jié)論：1、帶內(nèi)最大應(yīng)力發(fā)生在：緊邊開始繞上小帶輪處；5.3.3帶傳動的彈性滑動、打滑和滑動率

機理：帶為彈性體主動輪：a點:開始接觸，拉力F1，V帶b=V輪1。：拉力F1F2，彈性變形↓，滑動弧：cb靜?。篴c使得：V帶<V輪1從動輪：同理，只是：V輪2

<V帶3、σb占比例最大，d↓

σb↑∴每種帶選擇d>dmin。2、帶在變應(yīng)力狀態(tài)下工作

防疲勞失效：

；→帶逐漸縮短。1、帶傳動的彈性滑動和打滑Chapter5BeltDrives定義:由于帶的彈性變形和拉力差引起的而產(chǎn)生的滑動現(xiàn)象——彈性滑動

彈性滑動是不可避免的，是帶傳動的固有特性。（∵只要帶工作，必存在有效拉力，必然有拉力差）后果：①

v輪2<v輪1，i不準確；②η↓；③引起帶的磨損；④帶溫度↑，壽命↓。Chapter5BeltDrives2、打滑載荷F↑，（F1-F2）↑，彈性滑動區(qū)↑，整個包角內(nèi)全面的相對滑動→

“打滑”。區(qū)別：彈性滑動是帶傳動的固有特性，是不可避免的。打滑是過載造成的一種失效形式，是可以避免的，而且必須避免。

定義：過載造成的帶與輪間的全面滑動。5.4V帶傳動的設(shè)計計算1、失效形式：打滑和疲勞破壞（脫層、疲勞斷裂）。Chapter5BeltDrives2、設(shè)計準則：在不打滑前提下，使帶具有一定的疲勞強度和壽命。5.4.1帶傳動的失效形式和設(shè)計準則滑動率ε：傳動比2.帶傳動的滑動率和傳動比單根V帶所能傳遞的功率：不打滑條件：最大有效圓周力為：不疲勞破壞：特定條件下：P0（α1=α2=180°，特定帶長，載荷平穩(wěn)）(計算結(jié)果見表5.6)Chapter5BeltDrives5.4.2V帶傳動的設(shè)計計算一、原始數(shù)據(jù)1、傳遞的功率2、轉(zhuǎn)速或傳動比3、傳動對外廓尺寸的要求4、傳動工作條件5、原動機類型等等二、設(shè)計內(nèi)容1、確定帶的型號、根數(shù)、長度2、帶輪直徑及結(jié)構(gòu)尺寸3、中心距4、F0、壓軸力FQ5、繪工作圖、設(shè)計張緊裝置等Chapter5BeltDrives三、設(shè)計步驟和方法1、確定計算功率由計算功率Pd小輪轉(zhuǎn)速n1查選型圖確定帶型號Pd=KA·PP——名義功率KA——工作情況系數(shù)Chapter5BeltDrives普通V帶選型圖（圖5.12）若處于兩種型號交界處分別計算選優(yōu)Chapter5BeltDrives2、選型號3、確定帶輪直徑，驗算帶速1）由圖5.12、表5.6選d12）驗算帶速v↑—→Fc↑—→應(yīng)減小d1v↓，功率一定時—→F↑—→z↑—→帶輪寬度↑，軸承尺寸↑3）d2≈id1

或系列值由于取標準，使i變化，應(yīng)保證傳動比相對誤差：Chapter5BeltDrives4、確定a、Lda↑—→結(jié)構(gòu)尺寸↑，高速時帶顫動，α1不穩(wěn)定a↓—→結(jié)構(gòu)緊湊a↓↓—→α1↓——降低傳動能力帶長↓↓——帶繞轉(zhuǎn)次數(shù)↑——帶壽命↓∴經(jīng)驗公式：2(d1+d2)≥a≥0.7(d1+d2)計算過程：1）由經(jīng)驗公式初選a0；2）由P100公式

—→L—→選標準值Ld；3）由P100公式

—→a——變動范圍5、驗算包角α1由P101公式，一般：α1≥120°Chapter5BeltDrives7、確定初拉力F0：P103公式6、帶的根數(shù)z[P0]——單根V帶的實際使用功率，使用條件與實驗條件不同。修正如下：——i≠1時，功率增量(P96，表5.7)——包角系數(shù)()(P97，表5.8)——長度系數(shù)(非特定帶長)(P97，表5.9)(圓整

)