第八章帶傳動

8.1概述

8.1.1帶傳動的工作原理及特點

L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生摩擦力來

傳遞運動與動力

2.優點：1）有過載保護作用2）有緩沖吸振作用3）運行平穩無噪音4）適于遠間隔傳動

（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）構造尺寸較大、不緊湊4）打滑，使帶壽命較短5）帶與帶輪間會產生摩擦放電現象,

不適宜高溫、易燃、易爆為場合。

8.L2主要類型與應用

a.平型帶傳動一一最簡單：適宜于中心距a較大的情況

b.V帶傳動一一三角帶

c.多楔帶傳動一一適于傳遞功率較大要求構造緊湊場合

d.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。

圖6T帶傳動的主要類型

8.1.3帶傳動的形式

1.開口傳動——兩軸平行、雙向、同旋向

2.穿插傳動一一兩軸平行、雙向、反旋向

?3.半穿插傳動一一交織軸、單向

帶傳動的優點：

?①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，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構造簡單，制造和維護方便，本錢低。

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速比關系；④帶的壽命短：⑤傳動效率降低；⑥帶傳動可

能因摩擦起電，產生火花，故不能用于易燃易爆的場合。

8.2V帶和帶輪的構造

V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、大楔角V帶、聯組V帶、齒形V帶、汽車V帶

等多種類型，其中普通V帶應用最廣。

8.2.1V帶及其標準

如下列圖

包布

簾布芯結構繩芯結構

V帶由抗拉體、頂膠、底膠和包布組成

8.2.2帶輪構造

1.組成部分：輪緣、輪輻、輪轂

2.構造形式：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

8.3.1帶傳動的受力分析

工作前：兩邊初拉力Fo=F。工作時：兩邊拉力變化:

①緊力Fo-Fl；②松邊Fo-F2

F1—Fo=Fo—F2

Fl—F2=摩擦力總和Ff二有效圓周力Fe

所以：緊邊拉力Fl=Fo+Fe/2

松邊拉力F2=Fo—Fe/2

8.3.2帶傳動的最大有效圓周拉力及其影響

當帶有打滑趨勢時：摩擦力到達極限值，帶的有效拉力也到達最大值。

松緊邊拉力F1和F2的關系：

?耳=W”

柔單刃體的歐拉公式

一包角（rad）一般為小輪包角

儀產180。-x60°（57.3）

a

帶傳動的最大有效圓周力（臨界值（不打滑時））

,1__L

—\fa

幾=2與（目）=2小—）

影響因素分析：

I.F...適當Fo

2.包角..包角越大承載才能越好

越大，Fee越大8.3.3工作應力分.

5=工/4=①

''gA

帶傳動的應力分析

1.離心應..。...

2.拉應力

緊邊5=F}/A

‘松邊巴=入/4

3.彎曲應.ob

應力分布圖最大應力為：。max=。1+。c+。bl

8.3.4彈性滑動與打滑

因為帶是彈性體，受到拉力后要產生彈性變形。

設帶的材料符合變形與應力成正比的規律，那么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，FDF2,因此￡1>￡2。

繞過從動輪2時，作用在帶上的拉力乂由F2增大到F1,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v2o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.出現緊邊和松邊，就一定會發生彈性滑動，所以是帶傳開工作

時的固有特性，是不可防止的。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

防止的。

8.4帶傳動的設計計算

8.4.1失效形式與設計準則

失效形式1）打滑：2）帶的疲勞破壞另外：磨損靜態拉斷等

設計準則：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

—P0

由疲勞強度條件：

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

1V

打二（㈤一西一巴.）41-訶）?同

功率為:

設計v帶傳動時，一般條件是：傳動的工作情況，傳遞的功率，兩輪的轉速

nl.n2（或傳動比）以及空間尺寸要求等。詳細的設計自容有：確定V帶的型號、長度和根

數。，傳動中心距及帶輪直徑，畫出帶輪零件圖等。

1.確定計算功率

計算功率是根據傳遞的額定功率（如電動機的額定功率），并考慮載荷性質以及每

天運轉時間的長短因素的影響而確定的，即

P,=K、P（8T）

式中為工作情況系數，查表8T可得。

表8-1工作情況系數K.

