?
概
述
?
带
与
带
轮
?
带
传
动
的
几
何
计
算
?
带
传
动
的
计
算
基
础
?
带
传
动
的
设
计
准
则
和
许
用
功
率
?V
带
传
动
的
设
计
计
算
?
带
传
动
的
张
紧
装
置
带 传 动
第四章 带传动 2机械设计
§ 1 概述
一、传动概述
机器,动力机 传动装置 工作机
电传动
液、气传动
机械传动
摩擦传动：
(力闭合 )
啮合传动：
(形闭合 )
齿轮传动、链传动、
蜗杆传动等
带传动
二,带传动 概述
1、组成及工作原理
1 2
3
n2
n1
两个或多个带轮间用带
作为 挠性拉曳 零件的传动。
带张紧在两轮上，主动轮转 ΣFf———→ 带运动 ΣFf———→ 从动轮转动, 摩擦传动
第四章 带传动 3机械设计
2、类型 根据截面形状分
胶帆布平带、编织带、高速带。
整卷出售、接头 无接头
1）平带
结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。
第四章 带传动 4机械设计
普通 V带
宽 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。
2） V带
窄 V带
第四章 带传动 5机械设计
兼有平带和 V带的优点，工作接
触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用
于结构紧凑而传递功率较大的场合。
解决多根 V带长短不一而受力不均。
3）多楔带
汽车发动机
第四章 带传动 6机械设计
啮合传动,兼有带传动和齿轮传动的优点
吸振,i 准确,在汽车、打印机中广泛应用。
4）同步带
第四章 带传动 7机械设计
机器人关节
第四章 带传动 8机械设计
3、传动形式
开口传动：两轴平行,ω1,ω2同向。
交叉传动：两轴平行,ω1,ω2反向。
半交叉传动：两轴交错，不能逆转。 交叉 传动开口传动
第四章 带传动 9机械设计
4、特点
1）带有弹性 —
—
弹性滑动,i不准确。
2）靠摩擦传动 ——过载打滑，保护损坏其他零件；
磨损大,η低、寿命 ↓,压轴力大。
缓冲吸振、传动平稳、无噪音；
3）中间挠性件 ——适于远距离传动； 结构尺寸大。
4）结构简单，制造安装方便，成本低。
5、应用
传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。
不可用于易燃、易爆场合外。
v= 5~25m/s i 平 ≤ 5,i v≤7
多级传动中,带布置在高速级 。 为什么？
第四章 带传动 10机械设计
§ 2 带与带轮
一、平带和带
轮 普通平带有接头 （传动不平稳），高速带无接头。
以橡胶和纤维制造的平带国际上已淘汰，被各种高分子材料，
如尼龙、聚氨脂等所替代。
二,V带和带轮
1,V带 ?普通 V带、窄 V带、宽 V带
应用最广 美国 50年代研制：承载高、尺寸小。
用于调速机构中。
?普通 V带 已标准化,共有七种型号：
Y,Z,A,B,C,D,E GB/T1313575.1-92
小 大
AY Z EB C D
第四章 带传动 11机械设计
环形,无接头 （传动平稳）
楔角均为 40°
40°
基准长度 Ld为标准值 （ P179 图 11.4）
顶胶
承载层
底胶
包布
a ) 帘布芯结构
b ) 绳芯结构直径小
速度高
场合
?V带截面组成
帘布结构,一般传动 绳芯结构,柔韧性好
第四章 带传动 12机械设计
2、带轮
?材
料
v≤30m/s HT200 高速 —用钢制带轮 v→45m/s
注：① D——节圆直径
④ 小带轮直径不能太小 D1≥ Dmin
② 带轮楔角 小于 40° 。
③ D已 系列化
?结构
轮缘：与带相连部分
轮毂：安装在轴上部分
轮辐：联接部分
实心式：小直径
腹板式：中等直径
轮辐式：大直径
第四章 带传动 13机械设计
α 1
α 2
a
D
1
γ
2
D
2
§ 3 带传动的几何计算（略）
a, L,1?, 2? ——包角
1? 2?≤注意：
第四章 带传动 14机械设计
§ 4 带传动的计算基础
一、作用力分析
1、带传递的力
接触面产生正压力，带两边产生等值 初拉力 F0。
带张紧在带轮上
a,工作前：
第四章 带传动 15机械设计
b,工作时：
形成
紧边, F0↑ F1（ 下 ）
松边, F0↓ F2（ 上 ）
：轮对带摩擦力
,带对轮摩擦力
第四章 带传动 16机械设计
各力之间关系？
（ Ⅰ ）取主动轮一端带为分离体 ΣFf
F2
F1O1ΣM
O1=0 0
222
1
1
1
2
1 ??????? DFDFDF
f
ΣFf=F1-F2
（ Ⅱ ）取主动轮为分离体 ΣFf
T1ΣMO1=0
02 11 ???? DFT f
ΣFf=2T1/D1
而带传动的有效圆周力：
（有效拉力） v
P
D
TF 1 0 0 02
1
1 ??
