帶傳動

第一節(jié)帶傳動的特點(diǎn)及類型帶傳動能實(shí)現(xiàn)兩軸間較遠(yuǎn)距離的平穩(wěn)傳動，在輕工機(jī)械和重型裝備上都有廣泛的應(yīng)用。帶傳動能實(shí)現(xiàn)兩軸間較遠(yuǎn)距離的平穩(wěn)傳動，在輕工機(jī)械和重型裝備上都有廣泛的應(yīng)用。一、帶傳動的分類按工作原理：按傳動型式：摩擦型嚙合型開口傳動交叉?zhèn)鲃影虢徊鎮(zhèn)鲃訌埦o輪傳動平帶V帶特殊帶多楔帶圓形帶一、帶傳動的分類一、帶傳動的分類平帶傳動平帶橫截面為扁平矩形，帶輪容易制造，結(jié)構(gòu)最簡單，軸間距一般較大。平帶傳動平帶輸送平帶及帶輪根據(jù)相對高度T/Wp：0.3：寬V帶，無級變速0.7：V帶，應(yīng)用最廣泛0.9：窄V帶，大功率，結(jié)構(gòu)緊湊V帶傳動V帶橫截面為梯形，帶輪上有相應(yīng)的輪槽，相對平帶，由于楔形效應(yīng)產(chǎn)生更大的摩擦力，故具有較大的傳動能力一、帶傳動的分類聯(lián)組V帶：用膠簾布將3~5條v帶等距粘貼。優(yōu)點(diǎn):(1)可以消除各單根運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動，拍擊，翻帶等弊端;(2)使各條帶子受力均勻，能承受較大的負(fù)荷。V帶成組傳動圓錐破碎機(jī)3根v帶成組使用聯(lián)組V帶一、帶傳動的分類

V帶一般成組使用優(yōu)點(diǎn)：(1)功率高，傳遞功率高至600千瓦；(2)具有極高的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊；(3)運(yùn)行安靜，振動小，噪音低；(4)適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。多楔帶帶輪一、帶傳動的分類多楔帶傳動平帶的基體下有若干三角形楔，兼具平帶的柔軟和V帶摩擦力大的特點(diǎn)。

應(yīng)用：用于結(jié)構(gòu)緊湊的結(jié)構(gòu)，特別是V帶根數(shù)多或輪軸垂直地面的傳動。圓皮帶傳動圓繩帶傳動圓形帶一、帶傳動的分類圓形帶傳動橫截面為圓形的圓皮帶或圓繩帶，傳動能力小，主要用于小功率傳動。

一、帶傳動的分類同步帶傳動帶的工作面有齒，通過嚙合傳動，綜合了帶，鏈和齒輪的特點(diǎn)，具有傳動比準(zhǔn)確、效率高、張緊力小，結(jié)構(gòu)緊湊等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。汽車發(fā)動機(jī)的正時皮帶一、帶傳動的分類同步帶傳動同步帶傳動滑臺二、摩擦型帶傳動的特點(diǎn)

傳動帶具有撓性和彈性，可吸收振動和緩和沖擊，使傳動平穩(wěn)噪音小，不需潤滑。

當(dāng)過載時,傳動帶與帶輪之間可發(fā)生相對滑動而不損傷其它零件,起保護(hù)作用。適合于主、從動軸間中心距較大的傳動結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)都較方便優(yōu)點(diǎn)二、摩擦型帶傳動的特點(diǎn)由于有彈性滑動的存在，故不能保證固定的傳動比結(jié)構(gòu)尺寸較大，效率較低，壽命較短由于需要施加張緊力，所以會產(chǎn)生較大的壓軸力，使軸和軸承受力較大缺點(diǎn)帶傳動

