《机械设计基础》课程教学资源（教案讲义）第08次课 带传动（一）

第笔八次课带传动（一）学内容1.带传动的类型、特点与应用场合；2.带传动的弹性滑动3.带传动的受力分析与极限有限拉力。教学要求1.了解带传动的类型、特点与应用场合2.掌握带的弹性滑动与打滑；3.掌握带传动受力分析和极限有效拉力的确定教学的重点和难点重点：带传动的工作原理，受力分析；极限有效拉力及其影响因素带的弹性滑动难点：带传动的弹性滑动与打滑的区别；极限有效拉力的确定。教学方式与手段：充分利用多媒体教学手段。注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动教学过程组织复习旧课：盘形凸轮机构轮廓曲线的设计方法，盘形凸轮轮廓设计时要注意的几个问题：基圆大小和压力角的关系，滚子半径的选取。引入新课：机构中的原动件一般是由电机带动的，但是电机出来的转速一般很高，不能直接和执行机构相连，通常要经过传动机构进行减速。今天要讲的是一种传动机构一一带传动。带传动的工作原理及特点：1.传动原理以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力2.特点a传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小b当过载时，传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件，保护作用C适合于主、从动轴间中心距较大的传动；d由于有弹性滑动的存在，故不能保证固定的传动比e由于需要施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大。3.带传动的主要类型与应用a.平型带传动b.V带传动J——三角带一三角带传动c.多楔带d.同步带传动4.V带及其标准V带构造：帘布芯结构；绳芯结构

第八次课 带传动（一） 教学内容 1.带传动的类型、特点与应用场合； 2.带传动的弹性滑动； 3.带传动的受力分析与极限有限拉力。 教学要求 1.了解带传动的类型、特点与应用场合； 2.掌握带的弹性滑动与打滑； 3.掌握带传动受力分析和极限有效拉力的确定。 教学的重点和难点 重点： 带传动的工作原理，受力分析；极限有效拉力及其影响因素； 带的弹性滑动； 难点：带传动的弹性滑动与打滑的区别；极限有效拉力的确定。 教学方式与手段： 充分利用多媒体教学手段。注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。 教学过程组织： 复习旧课： 盘形凸轮机构轮廓曲线的设计方法，盘形凸轮轮廓设计时要注意的几个问题：基圆大小和压力角的 关系，滚子半径的选取。 引入新课： 机构中的原动件一般是由电机带动的，但是电机出来的转速一般很高，不能直接和执行机构相连， 通常要经过传动机构进行减速。今天要讲的是一种传动机构——带传动。 带传动的工作原理及特点： 1.传动原理 以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力 2.特点 a传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小; b当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑动而不损伤其它零件，保护作用; c 适合于主、从动轴间中心距较大的传动; d由于有弹性滑动的存在，故不能保证固定的传动比; e由于需要施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大。 3.带传动的主要类型与应用 a.平型带传动 b.V带传动——三角带—三角带传动 c.多楔带 d.同步带传动 4． V带及其标准 V带构造：帘布芯结构；绳芯结构

包布层388378顶胶层抗拉层底胶层V带结构V型带标准，三角胶带规格、尺寸、使用等要求已有国家标准。按截面尺寸从小到大共有如下类型：YZABCDE带传动的工作情况分析：1.带传动的受力分析1）工作前（预紧）一两边初拉力F0=F02）工作时（传递扭矩T）一一两边拉力变化：①紧力F0-→F1；②松边F0→F2F211三HF4仅以主动轮边带为对象（隔离体）分析：根据平衡条件：F-F-F,=F,拉力差-传递的有效圆周力。工作中，紧边伸长，松边缩短，总长不变，但总带长不变。这个关系反应在力关系上即拉力差相等(增量=减量）即:F-Fo=F-F,=F1+F,=2F。(1)由于拉力差即为接触弧上产生的摩擦力的总和，必与传递有效圆周力平衡：（取带轮为隔离体即得)：.F-F,-F-F,-AF(2)F一有效圆周力Ff一一摩擦力的总和又根据：周向力与功率的关系，得：

V带结构 V型带标准，三角胶带规格、尺寸、使用等要求已有国家标准。 按截面尺寸从小到大共有如下类型： Y Z A B C D E 带传动的工作情况分析： 1．带传动的受力分析 1） 工作前（预紧）——两边初拉力F0=F0 2）工作时（传递扭矩T）——两边拉力变化：①紧力 F0→F1；②松边F0→F2 仅以主动轮边带为对象（隔离体）分析： ——拉力差=传递的有效圆周力。 工作中，紧边伸长，松边缩短，总长不变，但总带长不变。这个关系反应在力关系上即拉力差相等 （增量=减量） （1） 由于拉力差即为接触弧上产生的摩擦力的总和，必与传递有效圆周力平衡：（取带轮为隔离体即 得）： （2） F——有效圆周力 Ff——摩擦力的总和 又根据：周向力与功率的关系，得： 根据平衡条件： 即： ∴