KA

空、輕載起動重載起動

工況

每天工作小時數/h

<1010?16>16<1010?16>16

液體攪拌機、通風機和鼓風機

載荷變動微

（W7.5KW；、離心式水泵和壓1.01.11.21.11.21.3

小

縮機、輕型輸送機

帶式輸送機（不均勻載荷）、通

風機O7.5KW）、旋轉式水泵和

載荷變動小壓縮機（非離心式）、發動機、1.11.21.31.21.31.4

金屬切削機床、印刷機、旋轉

篩、鋸木機和木工機械

制磚機、斗式提升機、往復式

水泵和壓縮機、起重機、磨粉

載荷變動大1.21.31.41.41.51.6

機、沖剪機床、橡膠機械、振

動篩、紡織機械、重載輸送機

載荷變動很破碎機（旋轉式、顆式等）、磨

1.31.41.51.51.61.8

大碎機（球磨、棒磨、管磨）

注：1.空、輕載啟動：電動機（交流起動、A起動、直流并勵），4缸以上的內燃機，裝有離心式離

合器、液力聯軸器的動力機。重載起動：電動機（聯機交流起動、直流復勵或串勵），4缸以下

的內燃機。

2.反復起動、正反轉頻繁、工作條件惡劣等場合，應乘1.2。

3.增速傳動時應乘以卜系數:

增速比1.25?1.741.75?2.492.5-3.49N3.5

系數1.051.111.181.28

2.選擇V帶的型號

根據計算功率和主動輪轉速nl由圖8-1和8-2選擇V帶型號。中選擇的坐標點載圖中兩

種型號分界限附近時，可選擇兩種型號分別進展計算，然后擇優選用。

5000

4000

3150

2500

(

U2000

一

1600

鞍

1250

混

100Q

混800

貂630

W500

400

315

250

200

2.5~46.310162540入63100160250400

3.155812.52031.55080125200315

計算功率/VkW

圖8T普通V帶選型圖

1

3

71250

800

?!

索630

余

船

W400

315

250

200

160

1OG

1.25Z3.155812.52031.55080125200

1.62.546,31016254063100160250

計算功率7^/kW

圖8-2窄V帶（基準寬度制）選型圖

3.確定帶輪基準直徑“和dm

帶輪直徑小可使傳動構造緊湊，但另一方面彎曲應力大，使帶的壽命降低。設計時應取

小帶輪的基準直徑2,的值查表8-4。忽略彈性滑動的影響,宜取標準值

（查表8-2）。

4.驗算帶速U

汽dd、n\

v=-(8-2)

60x1000

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

間內帶繞過帶輪的次數也增多，降低傳動帶的工作壽命。假設帶速太低，那么當傳遞功率一

定時，使傳遞的圓周力增大，帶的根數增多。一?般應使25m/s,對于普通V帶應使25?

30m/s,對于窄V帶應使35?4（）m/s。如帶速超過上述范圍，應重選小帶輪的直徑。

5.初定中心距。和基準帶長

傳遞中心距小那么構造緊湊，但傳動帶較短，包角減小，且帶的繞轉次數增多，降低

了帶的壽命，致使傳動才能降低。假設中心距過大那么機構造尺寸增大，當帶速較高時會產

生顫抖。設計時應根據詳細的構造要求或按卜.式初步確定中心距

。.（

7（4+dd）4aV2（d,〃+d（f2）8-3）

由帶傳動的幾何關系可得帶的基準長度計算公式：

?■，+財+心）+若產（8⑷

為帶的基準長度計算值，查表8-3即可選定帶的基準長度，而實際中心距可由

下式近似確定

十上/(8-5)

2

考慮到安裝調整和補償初拉力的需要，應將中心距設計成可調式，有一定的調整范

圍，一般取

4向=。-0?。15乙

為由=。+0.03乙

6.校驗小帶輪包角

。=180。_魚二心x57.3°(8~6)

a

一般應使a1>120。(特殊情況下允許二90。)，假設不滿足此條件，可適當增大中心距

或減小兩帶輪的直徑差，也可以載帶的外側加壓帶輪，但這樣做會降低帶的使用壽命。

7.確定V帶根數Z

2>-^_=---------&--------(8-7)

-[R](A+AR)K.K.