第二節(jié)摩擦型帶傳動的工作能力F2F1F接觸弧上摩擦力，即有效拉力：1.帶傳遞的有效拉力一、帶傳遞的力帶傳動是靠帶與帶輪之間的摩擦傳遞力，摩擦力是衡量帶傳動能力的關(guān)鍵參數(shù)——有效拉力。接觸弧上的受力分析P——傳遞功率；v——帶速。當(dāng)傳遞功率P增大時，F(xiàn)隨之增大，但摩擦力有一個極限值，它限制帶的傳動能力。找到帶傳動中影響最大拉力的因素，并描述出最大拉力與這些因素間的定量關(guān)系，是帶傳動設(shè)計的關(guān)鍵。萊昂納德·歐拉，瑞士人，偉大的數(shù)學(xué)家、自然科學(xué)家。一、帶傳遞的力有效拉力：現(xiàn)象1：將纜繩纏繞到碼頭的系船樁上，一個水手能拉住一艘在海浪里顛簸的漁船。現(xiàn)象2：栓的很松的馬韁繩，甚至不打結(jié)的韁繩，馬卻掙不脫。2歐拉公式——帶即將打滑時，松邊與緊邊拉力兩個有趣的現(xiàn)象一、帶傳遞的力即將打滑時(靜摩擦力最大時)，微弧段在豎直方向上的平衡方程：—松邊拉力—緊邊拉力—帶輪對帶的正壓力—離心力—微段對應(yīng)的角度2.歐拉公式——帶即將打滑時，松邊與緊邊拉力一、帶傳遞的力微段上的摩擦力為：分離變量得：，對其積分取，略去無窮小量微段上的離心力：得到：2.歐拉公式——帶即將打滑時，松邊與緊邊拉力一、帶傳遞的力F1F2現(xiàn)象1：假設(shè)水手的力氣有100N，纜繩與樁的摩擦系數(shù)為0.3，在樁上繞過2圈后，對船的拉力F1為人的拉力增加了43倍，如果繞3圈，拉力增加286倍，繞4圈拉力增大1861倍?，F(xiàn)象2：馬韁繩繞拴馬樁3圈，耷拉下來的繩子有300g，那么馬要掙脫需要使出858N的力。一、帶傳遞的力帶的張緊力為F0，假設(shè)帶服從虎克定律，并認(rèn)為帶工作時，緊邊增加的長度和松邊減少的長度相等，那么緊邊增大的拉力和松邊減小的拉力相同。代入帶傳動的最大有效拉力與張緊力、包角、摩擦系數(shù)、帶密度以及帶速有關(guān)。二、帶的最大有效拉力最大有效拉力緊邊拉力和松邊拉力微弧上的離心力：為克服微弧段的離心力，在豎直方向上，離心拉力Fc滿足平衡式：離心拉力：

帶產(chǎn)生的離心力，使帶在全長上各處均受到大小相同的離心拉力Fc

三、帶的離心拉力

帶在超過一定拉力后，會發(fā)生撕裂和拉斷等破壞，因此在設(shè)計時，還需要對帶的強(qiáng)度進(jìn)行計算。帶傳動的失效形式：1.打滑；2.由于疲勞使帶產(chǎn)生脫層，撕裂和拉斷等破壞。疲勞：多次應(yīng)力變化平帶傳動四、帶的應(yīng)力分析F1F2緊邊拉應(yīng)力s1松邊拉應(yīng)力s2松邊拉應(yīng)力s2緊邊拉應(yīng)力s1(1)拉應(yīng)力F1—緊邊拉力；F2—松邊拉力；A—帶的橫截面積。離心應(yīng)力scs2s1松邊拉應(yīng)力s2緊邊拉應(yīng)力s1(2)離心應(yīng)力離心應(yīng)力作用于全帶長；四、帶的應(yīng)力分析hscs2s1彎曲應(yīng)力sb1彎曲應(yīng)力sb2(3)彎曲應(yīng)力dd----帶輪基準(zhǔn)直徑mm；r---曲率半徑，平帶r=(d+T)/2mm,V帶

r=dd/2mm；

y---帶最外層至中性層的距離mm；

平帶y=T/2，V帶y≈c；

E---帶材料的彎曲彈性模量。發(fā)生于帶與帶輪接觸的圓弧部分WW四、帶的應(yīng)力分析帶上最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處最大應(yīng)力為緊邊拉應(yīng)力與彎曲應(yīng)力之和scs2s1sb1sb2最大應(yīng)力處(4)總應(yīng)力四、帶的應(yīng)力分析1.不打滑2.具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命滿足上述兩個條件時，帶能傳遞的功率為設(shè)計準(zhǔn)則五、

帶傳動的疲勞強(qiáng)度1.單根V帶在特定條件下，能傳遞的功率P0。(1)不打滑前提下，帶傳遞的最大載荷Fmax(2)保證帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命(3)不打滑且具有一定的疲勞強(qiáng)度時，帶能傳遞的功率P0

