第11章帶傳動

1、原動機(jī)部分傳動部分執(zhí)行部分 控制部分輔助部分機(jī)器的組成電傳動電傳動液、氣傳動摩擦傳動嚙合傳動機(jī)械傳動帶傳動的工作原理帶傳動的工作原理：由兩個或多個帶輪，帶（中由兩個或多個帶輪，帶（中間拉曳件），借助零件間的摩擦（或嚙合）來傳遞間拉曳件），借助零件間的摩擦（或嚙合）來傳遞運(yùn)動和動力。運(yùn)動和動力。11.1 11.1 概述概述帶傳動的分類帶傳動的分類 ：多楔帶傳動同步帶傳動帶傳動平帶傳動V帶傳動的分類帶傳動的分類123n2n1常用的傳動形式、應(yīng)用范圍見表常用的傳動形式、應(yīng)用范圍見表11.111.1。11.1.1 11.1.1 傳動形式傳動形式兩軸交錯，不能逆轉(zhuǎn)半交叉?zhèn)鲃觾奢S平行，轉(zhuǎn)向相反交叉?zhèn)鲃觾奢S

2、平行，轉(zhuǎn)向相同開口傳動11.1.2 11.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)11.1.3 11.1.3 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍V=525m/s; P500kw; P700kw(V帶）帶）多級傳動中，帶布置在高速級。為什么？11.2.2 V11.2.2 V帶和帶輪帶和帶輪11.2 帶和帶輪11.2.1 11.2.1 平帶和帶輪平帶和帶輪1 1 V V帶帶。帶等寬帶小約比普通帶高度相同時，寬度窄七種型號、帶：普通30VVVEAZYVV帶的構(gòu)造：帶的構(gòu)造：見圖見圖11.3基準(zhǔn)長度：基準(zhǔn)長度： 在規(guī)定的張緊力下，沿帶的節(jié)寬巡行一周，在規(guī)定的張緊力下，沿帶的節(jié)寬巡行一周，測得的帶周長。測得的帶周長。V V帶的基

3、準(zhǔn)長度見圖帶的基準(zhǔn)長度見圖11.411.4。V V帶的截面尺寸帶的截面尺寸和帶輪的輪轂尺寸和帶輪的輪轂尺寸見表見表11.411.4圖圖 節(jié)面節(jié)面帶中長度和寬度尺寸與自由狀態(tài)相比保持帶中長度和寬度尺寸與自由狀態(tài)相比保持不變的那個面。不變的那個面。節(jié)面的寬度。節(jié)面的寬度。節(jié)寬節(jié)寬b bp p基準(zhǔn)直徑（帶輪）基準(zhǔn)直徑（帶輪）D DV V帶輪上，與所配用的帶輪上，與所配用的V V帶節(jié)面帶節(jié)面寬度相對應(yīng)的帶輪直徑。寬度相對應(yīng)的帶輪直徑?；鶞?zhǔn)直徑也稱基準(zhǔn)直徑也稱計(jì)算直計(jì)算直徑（徑（P180)P180)節(jié)面圖節(jié)面圖11.2.3 11.2.3 帶輪輪輻計(jì)算帶輪輪輻計(jì)算 V V帶的楔角為帶的楔角為40400 0

4、 ，帶輪的楔角應(yīng)，帶輪的楔角應(yīng)40400 0。?11.3 帶傳動的幾何計(jì)算帶傳動的幾何計(jì)算 帶傳動的主要幾何參數(shù)帶傳動的主要幾何參數(shù) : : ，L, DL, D1 1 D D2 2 ,a ,a 等等. .21圖11.7 開口傳動中的幾何關(guān)系60180121aDD （11.4）a22cos222)(21212aDaDDDDLm （11.2）228)(414mmDLDLa （11.3）對于V帶傳動，帶長應(yīng)為基準(zhǔn)長度Ld。212)2(211cos,2DD在上式中：212DDDm212DD 1 1帶傳遞的力帶傳遞的力11.4 11.4 帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)11.4.1 11.4.1 作用力

