1、 第4章 帶傳動1 帶傳動的類型、特點和應用2 V型帶的結構和標準3 帶傳動受力和應力分析4 V帶傳動失效的設計計算5 帶的彈性滑動6 普通V帶設計7 帶傳動的張緊裝置8 V帶輪設計1.帶傳動的類型、特點和應用1.1. 基本組成動畫示例撓性帶從動輪主動輪摩擦帶傳動嚙合帶傳動1.2 分類：工作（傳動）原理靠傳動帶與帶輪間的摩擦力實現傳動V帶傳動、平帶傳動、多楔帶傳動、圓帶傳動靠帶內側凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實現傳動同步（齒形）帶傳動帶的截面形狀分類重點講述V帶傳動V帶傳動 平帶傳動多楔帶傳動圓帶傳動1.3 摩擦型傳動特點、應用 截面形狀為矩形(扁平截面)， 內表面為工作面，有接頭、可開口傳動

2、、交叉傳動、半交叉傳動、傳遞功率有限、適應大中心距。 （主要用于兩軸平行, 轉向相同的較遠距離的傳動）輕質帶，可用于超高速弧度開口傳動平行軸，回轉方向相同交叉傳動-平行軸，回轉方向相反，磨損大， 半交叉傳動-空間交錯軸， 單向傳動平帶帆布芯，編織（棉織、毛織、縫合棉布帶）錦綸片復合平帶 平帶的截面形狀為矩形，內表面為工作面。平帶大理石切割機車身沖壓機大型滾壓機帶傳動類型實例交叉傳動半交叉傳動電影放映機 交叉平帶傳動帶V帶V帶的截面形狀為梯形, 兩側面為工作面, 帶輪的輪槽截面也為梯形。 根據斜面的受力分析可知, 在相同張緊力和相同摩擦系數的條件下, V帶產生的摩擦力要比平帶的摩擦力大V帶傳動能

3、力強, 結構更緊湊, 在機械傳動中應用最廣泛。多楔帶是平帶基體上有若干縱向楔形凸起, 它兼有平帶和V帶的優點且彌補其不足, 多用于結構緊湊的大功率傳動中。 它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動帶。可傳遞很大的功率。轎車發動機多楔帶橫截面為圓形。只用于小功率傳動應用：儀器 家用縫紉機圓形帶皮革、棉、麻、錦綸、聚氨酯1.4 齒形帶（同步帶）同步齒形帶即為嚙合型傳動帶 同步帶內周有一定形狀的齒，與帶輪上的齒槽嚙合，可保證定傳動比。結構緊湊，耐磨性好，傳遞功率較大。用于中小功率、傳動比要求精確的場合，如打印機、繪圖儀、錄音機、電影放映機等精密機械中。應用于機床、紡織、印刷、軍工等。同步帶機器人關節傳動

4、帶帶是標準件動平衡機試驗臺礦山機械 印刷機械建筑機械帶傳動平帶傳動2 V型帶的結構和標準2.1 楔形效應平型帶傳動扁平矩形內表面結構簡單加工方便中心距較大正壓力摩擦因數摩擦力V型帶傳動三角帶等腰梯形側面壓緊力當量摩擦因數摩擦力在相同壓緊力的情況下 V帶能產生更大的摩擦力能傳遞較大載荷楔形效應帶帶輪中性層-節面基準直徑基準長度公稱長度節寬頂寬高度楔角2.2 V型帶的結構和標準普通V帶制成無端的環形，由強力層、填充層和外包層組成。按強力層材料不同分簾布結構和線繩結構（帶體較柔軟，用于帶輪直徑較小、速度較高的場合）V帶的規格（標準件） 1）普通V帶: 分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。 其中Y

5、型截面積和傳遞功率最小，E型最大。 2）窄V帶：承載能力為普通V帶的1.52.5倍。用于傳遞力較大而要求傳動裝置緊湊的地方抗拉體采用合成纖維繩SPZ，SPA，SPB，SPCV帶的截面尺寸標準普通V帶：Y、Z、A、B、C、D、E窄V帶：SPZ、SPA、SPB、SPC截面尺寸越大，單根帶傳遞的功率越大表4-1 節線節面V帶的種類3 . 帶傳動的受力和應力分析工作前上下一樣緊！工作后下緊上松！ o1o2o1o2n1n2工作前工作時張緊3.1 帶傳動受力分析動畫分析為什么會出現 下緊上松？ 工作前張緊力預緊力初拉力工作后緊邊拉力主動輪一側 V帶上摩擦力的方向從動輪一側 V帶上摩擦力的方向工作后松邊拉力

