机械设计基础带传动

第8章带传动带传动是一种常用的机械传动形式，它的主要作用是传递转矩和转速。

大部分带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。

本章将对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法。

着重讨论V带传动的设计计算，同时对同步带传动作了简介。

8.1 概述如图8.1所示，带传动一般是由主动轮1、从动轮2、紧套在两轮上的传动带3及机架4组成。

当原动机驱动带轮1（即主动轮）转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮2一起转动，从而实现运动和动力的传递。

图8.1 带传动8.1.1 带传动的类型1．按传动原理分（1）摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。

2．按用途分（1）传动带传递动力用；（2）输送带输送物品用。

本章仅讨论传动带。

3．按传动带的截面形状分（1）平带如图8.2 a）所示，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。

常用的平带有胶带、编织带和强力锦纶带等。

（2）V带V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如图8.2 b）所示。

传动时，V带与轮槽两侧面接触，在同样压紧力F Q的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功率也较大，且结构紧凑。

（3）多楔带如图8.3所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。

多楔带结构紧凑，可传递很大的功率。

（4）圆形带如图8.4所示，横截面为圆形，只适用于小功率传动。

（5）同步带带的截面为齿形，如图8.5所示。

同步带传动是靠传动带与带轮上的齿互相啮合来传递运动和动力，除保持了摩擦带传动的优点外，还具有传递功率大，传动比准确等优点，多用于要求传动平稳、传动精度较高的场合。

图8.2 平带和V带图8.3 多楔带图8.4 圆形带图8.5 同步带8.1.2 带传动的特点和应用带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。

过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。

动画
七、带的维护
① 安装时不能硬撬（应先缩小a或顺势盘上）。 ② 带禁止与矿物油、酸、碱等介质接触，以免腐蚀 带，不能曝晒。 ③ 多根带时不能新旧带混用，以免载荷分布不匀。 ④ 防护罩。 ⑤ 定期张紧。 ⑥ 安装时两轮槽应对准，处于同一平面。
§13-2 带传动受力分析
一.紧边拉力、松边拉力和有效拉力
六、带传动的张紧 目的：带运转一定时间会松弛，须重新张紧才能正 常工作。 方法：调节中心距和采用张紧轮。
带传动的张紧1
1、定期张紧装置
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滑道式:适用于水平 或倾斜不大的布置
摆架式:适用于垂直 或接近垂直的布置
2、自动张紧装置
带传动的张紧2
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3、采用张紧轮张紧装置
张紧轮位置：①松边内侧:靠大轮 ②松边外侧:靠小轮
二、带传动的最大有效圆周拉力 带即将打滑时，摩擦力达到极限值,带有效拉力也 达到最大值。推导得： 紧边和松边的拉力关系：
F1 F 2 e
fα
—挠性体摩擦的基本公式，称为欧拉公式
式中：f 为带与轮面间的摩擦系数； α为带轮的包角(rad)；
应用举例 → 图片
e为自然对数的底(e≈2.718)。
欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之前，紧、 松边拉力的最大比值
FC qv 2 离心拉应力 C A A MPa
离心拉应力特点：离心力只发生在带作圆周运动的部分， 但由此引起的拉力却作用于带的全长。
三、弯曲应力：
带的弹性 节线至带最 模量 外层的距离 带绕过带轮时：因弯曲产生弯曲应力
d——带轮直径 (对V带带轮：d为基准直径 ）
弯曲应力特点：
①σb1＞σb2 ②d↓→σ↑ 故应限制小带轮的d1min (图13-９)

带传动的张紧、安装与调试 了解带传动的张紧方法、安装步骤和 调试技巧，确保带传动的正常运行。
学生自我评价报告
知识掌握情况
团队协作与沟通能力
通过课程学习，我对带传动的类型、 特点、工作原理和设计计算有了深入 的理解，能够独立完成相关设计任务。
在课程设计和实验中，我与同学积极 协作，共同解决问题，提高了自己的 团队协作和沟通能力。
摩擦系数
摩擦系数越小，越容易发生打 滑。
带的类型与材料
不同类型和材料的带具有不同 的抗滑性能。
参数计算方法及实例
计算方法
根据给定的设计条件和要求，选择合适的带型、带轮直径、中心距等参数，并进行必要的校核计算。
实例分析
以某型号V带传动为例，介绍参数计算过程。首先根据传递功率和转速选择合适的V带型号和带轮直径， 然后根据中心距和张紧力要求进行设计计算，最后进行传动效率和滑动率的校核。通过实例分析，可以加 深对带传动性能评价和参数计算的理解。
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关注新技术和新方法
随着科技的不断进步，新的设计方法和制造技术 不断涌现，建议关注和学习这些新技术和新方法， 提高自己的竞争力。
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THANKS
寿命与可靠性
通过合理的设计和材料选择，提 高带传动的寿命和可靠性。
维护与保养
设计时应考虑方便维护和保养的 因素，如易于更换传动带和张紧
装置等。
03
带传动性能评价与参数计 算
传动效率及影响因素
传动效率定义
带传动中，输入功率与输出功率之比，反映 了传动的能量损失情况。
张紧力
适当的张紧力可以提高传动效率，但过大的 张紧力会导致带的磨损和能量损失。
滑，起到保护其他零件的作用。常用于两轴平行且旋转方向相同的场合。

松边拉力F2之间的关系满足欧拉公式，即 带与带轮间的摩擦因数
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。由于张紧，静止时带已受到预拉力，在带与带轮的接触面间 产生压力。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。