F=ΣFf=F1-F2∴ ······①
第四章 带传动 17机械设计
即：带传动的 有效圆周力等于 带与带轮的 摩擦力,即紧边与
松边的 拉力差。
（ Ⅲ ） F1,F2,F与 F0间的关系？
变形协调条件：带总长不变,紧边拉力增量 =松边拉力减量 。
即,F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0
c,开始打滑时,ΣFf →max F → F max
v <10m/s：离心力不计 ??
eFF ?
2
1
—挠性体欧拉公式
??e
qvF
qvF ?
?
?
2
2
2
1
（推导,P183 图 11.8）······②
第四章 带传动 18机械设计
由①、②式 →
2
1 11
1 qv
e
FeF ?
?? ??
??
2
2 11 qve
FF ?
?? ??
对于 V带,μ→μ v
若 v<10m/s：
1
12
1
1
0m a x ?
???
??
??
e
eFF
2、离心力产生的离心拉力
Fc=qv2
∵ P∝F ∴ P max∝F max=f（ F0,μ,α1）
讨论：
F0↑, μ ↑, α1 ↑ Fmax↑ Pmax ↑
二、带的应力
带工作时，受到三种应力。
第四章 带传动 19机械设计
2,离心应力 σc
2
2
vAqvAF cc ?? ???
q——单位带长质量
ρ——带密度
3,弯曲应力
r
yE
b ??
当带型号，材料一定时，
rb
1?? )
2(
hDr ??
当 i>1时,r1<r2 σb1>σb2 ∴ 小带轮直径不能太小
∴ 带内最大应力：
11m a x b??? ??
1,拉应力 σ1=F1/A（紧边拉力）
σ2=F2/A（松边拉力）
σ1>σ2
第四章 带传动 20机械设计
a
e
σ
b2
f
σ
m
a
x
σ
b1
σ
c
σ
1
b c
σ
2
σ
b1
σ
b1
σ
m
a
x
ω 1
c
σ
b2
d
f
σ
1
a
d
ω 2
σ
b2
σ
1
a
σ
2
σ
c
b
紧边开始绕上小带轮处 11m a x b??? ??
第四章 带传动 21机械设计
第四章 带传动 22机械设计
结论,1、带内最大应力发生在,紧边开始绕上小带轮处 ；
三、弹性滑动与打滑
? 机理：带为弹性体
主动轮,b 点,开始接触，拉力 F1,V带 b=V轮 1。
cb ?, 拉力 F1 F2，弹性变形 ↓,
轮 1,b→c
带,b→c ’ 即带在带轮上发生了相对滑动
1??
1??
