第七章帶傳動

1、攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院2022年3月1日攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院一工作原理：一工作原理：依靠帶與帶輪之間的摩擦傳遞運動和動力依靠帶與帶輪之間的摩擦傳遞運動和動力二工作特點二工作特點1緩和沖擊、吸收振動緩和沖擊、吸收振動2瞬時傳動比不穩(wěn)定瞬時傳動比不穩(wěn)定3壓軸力大壓軸力大4結(jié)構(gòu)簡單、維護方便結(jié)構(gòu)簡單、維護方便5適于遠(yuǎn)距離傳動適于遠(yuǎn)距離傳動攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院三帶的類型三帶的類型1平帶平帶工作面：內(nèi)表面工作面：內(nèi)表面分類：帆布芯平帶、編分類：帆布芯平帶、編織平帶（棉織帶、毛織帶織平帶（棉織

2、帶、毛織帶、縫合帶）、錦綸片復(fù)合、縫合帶）、錦綸片復(fù)合帶等。帶等。有接頭有接頭剖面：扁平長方形剖面：扁平長方形特點及應(yīng)用：最為簡單、在傳動中心距較大的特點及應(yīng)用：最為簡單、在傳動中心距較大的情況下應(yīng)用較多。情況下應(yīng)用較多。工作面工作面攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院2V帶帶工作面：兩側(cè)面工作面：兩側(cè)面分類分類(按形狀按形狀)：分類見下頁分類見下頁剖面：剖面：等腰梯形等腰梯形組成組成簾布芯結(jié)構(gòu)簾布芯結(jié)構(gòu)膠簾布膠簾布繩芯結(jié)構(gòu)繩芯結(jié)構(gòu)膠線繩膠線繩攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院普通帶普通帶

3、7.0bph40o環(huán)形、無接頭環(huán)形、無接頭截面積截面積小小大大其型號七種：其型號七種：YZABCDE承載能力承載能力小小大大基準(zhǔn)直徑基準(zhǔn)直徑D：節(jié)寬：節(jié)寬bp相對應(yīng)的帶輪直徑。相對應(yīng)的帶輪直徑?；鶞?zhǔn)長度基準(zhǔn)長度Ld：基準(zhǔn)直徑上的周線長度：基準(zhǔn)直徑上的周線長度攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院窄窄V帶帶寬度比普通寬度比普通V帶窄帶窄1/3，功率，功率P可增加可增加1.52.5倍倍抗拉體為合成纖維繩抗拉體為合成纖維繩9 . 0bhp其型號有四種：其型號有四種： SPZ SPA SPB SPC3圓型帶：

4、圓型帶：剖面圓型（縫紉機傳動帶）剖面圓型（縫紉機傳動帶）齒形齒形V帶帶：抗拉層為鋼絲繩或玻璃纖維繩抗拉層為鋼絲繩或玻璃纖維繩 工作面上帶齒，靠嚙合傳動工作面上帶齒，靠嚙合傳動攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院類型平帶V 帶多楔帶同步帶結(jié)構(gòu)圖 8-2a)圖 8-2b)圖 8-2c)圖 8-2d)特點結(jié)構(gòu)最簡單、易于制造傳 遞 摩 擦 力大、傳動比大、結(jié)構(gòu)較緊湊傳遞功率大

5、、摩擦力大、 柔性好傳動比準(zhǔn)確、 軸向壓力??； 但安裝和制造要求高標(biāo)準(zhǔn)化已標(biāo)準(zhǔn)化已標(biāo)準(zhǔn)化已標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用場合傳動 中 心距較大應(yīng)用廣泛傳遞 功率 較大、 結(jié)構(gòu)要求緊湊、 變載荷或沖擊較高線速度，可達 50m/s。攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院一受力分析：一受力分析：取分離體取分離體1工作前：預(yù)緊力工作前：預(yù)緊力 F0 ， F1 / F2 =12工作時：緊邊工作時：緊邊 F0 F F F0 松邊松邊 F0 F F F2即即F1/F21 松邊松邊緊邊緊邊攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院3有效拉力有效拉力Fe ：令令 Fe = F - F2 取分離體分析得到取分離體分析得到02