五、

帶傳動的疲勞強(qiáng)度取峰值

σ1＝[σ]－σb1

五、

帶傳動的疲勞強(qiáng)度(4)特定條件下

P0

試驗[σ]+計算P0列表。

P24表1-62.單根V帶實(shí)際能夠傳遞的功率P

特

定

條

件載荷包角傳動比長度載荷平穩(wěn)θ1＝180°i＝1特定長度

P=(P0+△P0)×KθKL(1)△P0——功率增量；

（i

≠1→σb2↓,則相同壽命時,可以增加P）△P0

＝0.0001△T×n1；△T：扭矩修正值P25表1-7(2)Kθ——包角系數(shù)；

(α<180°→P↓)P26表1-8(3)KL——長度系數(shù)。

(Ld′≠Ld→P↑或P↓)P21表1-3五、帶傳動的疲勞強(qiáng)度2.單根V帶實(shí)際能夠傳遞的功率P

P=(P0+△P0)×KθKL3.

Z根V帶傳遞的功率Pd

Pd

=Z×P=Z(P0+△P0)×KθKL(1)增大摩擦系數(shù)：選用摩擦系數(shù)大的材料，采用V帶(2)增大包角：減小傳動比，增大中心距，采用張緊輪(3)在最佳速度下工作，獲得最大的功率(4)采用新型帶傳動

大楔角V帶、多楔帶、同步帶(5)采用高強(qiáng)度帶材料

如鋼絲繩、滌綸等合成纖維繩作為強(qiáng)力層六、提高帶傳動能力的措施當(dāng)m=0.35，j=30o時，mv=0.5，擴(kuò)大1.67倍帶傳動

第三節(jié)

帶傳動的彈性滑動與打滑一、彈性滑動無載荷時有載荷時緊邊1.帶的彈性滑動由于帶的彈性和拉力差引起的帶與帶輪之間相對滑動——彈性滑動。

松邊1.帶的彈性滑動彈性滑動成因：(1)微段從b點(diǎn)繞上帶輪，速度與帶輪表面線速度相同；(2)微段從c點(diǎn)離開帶輪；(3)在b—c的過程中，微段所受的拉力由F1減小到F2，長度也隨之減小。帶一面隨帶輪運(yùn)動，一面沿輪緣表面收縮或伸長，從而產(chǎn)生相對滑動——彈性滑動`bc微段松邊緊邊主動輪從動輪一、彈性滑動一、彈性滑動一、彈性滑動彈性滑動的發(fā)生區(qū)域研究表明：a.在正常情況下，彈性滑動只發(fā)生在局部；b.靜弧總是發(fā)生在帶和帶輪同速度的接觸區(qū)域——位于帶繞上主、從動輪的開始部分；c.隨著負(fù)載的增加，滑動弧增大，靜弧減小?；瑒咏牵红o角：靜弧靜弧1.帶的彈性滑動一、彈性滑動在進(jìn)入點(diǎn)處，帶與帶輪線速度相同，故從動輪圓周速度低于主動輪?；瑒勇剩簜鲃颖龋核俣确治鲞M(jìn)入點(diǎn)v1進(jìn)入點(diǎn)v2d1d2滑動率影響因素較多，不能得到準(zhǔn)確的數(shù)值，因此帶傳動無法得到準(zhǔn)確的傳動比，一般為1%~2%，粗略計算時忽略。一、彈性滑動1.帶的彈性滑動彈性滑動產(chǎn)生的后果：a.效率降低b.帶磨損；c.帶溫升高；d.傳動比不準(zhǔn)確。進(jìn)入點(diǎn)v1進(jìn)入點(diǎn)v2d1d2一、彈性滑動1.帶的彈性滑動彈性滑動能避免嗎？對于摩擦型帶傳動，彈性滑動是由松邊和緊邊拉力差引起的，無法避免。一、彈性滑動1.帶的彈性滑動(1)打滑的發(fā)生過程a.當(dāng)滑動角