滑动角
静角
使得,V带 <V轮 1
从动轮：同理，只是,V轮 2 < V带
3,σb占比例最大,D↓ σ b ↑ ∴ 每种带选择 D>Dmin。
][m ax ?? ?2、带在变应力状态下工作 防 疲劳失效, ；
→ 带逐渐缩短。
1、弹性滑动 c’
仅发生在带从主从动轮上离
开前的那一部分接触弧上。
第四章 带传动 23机械设计
?结论
1）由于 拉力差 引起的带的弹性变形而产生的滑动现象 ——弹性滑动
2） 弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性 。
（ ∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）
3）速度间关系,v轮 1>v带 >v轮 2。
量关系 → 滑动率 ε表示：
%2~1%100
1
21 ????
v
vv?
传动比
)1(1
2
2
1
???? D
D
n
ni
100060
11
1 ??
nDv ?
100060
22
2 ??
nDv ?
或
2
11
2 )1( D
nDn ???
4）后果,a, v轮 2<v轮 1,i不准确； b, η↓ ；
c,引起带的磨损； d,带温度 ↑,寿命 ↓ 。
第四章 带传动 24机械设计
2、打滑
时，载荷 F↑,（ F1-F2） ↑,弹性滑动区 ↑,
1??
↑ 。当 11 ?? ??
整个包角内全面的相对滑动 ——“打滑, 。
总结：
1）打滑是 过载 造成的,∴ 打滑是可以避免的 。
2）打滑过程中,ε↑↑, v2↓↓,传动失效。
3） η ↓↓,磨损 ↑↑, ∴ 打滑必须避免 。
21 ?? ?
4） 打滑首先发生在小带轮上 。（ ∵ ）
区别, 弹性滑动 是带传动的 固有特性,是不可避免的。
打滑 是一种 失效形式,是可以避免的，而且必须避免。
四、带传动的疲劳强度
1、失效形式,打滑 和 疲劳破坏 （脱层、疲劳断裂）。
第四章 带传动 25机械设计
2、设计准则：在 不打滑前提 下，使带具有 一定的疲劳强度和寿命 。
3、单根 V带所能传递的功率：
不打滑条件,
1
2
2
2
1 ??e
qvF
qvF ?
?
?
最大有效圆周力为：
)11()(
1
2
1 ??eqvFF ????
不疲劳破坏, ][
11m a x ???? ??? b 11 ][ b??? ??
)11()]([)11()(
11 1
2
1 ???? ???? eAeqvAF cb ???????????
1 0 0 0
)11()]([
1 0 0 0
11
v
e
AvF
P
cb ??????
???
?????
特定条件下, P0（ α1=α2=180°,特定带长，载荷平稳）
(见 P191表 11.8)
第四章 带传动 26机械设计
五、提高工作能力措施
1,增大摩擦系数
μ↑ — →F max ↑ （ ∵ ΣFf ↑ ）
与带和带轮材料、表面状况、工作环境有关。
1）材料配对
2）采用 V带：当量摩擦系数 μv≈1.7 μ 。
F N
F N
μ F N
φ
F N
μ F N
F Q
F Q
第四章 带传动 27机械设计
2、适当 增大 F0
0m ax FF ?
F0↑ ——正压力 ↑ ——ΣFf ↑ ——Fmax ↑ ——Pmax ↑
但,F0↑↑
内应力 ↑↑ ——带疲劳寿命 ↓
带的磨损 ↑ ——寿命 ↓
∴ 应严格控制 F0大小。
F0↓↓ ——带传动的工作能力不能充分发挥，易打滑。
为保证工作中初拉力不变，可设计张紧装置。
3、增大包角 α
α↑→F max ↑
当 i>1时,α1< α2,打滑从小带轮开始, ∴ 限制 α1不能太小。
第四章 带传动 28机械设计
结论,1） α1≥120 °
3）采用张紧装置。
2）水平或近似水平布置,松边在上 。
4、采用新型带传动
大楔角 V带、多楔带、同步带等。
5、采用高强度材料
6、尽量在最佳速度下工作
极限速度,02
1 ?? qvF
P=0,F1全部用来克服 Fc。
AqqFv b ???? 11l i m ][ ??
