机械设计基础第七章 带传动.

机械设计基础掌握皮带传动的基本概念皮带传动是一种常见且重要的机械传动方式，广泛应用于各类机械设备。

本文将介绍皮带传动的基本概念，包括皮带传动的原理、特点以及应用等方面。

一、皮带传动原理皮带传动是利用带状零件（即皮带）将动力从一个轴传递到另一个轴的一种传动方式。

它通过摩擦力将动力传递给被传动轴，实现机械设备的运转。

主要由驱动轮（即主动轮）和被动轮（即从动轮）组成，通过张紧装置保持皮带的适当紧度。

二、皮带传动的特点1. 弹性缓冲：皮带传动具有较好的弹性，能够在不同转速下缓冲传动中的冲击和振动，降低机械设备的噪音；2. 传动比变化范围广：通过更换不同规格的皮带和调整驱动轮和被动轮的直径，可以实现不同传动比的变化，适应不同工况要求；3. 传动效率高：皮带传动的摩擦损失相对较小，传动效率较高，一般可达到95%以上；4. 安装、维护方便：皮带传动结构简单，安装、维护相对方便，更换和调整皮带相对简单快捷；5. 传动平稳可靠：皮带传动通过较大的接触面积实现传递动力，传动过程中没有冲击和滑动，传动稳定可靠。

三、皮带传动的应用皮带传动广泛应用于各类机械设备，特别是传动功率较大、传动距离较长、转向要求较多的场合。

以下是几个常见的应用领域：1. 汽车工业：皮带传动在汽车引擎中用于传递动力给发电机、空调压缩机、水泵等附件，保证汽车正常运行；2. 工程机械：装载机、挖掘机等工程机械中采用皮带传动，用于传递动力给液压系统、动力传动系统等；3. 矿山冶金：皮带传动在矿山和冶金行业中广泛应用，用于输送原料、煤矿等，实现物料的运输；4. 电力工业：发电厂的发电机组、输电线路等都使用皮带传动，用于传递动力和实现电能转换；5. 农业机械：农业机械中的联合收割机、拖拉机等也采用皮带传动，用于机械的运转和动力传递。

总结：皮带传动作为一种常见且重要的机械传动方式，具有弹性缓冲、传动比变化范围广、传动效率高、安装维护方便以及传动平稳可靠等特点。

机械设计基础（上）绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、 试求出下列机构中的所有速度瞬心。

(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。

题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。

各相切轮之间作纯滚动。

试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。

机械设计基础教程学习常用机械传动方式机械传动是机械设计中至关重要的一环，它是将动力源传递到被驱动部件的过程。

在机械设计中，常用的机械传动方式主要包括齿轮传动、带传动和链传动。

本文将介绍这几种常用的机械传动方式。

一、齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮的啮合实现动力传递的传动方式。

齿轮传动具有传动效率高、传动比稳定等特点，因此被广泛应用于工程机械、汽车、机床等领域。

常见的齿轮传动类型有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动等。

齿轮传动在机械设计中的应用具有重要意义，需要设计者充分考虑齿轮的传动比、齿轮材料、齿轮啮合角等因素。

二、带传动带传动是一种通过带状弹性零件传递动力的传动方式。

带传动具有传动平稳、缓冲冲击、传递功率大等优点，因此被广泛应用于农机、纺织机械等领域。

常见的带传动类型有平带传动、V带传动、链条传动等。

带传动在机械设计中应用较为广泛，需要设计者注意带的张紧力、带轮的选择等因素。

三、链传动链传动是一种通过链条的啮合实现动力传递的传动方式。

链传动具有传动效率高、传动距离长、传动精度高等特点，因此被广泛应用于摩托车、自行车等领域。

常见的链传动类型有滚子链传动、双排链传动、螺旋钢丝链传动等。

链传动在机械设计中需要注意链条的选择、链条间隙的调整等因素。

除了上述介绍的三种常用的机械传动方式，还有一些其他的传动方式也在机械设计中得到应用，如齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动等。

