西北工业大学：《机械设计基础》课程教学资源（PPT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 88-3V带传动的设计计算 §8-4V带轮结构设让 §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

NW 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。 小6

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

NW 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 传V带/窄V带 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→ 小6

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

WWIL 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

NW 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 2 2 F 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F1和松边拉力为F2 设带的总长度不变,根据线弹性假设:F1-F0=F0-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=Fro

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

NW 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=F1-F2; 因此有: F1=F0+F/2;F2=F-F/2; 带传动的最大有效拉力F由欧拉公式确定,即: F=2Fon和+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Fo 由欧拉公式可知: 包角的概念 0预紧力F0↑→最大有效拉力F↑ e包角a↑→最大有效拉力F↑ 0摩擦系数八→最大有效拉力Fe↑ 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Fo。 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

NW 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。 槽型/2 A B SPZ SPA SPA SPC 50 75 125 200 d dmin/mm 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

WWIL 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v2<主动轮的圆周速度v1,速度降低 的程度可用滑动率E来表示: 8 V-Y2×100%或 =(1-E) 其中:1=(m/s) (m/s) 6000 6000 1 因此,传动比为:1 (1-E) 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

NW V带传动的设计计算 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i1、包角α=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

NW 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、n2(或传动比),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