最佳速度：
0?dvdp qFv 3 1? maxPP ?
第四章 带传动 29机械设计
§ 5 V带传动设计
一、原始数据
1、传递的功率
2、转速或传动比
3、传动对外廓尺寸的要求
4、传动工作条件
5、原动机类型等等
二、设计内容
1、确定带的型号、根数、长度
2、带轮直径及结构尺寸
3、中心距
4,F0、压轴力 FQ
5、绘工作图、设计张紧装置等
第四章 带传动 30机械设计
三、设计步骤和方法
1、选型号 由计算功率 Pc
小轮转速 n1 查选型图确定带型号
Pc=KA·P P ——名义功率
KA——工作情况系数
第四章 带传动 31机械设计
普通 V带选型图 若处于两种
型号交界处
分别计算
选优
第四章 带传动 32机械设计
5、张紧力 F0,P190式 11.21
6、带的根数 z
[P0]——单根 V带的实际使用功率，使用条件与实验条件不同。
修正如下：
LkkPPP ????? ?)(][ 000
0P?
——i≠1 时，功率增量 (P193，表 11.10)
?k
——包角系数 ( ?? 1801? ) (P190，表 11.7)
Lk
——长度系数 (非特定带长 ) (P194，表 11.12)
10][
0
?? PPz c
——圆整
承载不均
第四章 带传动 33机械设计
2、确定带轮直径
1）带型号 → Dmin D1>Dmin
2）验算带速
smnDv /25~5100 060 11 ??? ?
v↑ —→F c↑ —→ 应减小 D1
v↓,功率一定时 —→F↑ —→z ↑ —→ 带轮宽度 ↑,轴承尺寸 ↑
3） D2≈iD 1 或
1
2
1
2 )1( Dn
nD ??? 系列值
由于取标准，使 i变化，应保证传动比相对误差：
%5%1 00 ????
原
实原
i
ii
第四章 带传动 34机械设计
3、确定 a,Ld
a↑ —→ 结构尺寸 ↑,高速时带颤动,α1不稳定
a↓ —→ 结构紧凑
a↓ ↓ —→ α
1 ↓ ——降低传动能力
带长 ↓ ↓ ——带绕转次数 ↑ ——带寿命 ↓
∴ 经验公式,2(D1+D2)≥a≥0.55(D 1+D2)+h
计算过程：
1）由经验公式初选 a0；
2）由式 11.2 —→L —→ 选标准值 Ld；
3）由式 11.3 —→a ——变动范围
4、验算包角 α1,传动比 i
一般,α1≥120 °, i≯7
第四章 带传动 35机械设计
8、带轮设计
9、张紧装置
γ α
F 0
F 0
F 0
F 0
F Q
2s in2
1
0
?zFF
Q ?
7、计算压轴力 FQ
第四章 带传动 36机械设计
演示
虚拟现实
§ 6 带传动设计 张紧装置
两轴平行或倾斜不大 垂直或接近垂直
1、定期张紧
第四章 带传动 37机械设计
电动机
F t2
H
1
2
演示
注意：张紧轮位置
2、自动张紧
3、张紧轮张紧
第四章 带传动 38机械设计
平带传动,张紧轮宜装
于 松边外侧 (带薄 )靠近小
轮,主要用以增大平带传
动包角。
V带传动,张紧轮不宜装在
紧边,应装于 松边内侧 (带厚 ),
使带只受单向弯曲,且 靠近大
轮,防止小带轮包角减小。
图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。
o 2
ω
o 1
张紧轮
第四章 带传动 39机械设计
直径系列,20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50、
56,63,71,75,80,85,90,95,100,106、
112,118,125,132,140,150,160,170、
180,200,212,224,236,250,265,280、
300,315,355,375,400,…… 。
表 11.6 V带带轮最小计算直径,mm
第四章 带传动 40机械设计
概
述
?
带
与
带
轮
?
带
传
动
的
几
何
计
算
?
带
传
动
的
计
算
基
础
?
