下载文档原格式
第18章 带 传 动第一节 带传动的主要类型和特点带传动是应用比较广泛的一种机械传动，一般是由主动带轮、从动带轮和张紧在两轮上的传动带所组成。
由于带被张紧，使带与带轮接触面间产生正压力。
当主动轮转动时，靠带与带轮接触面间的摩擦力带动从动轮一起转动，并传递一定的运动和动力。
一、带传动的主要类型传动带按工作原理的不同可分为摩擦型传动带和啮合型传动带。
摩擦型传动带按带的横截面形状，可分为平带、Ｖ带和特殊截面带。
同步齿形带，属于啮合型传动带，带的工作面制有横向齿，与有相应齿的带轮作啮合传动，传动比较准确，具有链传动的优点，但制造和安装要求较高。
如拖拉机、坦克等的履带。
在一般机械传动中，应用最为广泛的是Ｖ带传动。
Ｖ带的横截面呈等腰梯形，传动时，以两侧为工作面，但Ｖ带与轮槽槽底不接触。
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，这是Ｖ带传动性能上的最大优点。
Ｖ带有普通Ｖ带、窄Ｖ带、接头Ｖ带等近十种。
其中普通Ｖ带 应用最为广泛。
常见Ｖ带的横剖面结构由包布、顶胶、抗拉体、底 胶等部分组成，按抗拉体结构可分为绳芯Ｖ带和帘布芯Ｖ带两种。
帘布芯Ｖ带，制造方便，抗拉强度好；绳芯Ｖ带柔韧性好，抗弯强 度高，适用于转速较高，载荷不大和带轮直径较小的场合。
当带垂直底边弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线称为节线，由全部节线构成的面称为节面。
如材力中学的中性层与中性轴。
带的节面宽度称为节宽（p b ），当带垂直底边弯曲时，该宽度保持不变。
楔角为40°、相对高度（带的高度与节宽之比）约为0.7的Ｖ带称为普通Ｖ带。
普通Ｖ带按截面尺寸分为Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ七种型号，其截面尺寸和长度都已标准化。
目前，窄Ｖ带在国内也有了较为广泛的应用，特别在中型和重型设备中有取代普通Ｖ带的趋势。
窄Ｖ带采用涤纶等高强度合成纤维绳作抗拉体，相对高度9.0b h p。
与普通V 带相比,当高度相同时,窄V 带的宽度约缩小31,而承载能力可提高1.5～2.5倍。
简述带传动的类型及各类型的特点
1. 链传动：链传动是指通过金属链将动力传递给传动轴。
链传动具有传动平稳、传递能力强等优点，但同时需要注意链条的维护和保养。
2. 带传动：带传动是指通过带子将动力传递给传动轴。
带传动比链传动更加平稳、稳定，但传递能力弱，适用于低速、轻载条件下的传动。
3. 齿轮传动：齿轮传动是指通过齿轮将动力传递给传动轴。
齿轮传动能够传递大扭矩，但噪音及振动较大。
4. 蜗杆传动：蜗杆传动是指通过蜗杆将动力传递给传动轴。
蜗杆传动具有速比大、噪音小的特点，但效率较低。
5. 摩擦传动：摩擦传动是指通过摩擦力将动力传递给传动轴。
摩擦传动具有结构简单、噪音小的特点，但传递能力较弱，适用于低速、轻载条件下的传动。
带传动的分类
带传动是一种技术设备，主要用于传递动力、转移外形和加工物件，是工业自动化实现的重要手段和运转件。
它主要就是把一段距离上的动力、形状和荷重传递到另一段距离，有广泛的用途。
带传动主要分为三类：
1.实心带传动：主要由实心带和滑触齿轮组成，由实心带传递动力，滑触齿轮直接接触，可以传动大负荷，装置精度高，且容易拆卸；
2.皮带传动：主要由皮带扣带、皮带和皮带轮组成，由皮带传动动力，皮带扣带可以调整带距，有滑动和静态接触两种情况，具有较大的传动比；
3.链传动：主要由链条、链轮和链节组成，由链条传动动力，主要用于传递大负荷物体，具有较高的精度；
根据传动特性和用途，带传动可以分为多种，如直流传动、交流传动、键带传动、底座传动等。
直流传动是指传动动力通过直流电机来实现，传动精度高，适用于高精度的装置；交流传动是指传动动力通过交流电机来实现，传动精度较高，适用于普通装置；键带传动是指传动动力通过键带来实现，传动精度低，适用于低速，大负荷装置；底座传动是指传动动力通过底座传送带来实现，传动精度低，适用于低速，大负荷装置。
带传动有多种使用场合，如在风机、冷暖气机的冷热空调设备中，传动动力常用皮带传动；在各类织编机上，由于转速较快，常用实心带传动；在汽车上，由于需要传递大负荷，常用链传动，其优点是动
力传递率高、使用寿命长、体积小、故障低。
带传动的发展，极大的改善了制造行业的生产效率，为我们日常生活工作带来很多便利。
在今后的日子里，带传动一定会发挥更大的作用，为人们带来更多更大的便利。
带传动的类型和特点99第八章带传动第一节带传动的类型和特点带传动由主动带轮1、从动带轮2和挠性带3组成，借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮1的运动传给从动轮2，如图8-1所示。
一、带传动的类型根据工作原理不图8-1 带传动示意图同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。
1.摩擦带传动摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。
按带的横截面形状不同可分为四种类型，如图8-2所示。
100 (1)平带传动。
平带的横截面为扁平矩形a) b) c) d)图8-2 带传动的类型（图a），内表面与轮缘接触为工作面。
常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。
其中以普通平带应用最广。