等于包角

θ時，帶的有效拉力達(dá)到最大，即將開始打滑——帶在帶輪上的全面滑動。b.小帶輪的包角小，故打滑總是從小帶輪開始。(2)打滑的嚴(yán)重后果a.無法傳遞動力，運(yùn)行不穩(wěn)定，帶傳動失效；b.造成嚴(yán)重磨損。2.帶的打滑二、打滑二、打滑(3)避免打滑

避免過載就可避免打滑。那么帶什么時候會過載？二、打滑帶傳動

第四節(jié)普通V帶傳動的設(shè)計計算

V帶傳動的設(shè)計內(nèi)容

帶的參數(shù)1.帶的型號——橫截面尺寸2.帶的長度、軸間距、包角3.帶的根數(shù)4.帶的速度帶輪參數(shù)1.帶輪直徑(大帶輪、小帶輪)1.帶的型號普通V帶型號：7種Y、Z、A、B、C、D、E

截面尺寸：P63表5-2基準(zhǔn)長度：P63表5-3設(shè)計功率：Pd=KAP

KA—工況系數(shù)，P64表5-4P—名義傳動功率型號由于帶是標(biāo)準(zhǔn)件，對于不同型號的帶，根據(jù)式(3)，求得帶型、單根帶傳遞的功率、帶輪轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線——選型圖。選型圖設(shè)計功率Pd小帶輪轉(zhuǎn)速n

帶型

=

f(Pd,n1)Pd↑、n1↓(低速重載)→選截面較大的V帶C、D、E型;

Pd↓、n1↑(高速輕載)→選截面較小的V帶Y、Z、A型1.帶的型號2.帶輪直徑(1)最小帶輪直徑dmin.

d↓→σb↑→壽命↓∴規(guī)定d有最小值d↑→尺寸↑∴不宜過大

(2)大帶輪直徑

dd2

dd2=i

dd1(1-e)（P65）表5-5帶輪基準(zhǔn)直徑系列標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)P64圖5-8、P65表5-5和表5-6綜合選取范圍：5~25m/s

最佳范圍，10~15m/s∵P＝Fv/1000v

→F易大于Fmax（打滑）v

→σc

→

Fmax3.帶速初定帶輪軸間距(2)帶長(根據(jù)P63表5-3，選標(biāo)準(zhǔn)帶長)

(3)實(shí)際軸間距(4)包角：大于等于90o~120o4.帶長、軸間距及包角中心距

(2)包角：大于等于90o~120o

α1≥120°,α1↓→Femax↓，容易打滑4帶長、軸間距、包角

說明

Ld↓→v/L↑壽命

↓

(帶單位時間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù))α1↓→Fmax↓a↓尺寸↑→工作時拍擊、顫動a↑Pd：設(shè)計功率P0：單根V帶的許用功率DP0：V帶傳遞功率增量，DP0=0.0001DTn1，其中DT為

普通V帶所能傳遞扭矩修正值，P69表5-8Ka：包角減小的修正系數(shù)，P69表5-9KL：實(shí)際帶長的修正系數(shù)，P69表5-105.帶根數(shù)否則，受力嚴(yán)重不均！張緊力是保證正常工作的重要因素。6.單根V帶的張緊力F0↑→磨損↑、應(yīng)力↑

F0↓→容易打滑7.作用在軸上的載荷FrFr壓軸力是用于設(shè)計帶輪軸及軸承帶輪材料常用灰鑄鐵，鋼，鋁合金或工程塑料。當(dāng)v≤30m/s時，用HT200；當(dāng)v≥25~45m/s時，用鑄鋼；小功率傳動可用鑄鋁或塑料。實(shí)心式腹板式孔板式輻板式8.V帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪通常由三部分組成：輪緣；輪轂；輪輻或腹板松弛的皮帶9.張緊裝置(1)原因帶傳動工作一定時間之后→

帶的塑性伸長、松弛↓→重新張緊(2)方式定期張緊中心距可調(diào)

中心距不可調(diào)(張緊輪）自動張緊帶傳動

普通V帶傳動設(shè)計實(shí)例計算傳遞的功率選定帶型計算傳動比選定小帶輪的基準(zhǔn)直徑計算大帶輪直徑核定帶速初定軸間距選定帶長(9)實(shí)際軸間距(10)核定小帶輪包角(11)計算單根V帶的額定功率(12)傳動比不等于1的功率增量(13)計算V帶的根數(shù)(14)計算單根V帶的張緊力(15)計算作用在軸上的壓力(16)選定帶輪的結(jié)構(gòu)V帶傳動的設(shè)計步驟已知：F＝5000N、v=0.4m/s、D＝300mm；