带
传
动
的
设
计
准
则
和
许
用
功
率
?V
带
传
动
的
设
计
计
算
?
带
传
动
的
张
紧
装
置
带 传 动
第四章 带传动 2机械设计
§ 1 概述
一、传动概述
机器,动力机 传动装置 工作机
电传动
液、气传动
机械传动
摩擦传动：
(力闭合 )
啮合传动：
(形闭合 )
齿轮传动、链传动、
蜗杆传动等
带传动
二,带传动 概述
1、组成及工作原理
1 2
3
n2
n1
两个或多个带轮间用带
作为 挠性拉曳 零件的传动。
带张紧在两轮上，主动轮转 ΣFf———→ 带运动 ΣFf———→ 从动轮转动, 摩擦传动
第四章 带传动 3机械设计
2、类型 根据截面形状分
胶帆布平带、编织带、高速带。
整卷出售、接头 无接头
1）平带
结构简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多。
第四章 带传动 4机械设计
普通 V带
宽 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。
2） V带
窄 V带
第四章 带传动 5机械设计
兼有平带和 V带的优点，工作接
触面数多，摩擦力大，柔韧性好，用
于结构紧凑而传递功率较大的场合。
解决多根 V带长短不一而受力不均。
3）多楔带
汽车发动机
第四章 带传动 6机械设计
啮合传动,兼有带传动和齿轮传动的优点
吸振,i 准确,在汽车、打印机中广泛应用。
4）同步带
第四章 带传动 7机械设计
机器人关节
第四章 带传动 8机械设计
3、传动形式
开口传动：两轴平行,ω1,ω2同向。
交叉传动：两轴平行,ω1,ω2反向。
半交叉传动：两轴交错，不能逆转。 交叉 传动开口传动
第四章 带传动 9机械设计
4、特点
1）带有弹性 —
—
弹性滑动,i不准确。
2）靠摩擦传动 ——过载打滑，保护损坏其他零件；
磨损大,η低、寿命 ↓,压轴力大。
缓冲吸振、传动平稳、无噪音；
3）中间挠性件 ——适于远距离传动； 结构尺寸大。
4）结构简单，制造安装方便，成本低。
5、应用
传动比要求不高，要求过载保护，中心距较大场合。
不可用于易燃、易爆场合外。
v= 5~25m/s i 平 ≤ 5,i v≤7
多级传动中,带布置在高速级 。 为什么？
第四章 带传动 10机械设计
§ 2 带与带轮
一、平带和带
轮 普通平带有接头 （传动不平稳），高速带无接头。
以橡胶和纤维制造的平带国际上已淘汰，被各种高分子材料，
如尼龙、聚氨脂等所替代。
二,V带和带轮
1,V带 ?普通 V带、窄 V带、宽 V带
应用最广 美国 50年代研制：承载高、尺寸小。
用于调速机构中。
?普通 V带 已标准化,共有七种型号：
Y,Z,A,B,C,D,E GB/T1313575.1-92
小 大
AY Z EB C D
第四章 带传动 11机械设计
环形,无接头 （传动平稳）
楔角均为 40°
40°
基准长度 Ld为标准值 （ P179 图 11.4）
顶胶
承载层
底胶
包布
a ) 帘布芯结构
b ) 绳芯结构直径小
速度高
场合
?V带截面组成
帘布结构,一般传动 绳芯结构,柔韧性好
第四章 带传动 12机械设计
2、带轮
?材
料
v≤30m/s HT200 高速 —用钢制带轮 v→45m/s
注：① D——节圆直径
④ 小带轮直径不能太小 D1≥ Dmin
② 带轮楔角 小于 40° 。
③ D已 系列化
?结构
轮缘：与带相连部分
轮毂：安装在轴上部分
轮辐：联接部分
实心式：小直径
腹板式：中等直径
轮辐式：大直径
第四章 带传动 13机械设计
α 1
α 2
a
D
1
γ
2
D
2
§ 3 带传动的几何计算（略）
a, L,1?, 2? ——包角
1? 2?≤注意：
第四章 带传动 14机械设计
§ 4 带传动的计算基础
一、作用力分析
1、带传递的力
接触面产生正压力，带两边产生等值 初拉力 F0。
带张紧在带轮上
a,工作前：
第四章 带传动 15机械设计
b,工作时：
形成
紧边, F0↑ F1（ 下 ）
松边, F0↓ F2（ 上 ）
：轮对带摩擦力
,带对轮摩擦力
第四章 带传动 16机械设计
各力之间关系？
（ Ⅰ ）取主动轮一端带为分离体 ΣFf
F2
F1O1ΣM
O1=0 0
222
1
1
1
2
1 ??????? DFDFDF
f
ΣFf=F1-F2
（ Ⅱ ）取主动轮为分离体 ΣFf
T1ΣMO1=0
02 11 ???? DFT f
ΣFf=2T1/D1
而带传动的有效圆周力：
（有效拉力） v
P
D
TF 1 0 0 02
1
1 ??