6、緊邊拉力松邊拉力預緊力，初拉力緊邊緊邊拉力松邊松邊拉力設帶的總長不變：緊邊與松邊拉力差 有效圓周力緊邊拉力增量等于松邊拉力增減量有效拉力的實質是什么？結論：有效圓周力（有效拉力） 實質上就是帶與帶輪間摩擦力的總和對小帶輪圓心o1建立力矩平衡式：有效拉力假設：帶的總長不變有效圓周力 下帶傳動可傳功率為有效圓周力的實質是摩擦力摩擦力有極限值即有效圓周力也有極限值極值時帶傳動 發生打滑極限摩擦力臨界狀態打滑產生機理：當有效拉力 達到或超過帶與小帶輪之間的摩擦力的極限時，帶與帶輪在整個接觸弧上發生相對滑動，這種現象稱為打滑。特點：帶嚴重磨損，喪失傳動能力。動畫演示緊邊緊邊拉力松邊松邊拉力帶上的摩擦力靜

7、弧動弧打滑-臨界狀態假設 帶的伸長、厚度、重量 彎曲應力、離心力打滑-臨界狀態帶的微元體力平衡臨界狀態時緊邊拉力與松邊拉力之間的關系歐拉公式最大有效圓周力打滑的臨界狀態摩擦系數包角初拉力動畫演示打滑臨界狀態有效圓周力推導過程 maeFF=211. 初拉力 帶與輪的正壓力 可傳遞的圓周力 ,帶的壽命降低2. 摩擦系數 摩擦力 可傳遞的圓周力 帶的壽命降低3. 帶的包角 摩擦力總和 可傳遞的圓周力 傳動比受限的影響因素切記： 歐拉公式不可用于非極限狀態下的受力分析！ 初拉力（1）初拉力是帶傳動具有所需摩擦力的基本保證，初拉力不足則傳功能力不足易打滑。初拉力過大則帶的壽命降低；（2）由于新帶易松弛，

8、安裝新帶時的初拉力應為計算值的1.5倍；（3）粗略判斷初拉力合適與否的方法如下：用大拇指和常力能夠垂直按下距離y=1.6 mm (100mm) ，大約（15mm）即可。3.2 . 帶的應力分析離心拉力離心拉應力離心拉力離心力線密度拉應力松邊拉應力緊邊拉應力彎曲應力最小帶輪直徑中性層到最外層的距離帶的 應力傳動帶的應力分布 （動畫分析）最大應力：小帶輪（主動輪）的進入端帶的應力分析帶的疲勞壽命帶輪直徑帶的壽命傳遞功率帶長減小打滑當傳遞的圓周力F 超過了帶與帶輪之間摩擦力的總和的極限時，發生過載打滑，使傳動失效。4. V帶傳動不失效的設計計算主要失效形式 (1)打滑：當傳遞的圓周力F超過了帶與帶輪

9、之間摩擦力的總和的極限時，發生過載打滑，使傳動失效。(2)疲勞破壞：帶在變應力的長期作用下，因疲勞而發生裂紋、脫層、松散，直至斷裂。設計要保證在一定條件下實驗帶具有一定的疲勞強度與壽命不打滑帶不打滑不發生疲勞折斷單根帶特定條件能傳遞的功率表4-3表4-4表4-5表4-6特定條件傳動比為1特定帶長載荷平穩單根V帶的基本額定功率P0可知：小帶輪基準直徑 ，P0；小帶輪轉速 n1，P0。單根V帶的額定功率的增量P0可知：傳動比 i ，DP0；小帶輪轉速 n1，DP0。修正包角系數長度系數可知：a1， Ka。可知：帶長 Ld，KL。包角修正系數長度系數 單根帶能傳遞的額定功率5. 帶的彈性滑動產生機理

10、：帶在工作時會產生彈性變形，由于兩邊拉力不等，因而彈性變形量也不等。 特點：彈性滑動是不可避免的。其缺點是：功率損失、增加帶的磨損，引起從動輪的圓周速度下降，使傳動比不準確。主動輪的彈性滑動 從動輪的彈性滑動 帶傳動的整體彈性滑動 彈性滑動帶傳動的整體彈性滑動示意圖 滑動率6.帶傳動的特點 優點：(1)具有彈性，能緩沖、吸振，傳動平穩、清潔(無需潤滑)，噪聲小；(2)過載時，帶在帶輪上打滑，防止其它零部件損傷，起安全保護作用；(3)適用于中心距較大的場合；（a15m）(4)結構簡單，成本較低，裝拆方便。缺點：(1)帶在帶輪上有相對滑動，傳動比不恒定；(2)傳動效率低，帶的壽命較短； （0.97

11、） (3)傳動的外廓尺寸大；(4)需要張緊，支承帶輪的軸及軸承受力較大；(5)不宜用于高速、可燃等場所。一般放在高速級 功率與帶速相關 保安 隔振適用場合：功率p50KW，帶速v=525m/s ，傳動比i7，要求傳動平穩、傳動比不要求準確的遠距離傳動。7. 普通V帶設計帶的型號帶的根數普通V帶設計1.確定計算功率 2.初選帶的型號3.確定帶輪基準直徑 4.驗算帶速 v5.中心距a、帶長L和包角6.確定帶的根數z7.確定初拉力 8.計算壓軸力 表4-7圖4-15圖4-16 表4-8表4-2表4-3,4,5,6, 2,9，表4-104-31表4-7工作情況系數計算功率名義功率初選帶的型號窄V帶選型