帶的根數應取整數。為使各帶受力均勻，根數不宜過多，一般應滿足<10。如計算結

果超出范圍，應改選v帶的型號或加大帶輪直徑后重新設計。

8.單根V帶的初拉力產。

單根V帶所需的初拉力產。為

500P.2.5八，峰始

Fo=--------(-------1)+t/V(8?

2VK.

由于新帶易松弛，對不能調整中心距的普通V帶傳動，安裝新帶時的初拉力應為計算

值的1.5倍。

9.帶傳動作用在帶輪軸上的壓力FQ

V帶的張緊對軸、軸承產生的壓力會影響軸、軸承的強度和壽命。為簡化其運算，一

般按靜止狀態下帶輪兩邊均作用初拉力進展計算(如圖8-3),得

尸。=2凡zsin系〔8-9)

圖8-3帶傳動作用在帶輪軸上的壓力汽

10.帶輪的構造設計

參見本章8.2.2節。設計出帶輪構造后還要繪制帶能零件圖。

11.設計結果

列出帶型號、帶的基準長度、帶的根數、帶輪直徑、、中心距，軸上壓力

等。

例6.1設計某鼓風機用普通V帶傳動。電動機額定功率=10Kw,轉速nl=1450r/min,

從動軸轉速n2=400r/min,中心距約為1500mm,每天工作24h。

解

L確定計算功率

由表8-1查得=1.3,由式8-1得

P尸K、P=1.3xlOkW=13kW

2.選取普通V帶型號

根據=13kW、nl=H50r/min,由圖8-1選用B型普通V帶。

3.確定帶輪基準直徑4“和d”2

根據表8-4和圖8-1選取=140mm,且=140mm〉=125mm0

大帶輪基準直徑為

"=—e/j.="SOx140mm=507.5mm

n,400

按表8-2選取標準值=500mm,那么實際傳動比、從動輪的實際轉速分別為

""=*57

n2=nJi=1450/3.57r/min=406r/nin

從動輪的轉速誤差率為

在±5%以內，為允許值。

4.驗算帶速U

兀dd、n^-x140x1450

v=-----------mis=10.63m/5

60x100060x1000

帶速在5?25m/s范圍內。

5.確定帶的基準長度乙和實際中心距〃

按構造設計要求初定中心距々=1500??mo

由式8-4得

￡<>=2①+[(d山+心)+"八

24/7,,

=[2xl500-h-(140+500)4-(50°~l40)]

24x1500

=4026.9mm

由表8-3選取基準長度L(,=4000mmo

由式85得實際中心亞。為

Li-L)

---

2

八…4000-4026.9-

=(1500H------------------)xmm=]487mm

中心距a的變動范圍為

加=。-0.015乙

=(1487-0.015x4000)mm=1427mm

〃仙=。+0?03乙

=1487+0.03x4Q00)mm=1607mm

6.校驗小帶輪包角4

由式(8-6)得a=180。-"'一"457.3。

a

5。。-煤53。

=166.13>120°

7.確定V帶根數Z

由式(8-7)得

2N——=-------:-------

[A](R+△凡)K〃K

根據=140mm、nl=1450r/min,查表6-8,用內插法得

R=2.8〃W

由公式得功率增量△尸。為

APo=)

K.

由表876查得=2.6494x10"

根據傳動比，查表8T7得，那么

Apk[2.6494x1(Tx1450(1------