6、DF2DF2DF11121f即：即：Ff = F1 - F2 = Fe 攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院當(dāng)當(dāng)V一定，若一定，若P增加，所需增加，所需Fe增加增加所需所需Ff 增加，而增加，而Ff 摩擦力有一個極限摩擦力有一個極限Ff max，當(dāng)所需，當(dāng)所需Ff大于大于Ff max ，皮帶將皮帶將打滑。（最大有效拉力打滑。（最大有效拉力Fec） 1000VFPe分析分析帶輪接觸面上摩擦力之總和等于所傳帶輪接觸面上摩擦力之總和等于所傳遞的有效拉力遞的有效拉力結(jié)論結(jié)論 Ff = F1 - F2 = Fe 攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院帶的摩擦傳動原理帶的摩擦傳動原理( (小

7、結(jié)）小結(jié)）初拉力初拉力帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶張緊在帶輪上，受工作載荷前帶上的作用力帶上的作用力0F緊邊拉力緊邊拉力1F作用在緊邊上的拉力作用在緊邊上的拉力松邊拉力松邊拉力2F作用在松邊上的拉力作用在松邊上的拉力有效拉力有效拉力eF帶和帶輪接觸面上的摩擦力總和帶和帶輪接觸面上的摩擦力總和各個力之各個力之間的關(guān)系間的關(guān)系0212FFF21FFFFfe帶傳動所傳遞的功率帶傳動所傳遞的功率220201eeFFFFFFKWvFPe1000攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院二最大有效拉力二最大有效拉力Fec及其影響因素及其影響因素1最大有效拉力最大有效拉力Fec 取微量長度帶分析，取微量

8、長度帶分析， 略去質(zhì)量和離心力略去質(zhì)量和離心力水平方向：水平方向：2dsin)dFF(2dsinFdN化簡為：化簡為：fdFdF兩邊積分：兩邊積分：1120fdFdFFF垂直方向：垂直方向：2dcos)dFF(2dcosFfdN=dFf=攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院式中式中 e自然對數(shù)底自然對數(shù)底(e=2.718) f摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)帶在帶輪上的包角帶在帶輪上的包角由力與變形關(guān)系得到：由力與變形關(guān)系得到： F1-F0=F0-F2 F1 +F2 =2F0 f21eFF歐拉公式歐拉公式 聯(lián)立式得到：聯(lián)立式得到：ffffeceeFeeFF/11/11211200攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院

9、攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院預(yù)緊力預(yù)緊力F0 ：F0增加增加Fec增加增加傳動能力增加。傳動能力增加。a F0過大過大發(fā)熱磨損增加發(fā)熱磨損增加帶壽命降低。帶壽命降低。b F0過小過小傳動效率就低。傳動效率就低。 包角包角：a. 增加增加 Fec增加增加 Ff增加。增加。 故水平布置應(yīng)使緊邊在下松邊在上。故水平布置應(yīng)使緊邊在下松邊在上。 b. 打滑首先發(fā)生于小輪上。打滑首先發(fā)生于小輪上。 c 包角包角不可能太大（不可能太大（180）。）。2ec1ec21o12o2o12o1FF60aDD18060aDD180 QQa.帶輪多選用鑄鐵帶輪多選用鑄鐵攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院1.1.合理

10、安排松邊、緊邊的位置合理安排松邊、緊邊的位置攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院2.合理張緊（注意張緊輪的位置）合理張緊（注意張緊輪的位置）攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院三應(yīng)力分析：設(shè)帶的截面面積為三應(yīng)力分析：設(shè)帶的截面面積為Amm21拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力：緊邊 1=F1/A 松邊松邊 2=F2/A且且1 作用在整個帶長上作用在整個帶長上2彎曲應(yīng)力：彎曲應(yīng)力：作用在彎曲部分作用在彎曲部分b=Eh/D當(dāng)當(dāng)h一定時，一定時，D越小，則彎曲應(yīng)力越大越小，則彎曲應(yīng)力越大D1 b2 應(yīng)限制小帶輪直徑應(yīng)限制小帶輪直徑D1 ，使，使 D1 Dmin攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程