12、圖小帶輪的基準直徑功率一定，減小帶輪直徑，帶傳動的有效拉力增大，帶的根數增加，帶輪寬度增大，帶的制造精度要求高，帶輪輪槽的制造精度要求高帶輪直徑小，帶的彎曲應力大帶速功率一定，提高帶速，可降低帶傳動的有效圓周力，減少帶的根數，用橫截面積小的帶，減小帶傳動的尺寸功率一定，提高帶速，加大帶傳動的離心應力，增加了單位時間內帶的循環次數，對疲勞強度和壽命不利充分發揮帶的工作能力減少帶傳動的總體尺寸多級傳動中帶傳動設置在高速級包角大，單位時間內帶的循環次數少，提高帶的壽命初定中心距加劇帶的波動，降低帶傳動的平穩性，增大帶傳動的整體尺寸包角小，帶的傳遞功率能力小，單位時間內帶的循環次數多，壽命短中心距過大

13、中心距大中心距小計算實際中心距選擇標準帶長V帶的基準長度Ld和長度系數KL表4-2驗算包角單根帶能傳遞的額定功率根數過多，對制造精度的要求高計算帶的根數表4-10計算（張緊力）初拉力加入離心力的影響帶入V 帶單根V帶傳遞功率包角系數V帶傳動 既保證傳動功率，又不打滑時 單根V 帶最適合的張緊力確定帶的預緊力F0預緊力控制表4-10帶傳動的安裝與維護 初拉力的控制 安裝V帶時，應按規定的初拉力張緊。對于中等中心距的帶傳動，也可憑經驗安裝，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜。新帶使用前，最好預先拉緊一段時間后再使用。 帶傳動作用在軸上的壓力 (動畫）壓軸力注意方向1) 根據摩擦傳動原理，帶

14、必須在預張緊后才能正常工作；2) 運轉一定時間后，帶會松弛，為了保證帶傳動的能力，必須重新張緊，才能正常工作。8. 帶傳動的張緊裝置張緊輪張緊 定期張緊 自動張緊調整中心距 使用張緊輪定期張緊自動張緊1、調整中心距定期張緊滑道式張緊裝置（1）調整中心距 適用于兩軸線水平或接近水平的傳動適用于兩軸線相對 安裝支架垂直或接 近垂直的傳動。自動張緊（1）調整中心距 靠電動機及擺架的重 力使電動機繞小軸擺 動實現自動張緊。擺架式張緊裝置 自動張緊適用于中小功率的傳動（2）張緊輪當兩帶輪的中心距不能調整時，可采用張緊輪定期張緊。2、使用張緊輪V 帶：張緊輪一般安裝在內側靠近大帶輪張緊輪安裝在松邊平帶:

15、張緊輪一般安裝在外側靠近小帶輪張緊輪裝于松邊內側，以免帶反向彎曲降低壽命9. V帶輪設計鑄鐵制 V帶輪的典型結構形式有三種： 輪幅式 實心式腹板式帶輪材料灰鑄鐵應用最廣：HT150、HT200等鋼帶輪的結構 （1）實心帶輪（2）腹板帶輪dd300mm（3）孔板帶輪（4）輪輻帶輪dd400mmdd400mmV帶輪的輪槽尺寸：表4-11例題：V帶傳動鼓風機，普通V帶傳動，Y系列三相異步電動機1.確定計算功率 表4-71.29 kW2.初選帶的型號A圖4-153.確定帶輪基準直徑圓 整4. 驗算帶速 v5. 中心距a、帶長L和包角取標準取6.確定帶的根數z表4-3表4-4表4-9表4-2取整數選5根

16、7.確定初拉力安裝時保證8.計算壓軸力用于計算軸、軸承注意 : 圖4-20 負載率050100150200負載率效率9496929890最小帶輪直徑 帶輪直徑圓整中心距適中標準帶長包角 帶的根數V帶傳動必須裝防護罩 防止傷人事故 防止潤滑油等雜物飛濺到V帶上而影響傳動 防止受烈日曝曬而過早老化變質傳動篇齒輪傳動蝸桿傳動帶傳動改變速度減速 提高轉矩 增速變速機械傳動電傳動摩擦傳動嚙合傳動液力傳動氣力傳動摩擦輪傳動帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動螺旋傳動同步帶傳動傳動鏈傳動效率高外廓尺寸小質量小運動性能良好符合生產條件軸承摩擦傳動零件間的相對滑動攪動潤滑油發熱效率低的傳動裝置一般不宜用于大功率傳動要求效率效率損失功率 效率 速度 傳動比擺線針輪減速器諧波傳動漸開線少齒差行星傳動等等撓性帶從動輪主動輪摩擦嚙合平型帶V帶多楔帶同步帶帶的參數帶的型號帶長帶的根數小帶輪直徑大帶輪直徑中心距失效形式打滑帶的疲勞斷裂特點傳動平穩、噪