F=ΣFf=F1-F2∴ ······①
第四章 带传动 17机械设计
即：带传动的 有效圆周力等于 带与带轮的 摩擦力,即紧边与
松边的 拉力差。
（ Ⅲ ） F1,F2,F与 F0间的关系？
变形协调条件：带总长不变,紧边拉力增量 =松边拉力减量 。
即,F1-F0=F0-F2 F1+F2=2F0
c,开始打滑时,ΣFf →max F → F max
v <10m/s：离心力不计 ??
eFF ?
2
1
—挠性体欧拉公式
??e
qvF
qvF ?
?
?
2
2
2
1
（推导,P183 图 11.8）······②
第四章 带传动 18机械设计
由①、②式 →
2
1 11
1 qv
e
FeF ?
?? ??
??
2
2 11 qve
FF ?
?? ??
对于 V带,μ→μ v
若 v<10m/s：
1
12
1
1
0m a x ?
???
??
??
e
eFF
2、离心力产生的离心拉力
Fc=qv2
∵ P∝F ∴ P max∝F max=f（ F0,μ,α1）
讨论：
F0↑, μ ↑, α1 ↑ Fmax↑ Pmax ↑
二、带的应力
带工作时，受到三种应力。
第四章 带传动 19机械设计
2,离心应力 σc
2
2
vAqvAF cc ?? ???
q——单位带长质量
ρ——带密度
3,弯曲应力
r
yE
b ??
当带型号，材料一定时，
rb
1?? )
2(
hDr ??
当 i>1时,r1<r2 σb1>σb2 ∴ 小带轮直径不能太小
∴ 带内最大应力：
11m a x b??? ??
1,拉应力 σ1=F1/A（紧边拉力）
σ2=F2/A（松边拉力）
σ1>σ2
第四章 带传动 20机械设计
a
e
σ
b2
f
σ
m
a
x
σ
b1
σ
c
σ
1
b c
σ
2
σ
b1
σ
b1
σ
m
a
x
ω 1
c
σ
b2
d
f
σ
1
a
d
ω 2
σ
b2
σ
1
a
σ
2
σ
c
b
紧边开始绕上小带轮处 11m a x b??? ??
第四章 带传动 21机械设计
第四章 带传动 22机械设计
结论,1、带内最大应力发生在,紧边开始绕上小带轮处 ；
三、弹性滑动与打滑
? 机理：带为弹性体
主动轮,b 点,开始接触，拉力 F1,V带 b=V轮 1。
cb ?, 拉力 F1 F2，弹性变形 ↓,
轮 1,b→c
带,b→c ’ 即带在带轮上发生了相对滑动
1??
1??