5、分析作用力分析張緊力張緊力 F F0 0松邊拉力松邊拉力F F2 2 緊邊拉力緊邊拉力F F1 1211緊邊緊邊-帶繞進(jìn)主動輪的一帶繞進(jìn)主動輪的一邊被拉緊邊被拉緊有效拉力有效拉力FvPFFF100021 (11.5)聯(lián)立式11.5和11.6，得到：211qveFeF221qveFF (11.6)eqvFqvF22212 2由離心力所產(chǎn)生的拉力由離心力所產(chǎn)生的拉力2qvFc圖11.9 帶運(yùn)動時產(chǎn)生的拉力計(jì)算簡圖VDmin。2)最大應(yīng)力發(fā)生最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入在緊邊進(jìn)入小帶輪處。小帶輪處。 1 1帶的彈性滑動和打滑帶的彈性滑動和打滑11.4.3 11.4.3 彈性滑動、打滑和滑動率彈性滑動、打滑

6、和滑動率彈性滑動：彈性滑動：圖11.12 帶傳動中的彈性滑動帶為彈性體，由于帶為彈性體，由于摩摩擦力擦力使帶的兩邊使帶的兩邊拉力不拉力不等等，發(fā)生不同程度的拉，發(fā)生不同程度的拉伸變形，使帶和帶輪間伸變形，使帶和帶輪間產(chǎn)生產(chǎn)生相對滑動。相對滑動。b僅發(fā)生在帶從主從動輪上離開前的那一部分接觸弧上。后果：后果：1) v1) v2 2vv1 1; 2) ; 2) 效率降低；效率降低；3 3）引起帶的磨損等。）引起帶的磨損等。 滑動率滑動率從動輪的圓周速度相對于主動輪從動輪的圓周速度相對于主動輪 的降低率的降低率。一般=12 2112)1 (nnDD2112)1 (DnDniDDnDnDnDnDnDvv

7、v1111211221122111211 1160 1000Dnv22260 1000D nv帶速帶速v=v1傳動比)1 (1221DDnni2 2、打滑、打滑總結(jié)：1）打滑是過載造成的，打滑是可以避免的。2）打滑過程中：，v2，傳動失效。3） ，磨損， 打滑必須避免。214）打滑首先發(fā)生在小帶輪上。（ ）區(qū)別：彈性滑動是帶傳動的固有特性，是不可避免的。打滑是一種失效形式，是可以避免的，必須避免。載荷F，（F1-F2），彈性滑動區(qū)，1。11整個包角內(nèi)全面的相對滑動“打滑”。當(dāng)當(dāng) 設(shè)計(jì)依據(jù)：設(shè)計(jì)依據(jù)：在在不打滑不打滑的前提下，具有的前提下，具有一定的一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。疲勞強(qiáng)度和壽命。11.4

8、.4 帶傳動的疲勞強(qiáng)度帶傳動的疲勞強(qiáng)度主要失效形式主要失效形式：打滑和疲勞破壞打滑和疲勞破壞由于過載引起由于過載引起的帶在帶輪上的全的帶在帶輪上的全面滑動。面滑動。打滑打滑思考：帶的彈性滑動和思考：帶的彈性滑動和打滑有何區(qū)別？打滑有何區(qū)別？圖11.12 帶傳動中的彈性滑動11maxbmdhpmLvtzCNC360022111()(1)()(1)100010001000( ) (1)1000uuubcFqvevAqvevFvPAevKW(11.16)11.4.5 11.4.5 提高帶傳動工作能力的措施提高帶傳動工作能力的措施3 .3 .適當(dāng)增大張緊力適當(dāng)增大張緊力1 1增大增大2 . 2 . 增

9、大包角增大包角帶傳動的張緊裝置見帶傳動的張緊裝置見P198表表11.150dvdPlim158. 03vqFvopt 最佳轉(zhuǎn)速：最佳轉(zhuǎn)速：5. 5. 采用新型帶傳動采用新型帶傳動6. 6. 采用高強(qiáng)度帶材料采用高強(qiáng)度帶材料4. 使帶在靠近最佳速度下工作使帶在靠近最佳速度下工作qAqFvb)(11lim021 qvF由(11.16) 極限轉(zhuǎn)速：極限轉(zhuǎn)速：11.5.2 V11.5.2 V帶傳動設(shè)計(jì)及參數(shù)的選擇帶傳動設(shè)計(jì)及參數(shù)的選擇設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)V V帶傳動帶傳動原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)：P, nP, n1 1, i , i ,動力機(jī)，工作機(jī)的工況，傳動外廓動力機(jī)，工作機(jī)的工況，傳動外廓尺寸要求等。尺寸要求等。