平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。
(2)V带传动。
V带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图b），工作时V带与带轮槽两侧面接触，在同样压力F Q的作用下，V带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。
(3)多楔带传动。
多楔带是若干V带的组合(图c),可避免多根V带长度不等,传力不均的缺点。
101(4)圆形带传动。
横截面为圆形(图d), 常用皮革或棉绳制成, 只用于小功率传动。
2.啮合带传动啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。
啮合带传动有两种类型，如图8-3所示。
(1)同步带传动。
利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图a）。
(2)齿孔带传动。
带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图b）。
二、带传动的特点摩擦带传动具有以下特点：(1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。
(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。
102(3)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。
但不能保持准确的传动比。
(4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。
第一节 带传动的类型和特点带传动由主动带轮1、从动带轮2和挠性带3组成，借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮1的运动传给从动轮2，如图8-1所示。
一、带传动的类型根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。
1.摩擦带传动 摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。
按带的横截面形状不同可分为四种类型，如图8-2所示。
(1)平带传动。
平带的横截面为扁平矩形（图a ），内表面与轮缘接触为工作面。
常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。
其中以普通平带应用最广。
平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。
(2)V 带传动。
V 带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图b ），工作时V 带与带轮槽两侧面接触，在同样压力F 的作用下，V 带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。
(3)多楔带传动。
多楔带是若干V 带的组合(图c),可避免多根V 带长度不等,传力不均的缺点。
(4)圆形带传动。
横截面为圆形(图d), 常用皮革或棉绳制成, 只用于小功率传动。
2.啮合带传动啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。
啮合带传动有两种类型，如图8-3所示。
(1)同步带传动。
利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图a ）。
(2)齿孔带传动。
带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图b ）。
二、带传动的特点摩擦带传动具有以下特点：(1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。
(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。
图8-1 带传动示意图a) b) c) d)图8-2 带传动的类型(3)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。
但不能保持准确的传动比。
(4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。
第八章 带传动第一节 带传动的类型和特点带传动由主动带轮1、从动带轮2和挠性带3组成，借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮1的运动传给从动轮2，如图8-1所示。
一、带传动的类型根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。
1.摩擦带传动摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。
按带的横截面形状不同可分为四种类型，如图8-2所示。
(1)平带传动。
平带的横截面为扁平矩形（图a ），内表面与轮缘接触为工作面。
常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。
其中以普通平带应用最广。