滑动角
静角
使得,V带 <V轮 1
从动轮：同理，只是,V轮 2 < V带
3,σb占比例最大,D↓ σ b ↑ ∴ 每种带选择 D>Dmin。
][m ax ?? ?2、带在变应力状态下工作 防 疲劳失效, ；
→ 带逐渐缩短。
1、弹性滑动 c’
仅发生在带从主从动轮上离
开前的那一部分接触弧上。
第四章 带传动 23机械设计
?结论
1）由于 拉力差 引起的带的弹性变形而产生的滑动现象 ——弹性滑动
2） 弹性滑动是不可避免的，是带传动的固有特性 。
（ ∵ 只要带工作，必存在有效圆周力，必然有拉力差）
3）速度间关系,v轮 1>v带 >v轮 2。
量关系 → 滑动率 ε表示：
%2~1%100
1
21 ????
v
vv?
传动比
)1(1
2
2
1
???? D
D
n
ni
100060
11
1 ??
nDv ?
100060
22
2 ??
nDv ?
或
2
11
2 )1( D
nDn ???
4）后果,a, v轮 2<v轮 1,i不准确； b, η↓ ；
c,引起带的磨损； d,带温度 ↑,寿命 ↓ 。
第四章 带传动 24机械设计
2、打滑
时，载荷 F↑,（ F1-F2） ↑,弹性滑动区 ↑,
1??
↑ 。当 11 ?? ??
整个包角内全面的相对滑动 ——“打滑, 。
总结：
1）打滑是 过载 造成的,∴ 打滑是可以避免的 。
2）打滑过程中,ε↑↑, v2↓↓,传动失效。
3） η ↓↓,磨损 ↑↑, ∴ 打滑必须避免 。
21 ?? ?
4） 打滑首先发生在小带轮上 。（ ∵ ）
区别, 弹性滑动 是带传动的 固有特性,是不可避免的。
打滑 是一种 失效形式,是可以避免的，而且必须避免。
四、带传动的疲劳强度
1、失效形式,打滑 和 疲劳破坏 （脱层、疲劳断裂）。
第四章 带传动 25机械设计
2、设计准则：在 不打滑前提 下，使带具有 一定的疲劳强度和寿命 。
3、单根 V带所能传递的功率：
不打滑条件,
1
2
2
2
1 ??e
qvF
qvF ?
?
?
最大有效圆周力为：
)11()(
1
2
1 ??eqvFF ????
不疲劳破坏, ][
11m a x ???? ??? b 11 ][ b??? ??
)11()]([)11()(
11 1
2
1 ???? ???? eAeqvAF cb ???????????
1 0 0 0
)11()]([
1 0 0 0
11
v
e
AvF
P
cb ??????
???
?????
特定条件下, P0（ α1=α2=180°,特定带长，载荷平稳）
(见 P191表 11.8)
第四章 带传动 26机械设计
五、提高工作能力措施
1,增大摩擦系数
μ↑ — →F max ↑ （ ∵ ΣFf ↑ ）
与带和带轮材料、表面状况、工作环境有关。
1）材料配对
2）采用 V带：当量摩擦系数 μv≈1.7 μ 。
F N
F N
μ F N
φ
F N
μ F N
F Q
F Q
第四章 带传动 27机械设计
2、适当 增大 F0
0m ax FF ?
F0↑ ——正压力 ↑ ——ΣFf ↑ ——Fmax ↑ ——Pmax ↑
但,F0↑↑
内应力 ↑↑ ——带疲劳寿命 ↓
带的磨损 ↑ ——寿命 ↓
∴ 应严格控制 F0大小。
F0↓↓ ——带传动的工作能力不能充分发挥，易打滑。
为保证工作中初拉力不变，可设计张紧装置。
3、增大包角 α
α↑→F max ↑
当 i>1时,α1< α2,打滑从小带轮开始, ∴ 限制 α1不能太小。
第四章 带传动 28机械设计
结论,1） α1≥120 °
3）采用张紧装置。
2）水平或近似水平布置,松边在上 。
4、采用新型带传动
大楔角 V带、多楔带、同步带等。
5、采用高强度材料
6、尽量在最佳速度下工作
极限速度,02
1 ?? qvF
P=0,F1全部用来克服 Fc。
AqqFv b ???? 11l i m ][ ??