10、11.5 V11.5 V帶傳動設(shè)計(jì)帶傳動設(shè)計(jì)驗(yàn)算：包角，帶速驗(yàn)算：包角，帶速;計(jì)算計(jì)算: a, F0,Q帶帶：型號、根數(shù)，：型號、根數(shù)，Ld; 帶輪帶輪：材料、結(jié)構(gòu)、直徑等：材料、結(jié)構(gòu)、直徑等 工作圖；工作圖；1. 1. 定帶的型號定帶的型號PKPAc 計(jì)算功率計(jì)算功率 彎曲應(yīng)力是引起帶疲勞損壞的重要原因。彎曲應(yīng)力是引起帶疲勞損壞的重要原因。D D1 1不可太小，表不可太小，表11116 6給出了給出了D Dminmin. .D D1 1的選取，參考圖的選取，參考圖11.1511.15和表和表11118 8取取. . 2. 帶輪直徑帶輪直徑D D1 1 、D D2 2D D1 1越小越小，1b

11、越大越大設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：（1 1）型號）型號：由Pc和n1選取。圖圖11.1511.15D12112)1 (nnDD D D2 2 定后，驗(yàn)算定后，驗(yàn)算n n2 2 相對誤差是否相對誤差是否5 5以內(nèi)。以內(nèi)。 計(jì)算后，取推薦的標(biāo)準(zhǔn)值（計(jì)算后，取推薦的標(biāo)準(zhǔn)值（P180P180）3. 3. 驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速10006011dnv（m/s） 5m/s25m/s 。4. 4. 確定帶長確定帶長LdLd（1 1）初取中心距）初取中心距a a0 0)(2)(55. 02121DDahDD初步計(jì)算帶長初步計(jì)算帶長L L0 0(2)(2)確定帶長確定帶長L Ld daL4)D(D2DD(2a212)210

12、0參考參考L L0 0選基準(zhǔn)長度選基準(zhǔn)長度Ld(Ld(見圖見圖11.4)11.4)。5.5.求中心距求中心距a a和驗(yàn)算包角和驗(yàn)算包角1 1228)(41)(41mmDLDLa安裝、調(diào)整及補(bǔ)償安裝、調(diào)整及補(bǔ)償F F0 0的需要：的需要：(a-0.015Ld)(a-0.015Ld)(a+0.03Ld)a+0.03Ld)小帶輪包角：小帶輪包角：12060180121aDDLckkPPPz)(006. 求帶根數(shù)求帶根數(shù)z z7. 7. 求軸上載荷求軸上載荷F FQ Q（1）合適的F0202.5)500(cPkFqvvzkZ Z 應(yīng)取整數(shù)，應(yīng)取整數(shù)，z8z88 . 8 . 帶輪結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu)（2 2）軸

13、上載荷）軸上載荷F FQ Q2sin210zFFQ 圖11.17 作用于帶輪上載荷的計(jì)算簡圖帶輪材料v30m/s HT200 ，HT150高速用鑄鋼或鋼制帶輪 v45m/s注： D基準(zhǔn)直徑 小帶輪直徑不能太小D1Dmin 帶輪楔角小于40。 D已系列化結(jié)構(gòu)輪緣：與帶相連部分輪轂：安裝在軸上部分輪輻：聯(lián)接部分實(shí)心式：小直徑腹板式：中等直徑輪輻式：大直徑小功率用鑄鋁或塑料11.7 11.7 帶傳動的帶傳動的張緊裝置張緊裝置兩軸平行或傾斜不大垂直或接近垂直1、定期張緊1、帶傳動的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則各是什么？、帶傳動的主要失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則各是什么？2、為什么彈性滑動是帶傳動的固有特性？彈性滑、為