平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。
(2)V 带传动。
V 带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图b ），工作时V 带与带轮槽两侧面接触，在同样压力F 的作用下，V 带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。
(3)多楔带传动。
多楔带是若干V 带的组合(图c),可避免多根V 带长度不等,传力不均的缺点。
图8-1 带传动示意图a) b) c) d)(4)圆形带传动。
横截面为圆形(图d), 常用皮革或棉绳制成, 只用于小功率传动。
2.啮合带传动啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。
啮合带传动有两种类型，如图8-3所示。
(1)同步带传动。
利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图a）。
(2)齿孔带传动。
带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图b）。
二、带传动的特点摩擦带传动具有以下特点：(1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。
(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。
(3)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。
但不能保持准确的传动比。
(4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。
(5)外廓尺寸大,传动效率低(一般~。
根据上述特点，带传动多用于①中、小功率传动（通常不大于100KW）；②原动机a)同步齿形带传动b)齿孔带传动输出轴的第一级传动（工作速度一般为5~25m/s）；③传动比要求不十分准确的机械。
第二节V带和带轮一、带的构造和标准标准V带都制成无接头的环形，其横截面由强力层1、伸张层2、压缩层3和包布层4构成，如图8-4所示。
伸张层和压缩层均由胶料组成，包布层由胶帆布组成，强力层是承受载荷的主体，分为帘布结构（由胶帘布组成）和线绳结构（由胶线绳组成）两种。
帘布结构抗拉强度高，一般用途的V带多采用这种结构。
线绳结构比较柔软，弯曲疲劳强度较好，但拉伸强度低，常用于载荷不大，直径较小的带轮和转速较高的场合。
V带在规定张紧力下弯绕在带轮上时外层受拉伸变长，内层受压缩a)帘布结构b)线绳结构变短，两层之间存在一长度不变的中性层，沿中性层形成的面称为节面，如图8-5所示。
节面的宽度称为节宽b p。
节面的周长为带的基准长度L d。
V带和带轮有两种尺寸制，即有效宽度制和基准宽度制。
基准宽度制是以V带的节宽为特征参数的传动体系。
普通V带和SP型窄V带为基准宽度制传动用带。
按GB/T11544-97规定，普通V带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，截面高度与节宽的比值为；窄V带分为SPZ、SPA、SPB、SPC 四种，截面高度与节宽的比值为。
带的截面尺寸如表8-1所示，基准长度系列如表8-2所示。
窄V带的强力层采用高强度绳芯，能承受较大的预紧力，且可挠曲次数增加，当带高与普通V带相同时其带宽较普通V带小约1/ 3,而承载能力可提高~倍。
在传递相同功率时，带轮宽度和直径可减小，费用比普通V带降低20~40％，故应用日趋广泛。
V带的型号和标准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用。
例：B2240 GB/T11544-97,表示B 型V 带，带的基准长度为2240mm 。
表8-1 V 带的截面尺寸（摘自GB/T11544-97） (mm)注：在一列中有两个数据的，左边一个对应普通V 带、右边一个对应窄V 带。
下同。
二、V 带轮的材料和结构制造V 带轮的材料可采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料，以灰铸铁应用最为广泛。
当带速v 不大于25m/s 时，采用HT150，v ＞25~30m/s 时采用HT200，速度更高的带轮可采用球墨铸铁或铸钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮。
小功率传动可采用铸铝或工程带 型 节宽 b p 顶宽b 高 度 h 质量q ( kg / m)楔角θ普通V 带 窄V 带Y 6 440°Z SPZ 10 6 8 ASPA 13 8 10 B SPB 17 11 14 C SPC 22 14 18 D 32 19 E3823图8-5 V 带的节面和节线塑料。
带轮由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。
V带轮按轮辐结构不同分为四种型式，如图8-6所示。
带轮基准直径d d≤（~3）d0（d0为带轮轴直径）时可采用S型(实心带轮,图a)；d d ≤300mm时可采用P型（腹板式带轮，图b）；且当d d－d1≥100mm时，可采用H型（孔板式带轮，图c）；d d＞300mm时可采用E型（轮辐式带轮，图d）。