11、學(xué)院3離心應(yīng)力離心應(yīng)力離心應(yīng)力產(chǎn)生離心應(yīng)力產(chǎn)生（取微量長度（取微量長度dl）作用在整個帶長上離心應(yīng)力作用在整個帶長上離心拉力離心力AqVqVFdqVRVqrdRVmc2cc2222攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院n1n2松邊拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力AF22松邊拉應(yīng)力：AF11緊邊拉應(yīng)力n1n2離 心 應(yīng) 力n1n2彎曲應(yīng)力dabdhE2彎曲應(yīng)力：Aqvc2:離心應(yīng)力n1n2cb11max攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院帶緊邊剛繞上小帶輪處的應(yīng)力最大，且為帶緊邊剛繞上小帶輪處的應(yīng)力最大，且為 max =1 +b1+ c帶處于變應(yīng)力下工作，可能發(fā)生疲勞失效帶處于變應(yīng)力下工作，可能發(fā)

12、生疲勞失效結(jié)論結(jié)論攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院帶壽命縮短一半。帶壽命縮短一半。輪徑減小輪徑減小10%功率提高功率提高10%帶長減小帶長減小50%攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院四彈性滑動和打滑四彈性滑動和打滑1彈性滑動彈性滑動不可避免，固有特性不可避免，固有特性：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量的：由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的微量的相對運動。帶是彈性體，且緊邊、松邊存在拉力差。相對運動。帶是彈性體，且緊邊、松邊存在拉力差。：V2V1，傳動比，傳動比i不準(zhǔn)確不準(zhǔn)確，微量磨損，產(chǎn)生溫升。，微量磨損，產(chǎn)生溫升。：選彈性模量大的材料。：選彈性模量大的材料。攀

13、枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院.彈性滑動現(xiàn)象分析：彈性滑動現(xiàn)象分析：緊邊在緊邊在A A點繞上主動輪點繞上主動輪帶的拉力逐漸降低，帶的拉力逐漸降低，變形量減小變形量減小帶速滯后于帶輪帶速滯后于帶輪注意靜弧與動弧注意靜弧與動弧攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院1DDnnii1DD1nDnD1%100vvv12211211221212滑動率滑動率攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院式中式中n1、n2主、從動輪轉(zhuǎn)速主、從動輪轉(zhuǎn)速D1、D2主、從動輪計算直徑主、從動輪計算直徑 滑動率，一般滑動率，一般0.010.02因為因為較小，可較小，可忽略忽略，則有，則有 i=n1/n

14、2=D1/D2攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院3打滑打滑可以避免可以避免：由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯著由于過載而引起的帶與帶輪間全面、顯著 的相對運動的相對運動：無法正常工作，磨損發(fā)熱嚴(yán)重：無法正常工作，磨損發(fā)熱嚴(yán)重：防止過載、合適的預(yù)拉力，：防止過載、合適的預(yù)拉力，攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院帶的彈性滑動和打滑：帶的彈性滑動和打滑：小結(jié)小結(jié) 1.1.動弧是接觸弧的一部分動弧是接觸弧的一部分 2.2.動弧位于主動輪的出口邊動弧位于主動輪的出口邊 3.3.歐拉公式適用于動弧歐拉公式適用于動弧 4.4.當(dāng)動弧擴展到整個接觸弧時發(fā)生打滑當(dāng)動弧擴展到整個接觸弧時發(fā)生

15、打滑 5.5.彈性滑動不可避免，打滑可以避免彈性滑動不可避免，打滑可以避免 6.6.彈性滑動造成傳動比彈性滑動造成傳動比i i不穩(wěn)定不穩(wěn)定攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院五帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則五帶傳動的失效形式和設(shè)計準(zhǔn)則1失效形式：失效形式： 疲勞破壞，疲勞破壞， 打滑。打滑。2設(shè)計準(zhǔn)則：設(shè)計準(zhǔn)則：保證帶傳動在不打滑的條件下，保證帶傳動在不打滑的條件下， 具有一定的疲勞強度和壽命具有一定的疲勞強度和壽命由由疲勞強度條件：疲勞強度條件：由由不打滑條件：不打滑條件： c1b1c1b1maxf1f1ecee11Ae11FFF攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院由實驗得到，在