每种传动方式都有其特点和适用范围，设计者在实际应用中需要综合考虑工作环境、载荷条件等因素进行选择。

总结：机械传动在机械设计中具有至关重要的作用，掌握常用的机械传动方式对于设计者来说至关重要。

本文对常用的机械传动方式进行了简要介绍，其中包括齿轮传动、带传动和链传动。

设计者在选择机械传动方式时需要根据具体情况综合考虑各种因素，以确保传动效果和设计质量的目标达到。

通过学习和掌握这些机械传动方式，能够提高机械设计的水平和质量，为实际工程应用提供有力支持。

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、带传动的受力分析工作拉力带传动尚未工作时，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。

设带的总长度不变，根据线弹性假设（环形带的总长度不变，则可推出紧边拉力的增量应该等于松边拉力的减量）：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。

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 。

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；工作中有效拉力的大小取决于所传递功率的大小。

即：)(1000KW V F P e =显然承载能力的大小取决于带两端的拉力差，而不是某个力的大小。

需要传递的功率越大，需要的有效拉力越大。

二、带传动的最大有效拉力及其影响因素带传动的最大有效拉力Fec 有多大？由欧拉公式确定刚刚打滑时，带两端的拉力关系式为： 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 。

由欧拉公式可知：(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 ↑可知影响带的承载能力的因素：f 、α、0F 。