每种型式根据轮毂相对腹板（轮辐）位置不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等几种，带轮的结构尺寸如表8-3所示。
带轮的轮缘尺寸如表8-4所示。
表中b d表示带轮轮槽的基准宽度，通常与V带的节面宽度b p相等，即b d = b p。
基准宽度处带轮的直径称为基准直径d d，如表8-4中的插图所示。
V带轮的基准直径系列如表8-5所示。
表8-2 V带的基准长度系列及长度系数K L（摘自GB/）表8-3 V带轮的结构尺寸表8-4 V带轮的轮缘尺寸（摘自GB/ T13575. 1—92）(mm)项目符号槽型Y Z SPZ A SPA B SPB C SPC D E 基准宽度b d基准线上槽深h a min基准线下槽深h fmin槽间距e8±12±15±19±25. 5±37±±槽边距f min679162328最小轮缘厚δmin56101215带轮宽B B = (z－1) e + 2 f z —轮槽数外径d a d a= d d＋2 h a轮槽角 320相应的基准直径d d≤60——————340—≤80≤118≤190≤315——360>60————≤475≤600 380—>80>118>190>315>475>600偏差±30＇表8-5 V带轮的基准直径系列（摘自GB/T ）(mm)注: *只用于普通V带第三节V带传动工作能力分析一、带传动的受力分析带以一定的预紧力套在带轮上。
静止时带轮两边的拉力相等，均为预紧力F0，如图8-7a)所示。
负载转动时，由于带与带轮接触面摩擦力的作用，带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，紧边的拉力由F 0增加到F 1；另一边被放松，称为松边，拉力由F 0降至F 2。
如图8-7b)所示。
紧边与松边拉力的差值（F 1－F 2）为带传动中起传递力矩作用的拉力，称为有效拉力F 即：F = F 1－F 2 (8-1)若带传递功率为P （KW ）、带速为v （m/s ）则：vPF 1000=N (8-2) 如果近似的认为工作前后胶带总长不变，则带的紧边拉力增量应等于松边拉力的减少量，即F 1－F 0＝F 0－F 2 ，即：0212F F F =+ (8-3) 由式（8-1）、（8-3）得：⎩⎨⎧+=+=220102FF F F F F (8-4)二、带传动的应力分析带在工作过程中主要承受拉应力，离心应力和弯曲应力三种应力。
三种应力迭加后，最大应力发生在紧边绕入小带轮处，其值为：c b σσσσ++=11max ≤[]σ （8-5）式中：σ1 = F 1/A 为紧边拉应力(MPa), A 为带的横截面积(mm 2)；σb 1= Eh /d d 为带绕过小带轮时发生弯曲而产生的弯曲应力, E 为带的弹性模量(MPa),h 为带的高度(mm),d d 为带a) b)轮的基准直径(mm)；σC =qv/A 为带绕带轮作圆周运动产生的离心应力，q 为每米长带的质量（kg /m ），见表（8-1）。
在带的高度h 一定的情况下，d d 越小带的弯曲应力就越大，为防止过大的弯曲应力对各种型号的V 带都规定了最小带轮直径d min 如表8-6所示。
表8-6 V 带轮的最小基准直径三、带的弹性滑动和打滑 1.弹性滑动由于带传动存在紧边和松边，在紧边时带被弹性拉长，到松边时又产生收缩，引起带在轮上发生微小局部滑动，这种现象称为弹性滑动。
弹性滑动造成带的线速度略低于带轮的圆周速度，导致从动轮的圆周速度v 2低于主动轮的圆周速度v 1,其速度降低率用相对滑动率ε表示。
相对滑动率ε＝~,故在一般计算中可不考虑，此时传动比计算公式可简化为：1221d d d d n n i == （8-6） 2.打滑与极限有效拉力当外载较小时，弹性滑动只发生在带即将由主、从动轮离开的一段弧上。
传递外载增大时，有效拉力随之加大，弹性滑动区域也随之扩大，当有效拉力达到或超过某一极限值时，带与小带轮在整个接触弧上的摩擦力达到极限，若外载继续增加，带将沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。
此时主动轮还在转动，但从动轮转速急剧下降，带迅速磨损、发热而损坏，使传动失效。
所以必须避免打滑，在设计时应限制带的最大拉力。
当带有打滑趋势时，带与带轮间的摩擦力达到极限值，即有效拉力达到最大值，这时可由欧拉公式推导得极限有效拉力为：)11(1lim αf e F F -= （8-7） 式中：e 为自然对数的底， 718.2=e ；f 为摩擦系数（V 带用当量摩擦系数v f 代替f ，)2/sin(/ϕf f v =）；α为包角，即带与带轮接触弧对应的中心角（rad ），因大带轮包角总是大于小带轮包角，故这里应取α为小带轮包角。
第四节 普通V 带传动设计计算一、设计准则和单根V 带的额定功率 1.设计准则根据带传动工作能力分析可知，带传动的主要失效形式有：①带在带轮上打滑，不能传递动力；②带发生疲劳破坏（经历一定应力循环次数后发生拉断、撕裂、脱层）。
因此带传动的设计准则为：①带在传递规定功率时不发生打滑,即满足式（8-7）。
②具有一定的疲劳强度和寿命,即满足式（8-5）。
2.单根V 带所能传递的额定功率。
经推导可得单根V 带所能传递的额定功率为： 31010)/11)(]([----=Av e P v f c b ασσσ （8-8）式中：v 为带速m/s 。
在特定带长、使用寿命、传动比(i=1、︒=180α)以及在载荷平稳条件下，通过疲劳试验测得带的许用应力[]σ后，代入式（8-8）便可求出特定条件下的P 0值，见表8-7。