16、由實驗得到，在108109次循環(huán)應(yīng)力作用下，次循環(huán)應(yīng)力作用下，許用應(yīng)力許用應(yīng)力為：為： 1 .11ndvjL3600cL單根單根V帶帶時所能傳遞的時所能傳遞的 最大功率最大功率為：為： 1000Ave111000vFPvfc1beco攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院特定條件特定條件：包角：包角=180o，特定長度、平穩(wěn)工特定長度、平穩(wěn)工 作條件，作條件，P0值見表值見表8-6當(dāng)與實驗條件不同時，將引入一系列當(dāng)與實驗條件不同時，將引入一系列的修正系數(shù)：的修正系數(shù)：KA工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)，K包角系包角系數(shù)，數(shù)，KL帶長系數(shù)帶長系數(shù) ，P0功率的增量，功率的增量，攀枝花學(xué)院機械工程

17、學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院一原始數(shù)據(jù)一原始數(shù)據(jù)功率功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n1、n2(或或i)，傳動用途，工作條件等，傳動用途，工作條件等二設(shè)計內(nèi)容二設(shè)計內(nèi)容1定帶的型號、長度和根數(shù)。定帶的型號、長度和根數(shù)。2定傳動中心距定傳動中心距3帶輪結(jié)構(gòu)尺寸帶輪結(jié)構(gòu)尺寸攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院三設(shè)計計算步驟三設(shè)計計算步驟1計算功率計算功率Pca： Pca KAP KA為為工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)2選擇帶的型號：由選擇帶的型號：由Pca 、n1定型號定型號 由計算功率由計算功率Pca選擇電機，得到電機的選擇電機，得到電機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n1。攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機

18、械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院3選定帶輪直徑選定帶輪直徑D1、 DD1： D1小小結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊D1過小過小彎曲應(yīng)力過大彎曲應(yīng)力過大帶壽命降低帶壽命降低 D1 DminD2： D2i *D1 D1 、D2應(yīng)應(yīng)圓整圓整，且符合表，且符合表8-8的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院4驗算帶速驗算帶速vv太大太大離心力過大離心力過大疲勞壽命降低疲勞壽命降低v太小太小 Fe(=1000P/v)過大過大帶根數(shù)帶根數(shù)Z過多過多帶輪寬度等尺寸增大帶輪寬度等尺寸增大5m/sv(2530)m/s5定中心距定中心距a和帶長和帶長Ld設(shè)計時先初選設(shè)計時先初選a0 求求Ld 查標(biāo)準(zhǔn)查標(biāo)準(zhǔn)Ld

19、求實際求實際a初選取初選取攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院初選取初選取原因原因： a0過小過小 1過小過小Fec過小過小傳動能力低傳動能力低 帶較短帶較短單位時間內(nèi)循環(huán)次數(shù)多單位時間內(nèi)循環(huán)次數(shù)多 壽命降低壽命降低 a0過大過大帶較長帶較長易抖動易抖動考慮安裝調(diào)整和補償預(yù)緊力，考慮安裝調(diào)整和補償預(yù)緊力，為：為：amin=a-0.015Ld amax =a+0.03Ld2LLaaLa4DDDD2a2Ldd0d0212120d實際選標(biāo)準(zhǔn)攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院6驗算包角驗算包角1ooo12o19012060aDD180至少攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院7

20、定帶的根數(shù)定帶的根數(shù)Z（圓整）（圓整）根單根所能傳動功率實際所需傳動功率10KK)PP(PZLooca特定長度時長度系數(shù)時包角系數(shù)增加故實際傳遞功率可有所一般時當(dāng)功率增量式中攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院8確定預(yù)緊力確定預(yù)緊力F002ca0F5.1,qv1K5.2ZvP500FV預(yù)緊力應(yīng)增加為安裝新帶時緊力帶不發(fā)生打滑時所需預(yù)單根攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院9壓軸力壓軸力Q2sinZF290Z2cosF2Q10o10Q攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院一設(shè)計要求：一設(shè)計要求：質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、 精度要保證。精度要保證。二材料：二材料：鑄鐵、鑄鋁、塑料。鑄鐵、鑄鋁、塑料。三結(jié)構(gòu)形式三結(jié)構(gòu)形式實心式實心式輪輻式輪輻式孔板式孔板式腹板式腹板式攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院攀枝花學(xué)院機械工程學(xué)院四四V帶安裝時的二個問題帶安裝時的二個問題1帶的楔角帶的楔角帶輪楔角帶輪楔角0， 40 0普通普通V帶帶 0 =34o、36o、38o2V帶正確安裝位置。帶正確安裝位置。問題問題：為