載荷平穩(wěn)、兩班制設(shè)計：V帶傳動設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計設(shè)計步驟設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計電機(jī)選擇總傳動比及其分配運(yùn)動學(xué)計算傳動裝置總體設(shè)計傳動件設(shè)計（帶、齒輪、鏈）裝配圖設(shè)計

（軸、軸承、鍵）零件圖設(shè)計說明書總體設(shè)計設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計

類型：Y系列容量：

3KW工作機(jī)要求電機(jī)功率

P電′＝P工/η總＝2/0.83＝2.41(KW)

一、選電機(jī)查手冊，取電機(jī)額定功率Ped＝3KW>2.41KWP工＝Fv/1000＝5000×0.4/1000＝2(KW)η總＝ηV帶η軸承η齒輪η軸承η鏈η軸承η卷筒＝ηV帶η軸承3η齒輪η鏈η卷筒＝0.96×0.993×0.97×0.96×0.96

＝0.83總體設(shè)計設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計

轉(zhuǎn)速：可選同步轉(zhuǎn)速一、選電機(jī)電機(jī)型號：Y132S－6

Ped＝3KW;n電＝960rpm750rpm1000rpm1500rpm3000rpm電機(jī)大、價高適中傳動裝置體積大選擇額定轉(zhuǎn)速n電＝960rpm4.結(jié)果

Y132S－6

（Ped＝3KW、n電＝960rpm）總體設(shè)計設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計二、總傳動比及其分配

i總=i帶×i齒輪×i鏈各部分尺寸相稱：

i帶<i齒輪<i鏈

i帶=2~4；

i齒輪=

2~6；i鏈=3~6設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計總體設(shè)計三、運(yùn)動學(xué)計算1.P1＝P電′＝2.41KWP2＝P1ηV帶＝2.41×0.96＝2.31KWP3＝P2η軸承η齒輪＝2.31×0.99×0.97＝2.22KWP4＝P3η軸承η

鏈＝2.22×0.99×0.96＝2.11KW2.n1＝n電＝960rpm

n2＝n1/iV帶=960/2.6=369.2rpm

n3＝n2/i齒=69.2/4.14=89.2rpm

n4＝n3/i鏈=89.2/3.5=25.5rpm3.設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計已知：F＝5000N、v=0.4m/s、D＝300mm；

載荷平穩(wěn)、兩班制

P1＝2.41KW、i＝2.6

n1＝960rpm、n2＝369.2rpm帶傳動設(shè)計設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計1.計算功率PdPd＝KA×P1＝1.1×2.41＝2.65KWP1＝2.41KW，KA＝1.1（查P22表1-4）2.小帶輪轉(zhuǎn)速：n1＝960rpm查P22圖1-8

一、帶型號帶傳動設(shè)計A型設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計1.計算功率PdPd＝KA×P1＝1.1×2.41＝2.65KWP1＝2.41KW，KA＝1.1（查P22表1-4）2.小帶輪轉(zhuǎn)速：n1＝960rpm查P22圖1-8

一、帶型號帶傳動設(shè)計A型設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計1.計算功率PdPd＝KA×P1＝1.1×2.41＝2.65KWP1＝2.41KW，KA＝1.1（查P22表1-4）2.小帶輪轉(zhuǎn)速：n1＝960rpm查P22圖1-8

一、帶型號帶傳動設(shè)計A型設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計1.計算功率PdPd＝KA×P1＝1.1×2.41＝2.65KWP1＝2.41KW，KA＝1.1（查P22表1-4）2.小帶輪轉(zhuǎn)速：n1＝960rpm查P22圖1-8

一、帶型號帶傳動設(shè)計A型設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計1.A型：dmin＝75mm查

P23表1-5

2.取dd1＝100mm3.dd2＝dd1×i＝100×2.6=260mm（圓整，取尾數(shù)為0或5）

4.校驗傳動比5.校驗速度二、帶輪基準(zhǔn)直徑帶傳動設(shè)計設(shè)計實(shí)例：V帶傳動設(shè)計設(shè)計實(shí)例：