广东海洋大学：《机械设计》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 带传动

第八章带传动 §8-1带传动概述 §8-2带传动的工作情况分析 §8-3V带传动的设计计算 §8-4V带轮结构设计 §8-5带传动的张紧装置 §8-6带传动设计实例

第八章 带传动 §8-1 带传动概述 §8-2 带传动的工作情况分析 §8-3 Ｖ带传动的设计计算 §8-4 Ｖ带轮结构设计 §8-5 带传动的张紧装置 §8-6 带传动设计实例

带传动概述 4.带传动的类型 平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距 较大的场合应用较多。 在一般机械传动中，应用最广的带传动是V带传动，在 同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。 多楔带传动兼有平带传动和V带传动的优点，柔韧性好、 摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。 同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动， 能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小

带传动概述2 4．带传动的类型 平带传动，结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距 较大的场合应用较多。 在一般机械传动中，应用最广的带传动是Ｖ带传动，在 同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。 多楔带传动兼有平带传动和Ｖ带传动的优点，柔韧性好、 摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要求紧凑的场合。 同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动， 能保证固定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小。 带传动概述

带传动概述 5.传动带的类型 普通平带 平带 片基平带 普通V带 窄V带 V带 传动带 齿形V带 宽V带 多楔带 V带采用基准宽度制，即用带的基准线的位置和 基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。 同步带 V带的截面尺寸

带传动概述3 5．传动带的类型 Ｖ带采用基准宽度制，即用带的基准线的位置和 基准宽度来确定带在轮槽中的位置和轮槽的尺寸。 传 动 带 平 带 Ｖ 带 多楔带 同步带 普通平带 片基平带 普通Ｖ带 窄Ｖ带 齿形Ｖ带 宽Ｖ带 带传动概述 Ｖ带的截面尺寸

带传动概述 6.带传动的应用 在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合

带传动概述4 在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确 要求的场合。 6．带传动的应用 带传动概述

带传动的工作情况分析 带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。 带传动是一种挠性传动，其工作情况具有一定的特点。 受力分析 同 F 尚未工作状态 工作状态 带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F。 带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F和松边拉力为F2。 设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1一Fo=F一F2; 或：F1+F2=2F; 记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为F,其值由带传动的功率P和带 速v决定。 定义由负载所决定的传动带的有效拉力为F。=P,则显然有F。=F

工作情况分析 带传动的工作情况分析 带传动的工作情况分析是指带传动的受力分析、应力分析、运动分析。 带传动是一种挠性传动，其工作情况具有一定的特点。 一、受力分析 设带的总长度不变，根据线弹性假设：F1－F0＝F0－F2； 或：F1 ＋F2＝2F0； 记传动带与小带轮或大带轮间总摩擦力为Ff，其值由带传动的功率P和带 速v决定。 带传动尚未工作时，传动带中的预紧力为F0。 带传动工作时，一边拉紧，一边放松，记紧边拉力为F1和松边拉力为F2。 定义由负载所决定的传动带的有效拉力为Fe ＝P/v，则显然有Fe ＝Ff。 F0 F 1 F0 0 F0 2 尚未工作状态 n F Ff 1 F F1 1 F 1 2 2 n2 2 工作状态

带传动的工作情况分析 取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象，有：F。=F=F,一F2; 因此有： F=F0+F/2;F2=Fo-F/2; 带传动的最大有效拉力F。由欧拉公式确定，即： el-1 欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出 了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力F©。 由欧拉公式可知： 包角的概念 O预紧力F↑→最大有效拉力Fc ②包角a个→最大有效拉力Fcc个 3摩擦系数f个→最大有效拉力F个 当已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F。 切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！

工作情况分析(力分析) 带传动的最大有效拉力Fec有多大？ 由欧拉公式可知：  = f F F e 1 2 1 1 2 0 + − =   f f ec e e F F 欧拉公式给出的是带传动在极限状态下各力之间的关系，或者说是给出 了一个具体的带传动所能提供的最大有效拉力Fec 。 预紧力F0↑→最大有效拉力Fec ↑ 包角α↑→最大有效拉力Fec ↑ 摩擦系数 f↑→最大有效拉力Fec ↑ 切记：欧拉公式不可用于非极限状态下的受力分析！ 由欧拉公式确定，即： 取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象，有：Fe ＝Ff＝F1－F2； 因此有： F1＝F0＋Fe／2；F2＝F0－Fe／2； 1 2 包角的概念 带传动的工作情况分析 当已知带传递的载荷时，可根据欧拉公式确定应保证的最小初拉力F0

