第8章 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。

V↑→寿命Nh↓ V↑→бc↑→带与轮间压力↓ V≈20m∕s
§4 V带轮设计 自学 自学思考题： 1． 带轮槽角与V带楔角是否相等？若不等，那个大？那个小？为 什么？ 2．V带轮轮毂宽度是依据什么来确定的？它与轮缘宽度之间有无
必然联系？ §5 V带传动的张紧装置
自学 自学思考题：V带轮张紧有哪些方法？其应用场合如何？
第八章 带传动
主要内容：
1.带传动的工作原理、特点和应用。 2.带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑。 3.V带传动的设计准则和设计方法。
重点和难点：
1.带传动的工作原理。 2.平带传动与V带传动的特点比较。 3.欧拉公式的物理意义。 4.弹性滑动与打滑的本质。 5.V带传动的设计计算。
§1 概述 1、 带传动的工作原理
§6 V带的适用于维护（补充） 1） 正确安装带轮； 2） 轴应有足够的刚度； 3） 带在轮槽中应有正确位置； 4） 成组使用的V带长度应经过挑选，长短不应相差太大； 5） 避免新、旧带混用，以免使带受力不均； 6） V带不可与油接触，避免在阳光下直接暴晒； 7） 避免在有爆炸危险的场合使用。
接触弧 有效拉力↑→滑动弧↑→ε↑ 打滑：当静弧等于零时，带与带轮之间产生全面的相对滑动，这 种现象称为打滑。必须避免。
主动轮小与从动轮→主动轮接触弧长小于从动轮→打滑首先发 生于主动轮上（小轮上）
§3 V带传动的设计计算 1、 失效形式、设计准则和单根V带的许用功率 1． 失效形式：过载打滑、疲劳断带 2． 设计准则：保证带传动不打滑且具有一定的疲劳强度或寿 命。 3． 单根V带的许用功率 在实验条件下确定单根V带得P0(基本额定功率) 实验条件 实验条件与实验条件不相同时→修正法（系数法） 2、 原始数据及设计内容 原始数据：P、n1、n2（或n1、i），工作条件和要求等。 设计内容：带的型号、长度、根数、带传动中心距、带轮直径及 结构。 3、 设计步骤和方法 1. 确定计算功率Pca Pca=KA×P ∟工作情况系数 T8—6∕p151 2. 选择带的型号 Pca 、N1 → F8-8, F8-9∕p152→ 型号 注意：若Pca、n1坐标交点恰好位于两种型号交接区域时，应两种 型号同时计算，比较最后结果，取优者。 3. 确定主动轮直径D1、计算从动轮直径D2 型号→ T8-3∕p145, T8-7∕p153→ D1≥ddmin(可初选D1=min) 验算带速：V=πD1n1∕60×1000 ， 应使Vmin≥5m∕S，且： 普通V带： Vmax≤25～ 30m∕S 窄V带： Vmax≤30～40m∕S D2≈iD1 按F8-7∕p153 圆整

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第二节 带传动的受力分析及运动特性 一、传动的主要几何参数 带传动的主要几何参数有中心距a、带长L（V 带为Ld）、包角α和带轮基准直径d等，如图8.6所 示。
图8.6 带的几何参数
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二、带传动的受力分析 带以一定的初拉力张紧在两带轮上，使带与带 轮接触面上产生正压力。带传动未工作时，带的两 边都受到相同的初拉力F0,如图8.7（a）。带传动 工作时，主动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向一 致；从动轮对带的摩擦力Ff与带的运动方向相反， 如图8.7（b)，这样，传动带两边的拉力就不相等。
因此，带传动的传动比i和转速n2应为
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第四节 普通V带传动计算 一、带的规格 通V带为无接头的环形橡胶带，由伸张层（顶 胶）、强力层（抗拉体）、压缩层（底胶）和包布 层（胶帆布）组成如图8.11。
图8.11
V带的结构
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图8.12
V带的节线和节面
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表8.1
普通V带截面尺寸（GB 11544—89）
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三、带轮结构尺寸 带轮结构如图8.15。带轮基准直径较小时，常 采用实心式结构，代号为S，如图8.15(a)；中等直 径小于350 mm的带轮可采用腹板式结构，代号为 P如图8.15(b)；若腹板面积较大时，在板上加工出 孔，为孔板式，代号为H如图8.15(c)；直径大于35 0 mm时，可采用轮辐式结构，如图8.15(d)。
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二、带传动的主要失效形式及设计准则 （1）主要失效形式 1）打滑 当传递的圆周力F超过了带与带轮之 间摩擦力总和的极限时，发生过载打滑，使传动失 效。 2）疲劳破坏 传动带在变应力的长期作用下 ，因疲劳而发生裂纹、脱层、松散，直至断裂。
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（2）设计准则 带传动的设计准则是：保证带传动不发生打滑 的前提下，充分发挥带传动的能力，并使传动带具 有一定的疲劳强度和寿命。

设带的总长不变，则紧边拉力的增量应等于松边拉力的减量：
F1 + F2 = 2 F0
①取绕在主动轮一侧的带为分离体：
F2 Ff
O1
T=0
D1 D1 D1 Ff F2 F1 0 2 2 2
n1
Ff F1 F2
上式表明：摩擦力Ff 提供了松边、紧边的拉力差。
主动轮
F1
②取主动轮及绕于其上的带为分离体：
2）V带
应用最广的带传动，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。
普通V带
窄V带
宽V带
FQ
FN FQ
/2
平带传动----平面摩擦
FN= FQ
摩擦力: F f = FN f = f FQ
Ｖ带传动----槽面摩擦
FN sin /2 FQ= 2 2
/2
FN=
FQ
sin /2
三、带传动的特点(主要针对摩擦型）
优点：
☻ 缓冲，吸振，平稳无噪音。
用于高速轴：★电机→带传动→齿轮传动→工作机 ☻ 适宜远距离传动。
☻ 过载时打滑可防止其它零件损坏。
☻结构简单、成本低廉。
缺点：
☻有弹性滑动，传动比不稳定。 ☻带的寿命较短，传动效率较低。 ☻需要张紧装臵。
☻ 不宜用于高温、易燃、易爆场合。
中性层
bp 节宽bp：节面的宽度。
节面
dd
带轮槽宽尺寸等于带的节宽bp处的直径---基准直径dd
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度---带的基准长度Ld
表8-2 V带的基准长度系列及长度系数KL 基准长度 KL 基准长度 KL Ld / mm Y Z Ａ Ｂ Ｃ Ld / mm Ｚ Ａ Ｂ Ｃ 200 0.81 2000 1.08 1.03 0.98 0.88 224 0.82 2240 1.10 1.06 1.0 0.91 250 0.84 2500 1.30 1.09 1.03 0.93 280 0.87 2800 1.11 1.05 0.95 315 0.89 3150 1.13 1.07 0.07 355 0.92 3550 1.17 1.07 0.97 400 0.96 0.79 4000 1.10 1.13 1.02 450 1.00 0.80 4500 1.15 1.04 500 1.02 0.81 5000 1.18 1.07 560 0.82 5600 1.09 630 0.84 0.81 6300 1.12 710 0.86 0.83 7100 1.15 800 0.90 0.85 8000 1.18 900 0.92 0.87 0.82 9000 1.21 1000 0.94 0.89 0.84 10000 1.23 1120 0.95 0.91 0.86 11200 1250 0.98 0.93 0.88 12500 1400 1.01 0.96 0.90 14000 1600 1.04 0.99 0.92 0.83 16000 1800 1.06 1.01 0.95 0.86