F-V(KW)带传递的功率：111000F一有效圆周力（N）V一带速（m/s)FFi-F+2由式（1）和（2）得：FF,=F,+2讨论：F1与F2与F0和F有关，F又与P有关，当P↑时，F1，即Ff，但对一定的带传动其摩擦力F有个极限值Fmax一→由Fmax决定了带传动的传动能力。2.带传动的最大有效圆周力（极限有效拉力）及其影响分析带在即将打滑时,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系。得到挠性体摩擦的基本公式，V很小时，得欧拉公式：F=efa =F =F,elaF2式中：fv一摩擦系数（对V型带）a,一包角（rad）一般为主动轮（小轮包角）4 ± 180-D-D 60673)ae一—自然对数的底（e=2.718....）F=F+E2FF,=F。-得极限有效拉力Fa。联立F-F-F2Fi=elaF2带传动的最大有效拉力（圆周力）（临界值（不打滑时））：efa-11Fa=2F=F(1-efaa+1讨论：影响因素分析①FO：FO大，最大有效拉力大，但是FO若太大会减少带的寿命。②与a,:a.大接触弧长，Fmax大，传递Fmax大一传递扭矩T越大③f：V带fv>平带f，.V带承载能力大。3弹性滑动与打滑

讨论：F1与F2与F0和F有关，F又与P有关，当P↑时，F↑，即Ff↑，但对一定的带传动其摩擦力Ff有 一个极限值Fmax→由Fmax决定了带传动的传动能力。 2. 带传动的最大有效圆周力（极限有效拉力）及其影响 分析带在即将打滑时,紧边拉力F1与松边拉力F2的关系。得到挠性体摩擦的基本公式，V很小时，得 欧拉公式： 式中：fv—摩擦系数（对V型带） —包角（rad）一般为主动轮（小轮包角） e—自然对数的底（e=2.718.） 讨论：影响因素分析 ①F0：F0大，最大有效拉力大，但是F0若太大会减少带的寿命。 ： 大接触弧长，Fmax大，传递Fmax大→传递扭矩T越大 ③f： V带fv>平带f，∴V带承载能力大。 3 弹性滑动与打滑 ②与

弹性滑动：分析：主动轮上，带边走边收缩（力越来越小），由此带的变形逐步下降，带在开始进入轮时与轮贴紧，而出轮时则落后于轮，：带速落后于轮速。动画演示弹性滑动。V1>V一一带相对于轮的相对滑动速度；从动轮上，恰恰相反，带边走边伸长，带连高于轮速。V2Fmax时，开始全面打滑弹性滑动与打滑的区别：弹性滑动是由于带是挠性件，摩擦力引发的拉力差使带产生弹性变形不同而引起，是带传动所固有的，是不可避免的，是正常工作中允许的。而打滑是过载引起的，是失效形式之一，是正常工作所不充许的。是可以避免也是应该避免的。弹性滑动的影响：影响传动比，使不稳定，常发热、磨损。打滑的影响：使带剧烈磨损，转速急剧下降，不能传递T，不能正常工作。滑动率:dn28--2-1-9dn一般为1%~2%，可忽略不计。课堂讨论：

弹性滑动： 分析：主动轮上，带边走边收缩（∵力越来越小），由此带的变形逐步下降，带在开始进入轮时与轮 贴紧，而出轮时则落后于轮，∴带速落后于轮速。 动画演示弹性滑动。 V1>V——带相对于轮的相对滑动速度； 从动轮上，恰恰相反，带边走边伸长，带连高于轮速。V2Fmax时，开始全面打滑 弹性滑动与打滑的区别： 弹性滑动是由于带是挠性件，摩擦力引发的拉力差使带产生弹性变形不同而引起，是带传动所固有 的，是不可避免的，是正常工作中允许的。 而打滑是过载引起的，是失效形式之一，是正常工作所不允许的。是可以避免也是应该避免的。 弹性滑动的影响：影响传动比i，使i不稳定，常发热、磨损。 打滑的影响：使带剧烈磨损，转速急剧下降，不能传递T，不能正常工作。 滑动率ε： 一般为1%~2%，可忽略不计。 课堂讨论：

打滑是失效形式之一，不允许的，应当避免的，但又有过载保护作用，是否矛盾？？（过载保护作用与打滑是否矛盾？）小结：1、带传动的类型和特点；2、带传动的受力分析和极限有效拉力；3、弹性滑动与打滑的区别。作业：V带传动传递的功率P=7.5kW，平均带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（即F1=2F2），试求紧边拉力F1、有效拉力F及初拉力F0。j米泰

打滑是失效形式之一，不允许的，应当避免的，但又有过载保护作用，是否矛盾？（过载保护作用 与打滑是否矛盾？） 小结： 1、 带传动的类型和特点； 2、 带传动的受力分析和极限有效拉力； 3、 弹性滑动与打滑的区别。 作业： V带传动传递的功率P=7.5kw，平均带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍（即F1=2F2），试求 紧边拉力F1、有效拉力F及初拉力F0