带传动的工作情况分析 二、带传动的应力分析 带传动在工作过程中带上的应力有： ◆拉应力：紧边拉应力、松边拉应力； ◆离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力； ◆弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力。 为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。 Z A B C 槽型 SPZ SPA SPA SPC 50 75 125 200 63 90 140 224

工作情况分析(应力分析) 带传动在工作过程中带上的应力有： 为了不使带所受到的弯曲应力过大，应限制带轮的最小直径。 槽 型 Z A B C SPZ SPA SPA SPC ddmin/mm 50 75 125 200 63 90 140 224 二、带传动的应力分析 带传动的工作情况分析 ◆ 拉应力：紧边拉应力、松边拉应力； ◆ 离心应力：带沿轮缘圆周运动时的离心力在带中产生的离心拉应力； ◆ 弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力

带传动的工作情况分析 三、带传动的运动分析 带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带 的弹性变形也是变化的。 带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为 弹性滑动。 弹性滑动导致：从动轮的圆周速度y2<主动轮的圆周速度y1,速度降低 的程度可用滑动率来表示： e=当-业x100% 或 V2=(1-8)y V 其中： y1= πda(m/s) πda(mls) 6000 6000 因此，传动比为： i=4=l-)a n 若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值F©后，则带与带轮 间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转 速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免

三、带传动的运动分析 工作情况分析(运动分析) 带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带 的弹性变形也是变化的。 带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为 弹性滑动。 100% 1 1 2  −  = v v v 2 1 或 v = (1−)v ( / ) 6000 d1 1 1 m s d n v  = ( / ) 6000 d2 2 2 m s d n v  其中： = 因此，传动比为： d1 d2 2 1 (1 ) d d n n i = = − 若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界值Fec后，则带与带轮 间会发生显著的相对滑动，即产生打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转 速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。 弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2＜主动轮的圆周速度v1，速度降低 的程度可用滑动率ε来表示： 带传动的工作情况分析

V带传动的设计计算 1.V带传动的设计准则 带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 2.单根V带的基本额定功率 带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、 包角和载荷特性等因素。 单根V带的基本额定功率P是根据特定的实验和分析确定的。 实验条件：传动比=1、包角a=180°、特定长度、平稳的工作载荷

V带传动的设计1 Ｖ带传动的设计计算 1．Ｖ带传动的设计准则 带传动的主要失效形式是打滑和传动带的疲劳破坏。 2．单根V带的基本额定功率 带传动的承载能力取决于传动带的材质、结构、长度，带传动的转速、 包角和载荷特性等因素。 带传动的设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 单根V带的基本额定功率P0是根据特定的实验和分析确定的。 实验条件：传动比i=1、包角α＝180°、特定长度、平稳的工作载荷

V带传动的设计计算 3.V带传动的设计 设计的原始数据为：功率P,转速n1、2(或传动比i),传动位置要求及 工作条件等。 设计内容：确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。 由于单根V带基本额定功率P是在特定条件下经实验获得的，因此，在 针对某一具体条件进行带传动设计时，应根据这一具体的条件对所选定的V 带的基本额定功率P进行修正，以满足设计要求

V带传动的设计2 3．Ｖ带传动的设计 设计的原始数据为：功率P，转速n1、n2（或传动比i），传动位置要求及 工作条件等。 设计内容：确定带的类型和截型、长度L、根数Z、传动中心距a、带轮基 准直径及其它结构尺寸等。 由于单根Ｖ带基本额定功率P0是在特定条件下经实验获得的，因此，在 针对某一具体条件进行带传动设计时，应根据这一具体的条件对所选定的Ｖ 带的基本额定功率P0进行修正，以满足设计要求。 Ｖ带传动的设计计算