但注意各个参数都不能过大或过小。

如：初张力太大，带易断裂，拉应力增大，轴上的受力同时增大；相反，太小，易打滑。

μ太大，带轮就要作得粗糙，带易磨损；一般都采用打蜡，在带轮表面加沥青等方法加大摩擦系数。

包角与中心距有关，包角太大，中心距增大，但太大会使结构庞大。

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。

《机械设计基础》目录第一章绪论11 机械设计的基本概念12 机械设计的发展历程13 机械设计的重要性及应用领域第二章机械设计的基本原则和方法21 机械设计的基本原则211 功能满足原则212 可靠性原则213 经济性原则214 安全性原则22 机械设计的方法221 传统设计方法222 现代设计方法223 创新设计方法第三章机械零件的强度31 材料的力学性能311 拉伸试验与应力应变曲线312 硬度313 冲击韧性314 疲劳强度32 机械零件的疲劳强度计算321 疲劳曲线和疲劳极限322 影响机械零件疲劳强度的因素323 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算324 不稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算第四章摩擦、磨损及润滑41 摩擦的种类及特性411 干摩擦412 边界摩擦413 流体摩擦414 混合摩擦42 磨损的类型及机理421 粘着磨损422 磨粒磨损423 疲劳磨损424 腐蚀磨损43 润滑的作用及润滑剂的选择431 润滑的作用432 润滑剂的种类433 润滑剂的选择第五章螺纹连接51 螺纹的类型和特点511 螺纹的分类512 普通螺纹的主要参数52 螺纹连接的类型和标准连接件521 螺纹连接的类型522 标准连接件53 螺纹连接的预紧和防松531 预紧的目的和方法532 防松的原理和方法54 螺纹连接的强度计算541 松螺栓连接的强度计算542 紧螺栓连接的强度计算第六章键、花键和销连接61 键连接611 平键连接612 半圆键连接613 楔键连接614 切向键连接62 花键连接621 花键连接的类型和特点622 花键连接的强度计算63 销连接631 销的类型和用途632 销连接的强度计算第七章带传动71 带传动的类型和工作原理711 平带传动712 V 带传动713 同步带传动72 V 带和带轮721 V 带的结构和标准722 带轮的结构和材料73 带传动的工作情况分析731 带传动中的力分析732 带的应力分析733 带传动的弹性滑动和打滑74 带传动的设计计算741 设计准则和原始数据742 设计计算的内容和步骤第八章链传动81 链传动的类型和特点811 滚子链传动812 齿形链传动82 链条和链轮821 链条的结构和标准822 链轮的结构和材料83 链传动的运动特性和受力分析831 链传动的运动不均匀性832 链传动的受力分析84 链传动的设计计算841 设计准则和原始数据842 设计计算的内容和步骤第九章齿轮传动91 齿轮传动的类型和特点911 圆柱齿轮传动912 锥齿轮传动913 蜗杆蜗轮传动92 齿轮的失效形式和设计准则921 轮齿的失效形式922 设计准则93 齿轮的材料和热处理931 齿轮常用材料932 齿轮的热处理94 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算941 受力分析942 强度计算95 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算951 受力分析952 强度计算96 锥齿轮传动的受力分析和强度计算961 受力分析962 强度计算97 蜗杆蜗轮传动的受力分析和强度计算971 受力分析972 强度计算第十章蜗杆传动101 蜗杆传动的类型和特点102 蜗杆和蜗轮的结构103 蜗杆传动的失效形式和设计准则104 蜗杆传动的材料和热处理105 蜗杆传动的受力分析和强度计算106 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章轴111 轴的分类和材料1111 轴的分类1112 轴的材料112 轴的结构设计1121 轴上零件的定位和固定1122 轴的结构工艺性113 轴的强度计算1131 按扭转强度计算1132 按弯扭合成强度计算1133 轴的疲劳强度校核第十二章滑动轴承121 滑动轴承的类型和结构1211 整体式滑动轴承1212 剖分式滑动轴承1213 调心式滑动轴承122 滑动轴承的材料1221 金属材料1222 非金属材料123 滑动轴承的润滑1231 润滑剂的选择1232 润滑方式124 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第十三章滚动轴承131 滚动轴承的类型和特点1311 滚动轴承的分类1312 滚动轴承的特点132 滚动轴承的代号1321 基本代号1322 前置代号和后置代号133 滚动轴承的选择1331 类型选择1332 尺寸选择134 滚动轴承的组合设计1341 轴承的固定1342 轴承的配合1343 轴承的装拆1344 滚动轴承的润滑和密封第十四章联轴器和离合器141 联轴器1411 联轴器的类型和特点1412 联轴器的选择142 离合器1421 离合器的类型和特点1422 离合器的选择第十五章弹簧151 弹簧的类型和特点152 弹簧的材料和制造153 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十六章机械系统设计161 机械系统设计的任务和过程162 机械系统总体方案设计163 机械系统的执行系统设计164 机械系统的传动系统设计165 机械系统的支承系统设计第十七章机械设计中的创新思维171 创新思维的概念和特点172 创新思维在机械设计中的应用173 培养创新思维的方法和途径第十八章机械设计实例分析181 简单机械装置的设计实例182 复杂机械系统的设计实例183 设计实例中的经验教训和改进方向。

1．什么是弹性滑动和打滑？对带传动分别有什么影响？答：由于带的弹性及其在带轮两边的拉力差引起的相对滑动称为弹性滑动，使带传动的传动比不准确；打滑指由于某种原因机器出现过载，引起带在带轮面上的全面滑动，从动轮转速急剧降低甚至停止转动，造成传动失效。

3．带传动的主要失效形式是什么？带传动的设计准则是什么？答：带传动的主要失效形式是带在带轮面上的打滑和带的疲劳破坏。

带传动的设计准则是保证在不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和工作寿命。

4. 带传动安装时，为什么要张紧？常见的张紧装置有哪几种？答：（1）带传动工作时依靠带和带轮之间的摩擦来传递运动和动力，因此需要一定的张紧力；（2）利用电动机的自重和调整螺钉调整带的拉力实现张紧；使用张紧轮。