14、什么彈性滑動是帶傳動的固有特性？彈性滑動對傳動有何影響？動對傳動有何影響？3、帶傳動中，打滑常在什么情況下發(fā)生？打滑多、帶傳動中，打滑常在什么情況下發(fā)生？打滑多發(fā)生在大輪上還是小輪上？剛開始打滑前，緊邊拉發(fā)生在大輪上還是小輪上？剛開始打滑前，緊邊拉力與松邊拉力有什么關(guān)系？力與松邊拉力有什么關(guān)系？4、帶傳動的彈性滑動與打滑主要區(qū)別是什么？、帶傳動的彈性滑動與打滑主要區(qū)別是什么？影響帶傳動工作能力的因素有哪些？影響帶傳動工作能力的因素有哪些？5、當(dāng)帶傳遞的功率一定時，采用較大的小帶輪直、當(dāng)帶傳遞的功率一定時，采用較大的小帶輪直徑徑D1，其主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？，其主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？6、帶傳動的圓周速度

15、帶傳動的圓周速度v為什么控制在為什么控制在525m/s之之間？間？8、帶傳動設(shè)計(jì)時，帶的型號根據(jù)什么來選??？、帶傳動設(shè)計(jì)時，帶的型號根據(jù)什么來選??？9、設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)V帶傳動時，若算出的帶根數(shù)帶傳動時，若算出的帶根數(shù)Z太多，則減太多，則減少少Z的有效辦法是什么？的有效辦法是什么？10、增大張緊力可使帶和帶輪間摩擦力增加，但為、增大張緊力可使帶和帶輪間摩擦力增加，但為什么帶傳動不能過大地增大張緊力來提高傳動能力，什么帶傳動不能過大地增大張緊力來提高傳動能力，而是把張緊力控制在一定數(shù)值上？而是把張緊力控制在一定數(shù)值上？11、張緊力的大小對帶傳動工作能力有何影響？、張緊力的大小對帶傳動工作能力有何影響？

16、12、有、有A、B兩組普通兩組普通V帶傳動，已知帶輪直徑、帶帶傳動，已知帶輪直徑、帶的型號、根數(shù)及轉(zhuǎn)速都相同，而的型號、根數(shù)及轉(zhuǎn)速都相同，而A組的帶長為組的帶長為B組組帶長的兩倍，問哪組帶長的兩倍，問哪組V帶的承載能力強(qiáng)？為什么？帶的承載能力強(qiáng)？為什么？14、帶傳動工作時，帶上應(yīng)力由哪些應(yīng)力組成，、帶傳動工作時，帶上應(yīng)力由哪些應(yīng)力組成，最大應(yīng)力發(fā)生在什么位置？最大應(yīng)力發(fā)生在什么位置？15、帶傳動中，為什么要限制包角的最小值？如、帶傳動中，為什么要限制包角的最小值？如何增大包角？何增大包角？16、帶傳動中，為什么要限制傳動的最小中心距？、帶傳動中，為什么要限制傳動的最小中心距？選取中心距時要考慮

17、哪些問題？選取中心距時要考慮哪些問題？帶截面尺寸21圖11.7 開口傳動中的幾何關(guān)系頂膠承載層底膠包布簾布芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)圖11.3 帶的構(gòu)造 帶彎曲時，從剖面看，頂膠變窄，底膠變寬，在頂帶彎曲時，從剖面看，頂膠變窄，底膠變寬，在頂膠和底膠之間的某個位置處寬度不變膠和底膠之間的某個位置處寬度不變節(jié)面的寬度。節(jié)面的寬度。節(jié)寬節(jié)寬b bp p帶的節(jié)面圖11.9 帶運(yùn)動時產(chǎn)生的拉力計(jì)算簡圖圖11.11 帶的應(yīng)力分布從動主動1212最大應(yīng)力發(fā)生最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊進(jìn)入小帶輪處。在緊邊進(jìn)入小帶輪處。圖11.12 帶傳動中的彈性滑動FN圖平帶和帶的比較 FN 1001251602002503154005006

18、3080010001250160020002500315040001.252.03.155.08.012.520.031.550.080.0125.0200.01.62.546.31016254063100160計(jì)算功率Pc/kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1(r/min)圖11.15 普通V帶型號的選擇缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1)1)有彈性滑動和打滑，效率低，不能保持準(zhǔn)確有彈性滑動和打滑，效率低，不能保持準(zhǔn)確的傳動比；的傳動比；2)2)傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上壓力比嚙合傳動大；上壓力比嚙合傳動大；3)3)帶的壽命較短。帶的壽命較短。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)1)緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)