最佳速度：
0?dvdp qFv 3 1? maxPP ?
第四章 带传动 29机械设计
§ 5 V带传动设计
一、原始数据
1、传递的功率
2、转速或传动比
3、传动对外廓尺寸的要求
4、传动工作条件
5、原动机类型等等
二、设计内容
1、确定带的型号、根数、长度
2、带轮直径及结构尺寸
3、中心距
4,F0、压轴力 FQ
5、绘工作图、设计张紧装置等
第四章 带传动 30机械设计
三、设计步骤和方法
1、选型号 由计算功率 Pc
小轮转速 n1 查选型图确定带型号
Pc=KA·P P ——名义功率
KA——工作情况系数
第四章 带传动 31机械设计
普通 V带选型图 若处于两种
型号交界处
分别计算
选优
第四章 带传动 32机械设计
5、张紧力 F0,P190式 11.21
6、带的根数 z
[P0]——单根 V带的实际使用功率，使用条件与实验条件不同。
修正如下：
LkkPPP ????? ?)(][ 000
0P?
——i≠1 时，功率增量 (P193，表 11.10)
?k
——包角系数 ( ?? 1801? ) (P190，表 11.7)
Lk
——长度系数 (非特定带长 ) (P194，表 11.12)
10][
0
?? PPz c
——圆整
承载不均
第四章 带传动 33机械设计
2、确定带轮直径
1）带型号 → Dmin D1>Dmin
2）验算带速
smnDv /25~5100 060 11 ??? ?
v↑ —→F c↑ —→ 应减小 D1
v↓,功率一定时 —→F↑ —→z ↑ —→ 带轮宽度 ↑,轴承尺寸 ↑
3） D2≈iD 1 或
1
2
1
2 )1( Dn
nD ??? 系列值
由于取标准，使 i变化，应保证传动比相对误差：
%5%1 00 ????
原
实原
i
ii
第四章 带传动 34机械设计
3、确定 a,Ld
a↑ —→ 结构尺寸 ↑,高速时带颤动,α1不稳定
a↓ —→ 结构紧凑
a↓ ↓ —→ α
1 ↓ ——降低传动能力
带长 ↓ ↓ ——带绕转次数 ↑ ——带寿命 ↓
∴ 经验公式,2(D1+D2)≥a≥0.55(D 1+D2)+h
计算过程：
1）由经验公式初选 a0；
2）由式 11.2 —→L —→ 选标准值 Ld；
3）由式 11.3 —→a ——变动范围
4、验算包角 α1,传动比 i
一般,α1≥120 °, i≯7
第四章 带传动 35机械设计
8、带轮设计
9、张紧装置
γ α
F 0
F 0
F 0
F 0
F Q
2s in2
1
0
?zFF
Q ?
7、计算压轴力 FQ
第四章 带传动 36机械设计
演示
虚拟现实
§ 6 带传动设计 张紧装置
两轴平行或倾斜不大 垂直或接近垂直
1、定期张紧
第四章 带传动 37机械设计
电动机
F t2
H
1
2
演示
注意：张紧轮位置
2、自动张紧
3、张紧轮张紧
第四章 带传动 38机械设计
平带传动,张紧轮宜装
于 松边外侧 (带薄 )靠近小
轮,主要用以增大平带传
动包角。
V带传动,张紧轮不宜装在
紧边,应装于 松边内侧 (带厚 ),
使带只受单向弯曲,且 靠近大
轮,防止小带轮包角减小。
图示为带传动的张紧方案，试指出不合理之处。
o 2
ω
o 1
张紧轮
第四章 带传动 39机械设计
直径系列,20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50、
56,63,71,75,80,85,90,95,100,106、
112,118,125,132,140,150,160,170、
180,200,212,224,236,250,265,280、
300,315,355,375,400,…… 。
表 11.6 V带带轮最小计算直径,mm
第四章 带传动 40机械设计