5. 链传动的速度不均匀性是什么原因引起的？如何减轻这种不均匀性？答：（1）刚性链节在链轮上呈多边形分布，在链条每转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性变化，链条垂直于运动方向的分速度也相应作周期性变化，从而产生“多边形效应”，使链传动的速度不均匀。

（2）选取小节距的链条，有利于降低链传动的运动不均匀性。

7. 已知V带传动传递的功率P = 7.5kW，带速v = 10m / s，测得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 e和张紧力F0。

答：9-1 机械平衡的目的是什么？在什么情况下刚性转子可以只进行静平衡？在什么情况下应该进行动平衡？刚性转子达到动平衡的条件是什么？答：（1）消除或减小离心惯性力，降低机械的周期性受迫振动，提高机械的工作精度和可靠性。

（2）对于轴向尺寸较小的盘状转子（通常是指宽径比b / D<0.2的构件），只需进行静平衡。

（3）对于轴向宽度很大的转子（b/D>0.2），需进行动平衡。

（4）满足离心惯性力之和以及惯性力偶矩之和都等于零，即⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F同时满足上述两条件所得到的平衡，则动平衡。

一、教案基本信息1. 教案名称：带传动机械基础电子教案2. 适用课程：机械原理、机械设计、传动系统等课程3. 适用年级：本科或高职4. 学时安排：每章4学时，共20学时5. 教学目标：使学生了解带传动的基本原理、类型、应用及其设计计算方法。

二、教学内容与重点1. 第一章：带传动概述带传动的定义、分类及特点带传动的组成部件带传动的主要参数2. 第二章：带传动的弹性滑动与磨损带传动的弹性滑动现象带传动磨损的原因及防止方法带传动的使用寿命3. 第三章：带传动的张紧与导向带传动的张紧方式带传动的导向装置带传动张紧与导向的影响因素4. 第四章：带传动的设计与计算带传动的设计原则带传动的设计计算步骤带传动的设计计算实例5. 第五章：带传动的应用与维护带传动的应用领域带传动的选择与安装带传动的维护与故障处理三、教学方法与手段1. 采用多媒体教学，结合实物图片、动画和视频，生动展示带传动的工作原理和特点。

2. 利用仿真软件，进行带传动动态模拟，让学生更直观地了解带传动的工作过程。

3. 开展课堂讨论，引导学生思考带传动在实际工程中的应用和优缺点。

4. 布置课后习题，巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。

四、教学评价1. 课堂互动：考察学生对带传动基本概念的理解和掌握程度。

2. 课后习题：检验学生对带传动设计和计算方法的掌握。

3. 课程设计：让学生运用所学知识解决实际问题，提高设计能力。

4. 期末考试：全面考察学生对带传动知识的掌握和运用能力。

五、教学资源1. 教材：推荐《机械设计基础》、《传动系统设计》等教材。

2. 多媒体课件：制作带传动原理、结构、应用等内容的课件。

3. 仿真软件：选用适合带传动教学的仿真软件。

4. 实物模型：展示带传动装置的实物模型，增强学生的直观感受。

5. 网络资源：搜集相关视频、动画、论文等资料，丰富教学内容。

六、第六章：带传动的效率与损耗带传动效率的定义及影响因素带传动损耗的类型及其计算提高带传动效率的方法和途径七、第七章：带传动的动态特性带传动系统的固有振动特性带传动过程中的冲击和振动带传动动态特性的影响因素及改善方法八、第八章：带传动的同步性与调节带传动同步性的概念及条件带传动同步性的实现方法带传动同步性的调节与控制九、第九章：非圆形带传动非圆形带传动的类型及其特点非圆形带传动的设计与计算非圆形带传动在实际应用中的优势和局限性十、第十章：带传动的最新发展趋势带传动技术的创新与发展带传动在新能源、高端制造等领域的应用带传动未来发展的挑战与机遇六、教学内容与重点1. 第六章：带传动的效率与损耗分析带传动效率的定义及影响因素，理解带传动在工作过程中能量的转换和损耗。