19、，無噪聲；緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲；2)2)過過載打滑，可起保護(hù)作用；載打滑，可起保護(hù)作用；3)3)制造、安裝精度不象制造、安裝精度不象嚙合傳動那么嚴(yán)格；嚙合傳動那么嚴(yán)格；4)4)可增加帶長以適應(yīng)中心距大可增加帶長以適應(yīng)中心距大的工作條件。的工作條件。2.按帶的截面分按帶的截面分 平帶平帶傳動傳動底面是工作面底面是工作面，可實(shí)現(xiàn)多種形式，可實(shí)現(xiàn)多種形式 的傳動的傳動 帶傳動帶傳動帶帶兩側(cè)面是工作面兩側(cè)面是工作面，當(dāng)量摩擦，當(dāng)量摩擦 系數(shù)大，承載力大，只用于開口傳動系數(shù)大，承載力大，只用于開口傳動 多楔帶多楔帶傳動具平、帶的優(yōu)點(diǎn)傳動具平、帶的優(yōu)點(diǎn)同步帶同步帶傳動具帶與鏈傳動的特點(diǎn)傳動具帶與

20、鏈傳動的特點(diǎn)圖11.1 帶傳動的類型同步帶多楔帶帶平帶平帶平帶 Flat Belts 普通普通V帶帶 Conventional多楔帶多楔帶 Ribbed Belts 同步帶同步帶(RUBBER) Round Tooth(STPD)圓形圓形Round普通普通V帶帶Conventional窄窄V帶帶Narrow雙面齒同步帶雙面齒同步帶(RUBBER) Double sided同步帶同步帶(RUBBER) Round Tooth(STPD)圓弧齒同步帶圓弧齒同步帶(RUBBER) Round Tooth (HTD)包布包布V帶帶 Wrapped V-belts同步帶同步帶 Synchronous B

21、elts變速變速V帶帶Variable Speed六角帶六角帶 Hexagonal異型帶異型帶 Rugged基本要求1.1.熟悉帶傳動的工作原理、傳動特點(diǎn)熟悉帶傳動的工作原理、傳動特點(diǎn)2.2.熟悉帶傳動受力分析、彈性滑動與打滑熟悉帶傳動受力分析、彈性滑動與打滑現(xiàn)象和帶傳動的失效形式現(xiàn)象和帶傳動的失效形式3.3.掌握掌握v v帶傳動的設(shè)計(jì)方法帶傳動的設(shè)計(jì)方法4.4.掌握提高帶傳動承載能力的措施掌握提高帶傳動承載能力的措施5.5.了解各種類型帶傳動的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)了解各種類型帶傳動的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)和應(yīng)用，并加以比較。著重了解平帶傳和應(yīng)用，并加以比較。著重了解平帶傳動與動與v v帶傳動的特點(diǎn)帶傳動的

22、特點(diǎn)返回返回重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：重點(diǎn)：帶傳動的工作原理；帶傳動的工作原理；V V帶傳動的特點(diǎn)、帶傳動的特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；彈性滑動和打滑理論；彈性滑動和打滑理論；受力分析、應(yīng)受力分析、應(yīng)力分析；帶傳動的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則；普力分析；帶傳動的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則；普通通V V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算。帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算。難點(diǎn)：難點(diǎn)：帶傳動的受力分析；彈性滑動與打滑；帶傳動的受力分析；彈性滑動與打滑；普通普通V V帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法。帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法。返回返回11.2 11.2 帶和帶輪帶和帶輪11.1 11.1 概述概述11.3 11.3 帶的幾何計(jì)算帶的幾何計(jì)算11.4 11.4 帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)帶傳動的計(jì)算基礎(chǔ)11.5 V11.5 V帶傳動設(shè)計(jì)帶傳動設(shè)計(jì)11.4.5 V11.4.5 V帶傳動與平帶傳動比較帶傳動與平帶傳動比較 圖平帶和帶的比較FN FN平帶：平帶： QFFV V帶：帶： )2cos2sin(2FFNQQvQNF2cos2sinFF2F與平帶傳動相比與平帶傳動相比V V帶的帶的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）在同樣的張力下產(chǎn)生較大的摩擦力）在同樣的張力下產(chǎn)生較大的摩擦力( (楔形增壓原理楔形增壓原理) )；（2 2）V V帶傳動適用于短中心距和傳動比較大的情況；帶傳動適用于短中心距和傳動比較大的