第三篇 机械传动
一,传动的重要性：
二,机械传动分类：
机
械
传
动
按传动比
是否变化分
摩擦传动 摩擦轮传动带传动
啮合传动
直接接触
靠中间件
齿轮、蜗杆 及螺
旋传动
链、同步带传动
定传动比传动
变传动比传动
有级变速传动
无级变速传动
按传动
方式分 直接接触
靠中间件
1.调整速度：减速箱，变速器
2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动
3.传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构
4.安全，维护，尺寸等需要 (分离、制动 )。
三,机械传动装置类型选择的一般依据
1.功率与效率（ P137表 2）：
2.速度（ P138表 3）：
速度是传动的主要运动特性之一。 不同的运动形式受
不同因素的限制，如动载荷，离心力，振动，发热等影响。
3.传动比：
3.工作环境,空间大小、噪声、防尘、防爆。
效率 是评定传动性能的主要指标之一。
效率低不适于大功率、经常工作的机械。
传递功率 受多种因素的影响，如传动原理、承载能
力、载荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。
啮合传动的功率大于摩擦传动；
本篇内容：
? 带传动
? 链传动
? 齿轮传动
? 蜗杆传动
第八章 带传动
基本要求：
1）熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；
2）掌握带传动的受力分析、弹性滑动与打滑现象和带传动
的失效形式、设计准则；
3）掌握 V带传动的设计方法以及提高带传动承载能力措施；
4）了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以
比较。着重了解平带传动 V带传动的特点。
5）了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。
重 点：
1）传动的工作情况分析、弹性滑动与打滑现象和带传动
的失效形式、设计准则；
2）提高带传动承载能力的措施；
3）平带传动,V带传动的特点；
§ 8-1 概 述
一,带传动的组成及工作原理：
2.工作原理,靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。
工作前,带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产生压力，
工作时,主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。
1.组成：主动轮 1、从动轮 2、传动带 3
?按带的截面形状：
平带
V带 —— 承载能力高
圆带
同步带
二, 带传动的类型：
多楔带
F0 F0
FN
FN F
N?
?/2 ?/20fFfFF Nf ??平带：
? ?2/s i n22s i n2,00 ?? FFFFV NN ??带
2
s in ?
ff
v ?
00
2s i n
2 FfFffFF vNf ??? ?
fv—— 当量摩擦系数
类型 平带 V 带 多楔带 同步带
结构
特点
结构最简
单、易于
制造
传递摩擦
力大、传动
比大、结构
较紧凑
传递功率大、摩
擦力大、柔性好
传动比准
确、轴向压
力小；但安
装和制造
要求高
标准化 已标准化 已标准化 已标准化
应用
场合
传动中心
距较大
应用广泛
传递功率较大、
结构要求紧凑、
变载荷或冲击
较高线速度，
可达 50m/ s 。
带传动的主要类型及应用
三, 带传动的特点：
1.中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；
2.能缓冲减振，运转平稳无噪音 —— 适用于高速传动；
3.摩擦式传动具有过载保护作用；
4.不需要润滑，环境易清洁；
5.结构简单，维修方便，价格低廉；
6.结构尺寸大；
7.瞬时传动比不恒定；
8,效率较低，寿命较短；
9.需张紧，对轴和轴承的压力大；
四,应用范围,主要用于两轴平行且转向相同的场合。以
及对传动比无精确要求的中小功率传动。
7?i ma 10?smv /25~5? kwP 50?一般：
抗拉体,帘布,制造方便
绳芯,柔软易弯曲有利提高寿命，
材料可为化学纤维或棉织物。
2）普通 V带的标准：
（ 1） 普通 V带截面尺寸,由小到大的顺序分为 Y,Z,A,B,C,D,E七种
型号（各型号的截面尺寸 见 P141表 8-1） 。
1.普通 V带：
1）组成,顶胶、底胶、抗拉体、包布
（ 2） V带的基准长度,位于基准直径上周线长度。用 Ld表示，见 P142表 8-2。
五, V带的类型与结构
普通 V带,窄 V带、
宽 V带、大楔角 V 带、
汽车 V带等。
?V带的类型：
相对高度 V带称窄 V带。比普通 V带传递的功率大。
9.0?dbh2.窄 V带
窄 V带按截面尺寸分为 SPZ,SPA,SPB、
SPC四种型号 。各型号的截面尺寸 见 P141表
8-1。
基准直径,
dd
节圆直径, V带轮上与 V带节宽相对应的带轮的直径
pd
pd dd ?
节线,当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线 。
节面,由全部节线组成的面。
节宽,带的节面的宽度。用 bp表示。
名词解释：
六, 几何计算
12122 22ddd ddL BC ??? ? ? ? ?
2
2
11c o s ?? ??
将 带入经整理得：?
在角 较小的情况下，有：?
?? ??? s i n2 12 a dd dd
2
21
21
()2 ( )
24
dd
d d d
ddL a d d
a
? ?? ? ? ?
22
2 1 2 1 2 1
1 2 ( ) [ 2 ( ) ] 8 ( )
8 d d d d d d d da L d d L d d d d????? ? ? ? ? ? ? ???
012001 3.571 8 021 8 0 ??????
a
dd dd??
?
?1dd 2dd
1o 2o
E
)()(2c o s2 1212 dddd dddda ????? ???
012002 3.571802180 ?????? a dd dd??
§ 8－ 2 带传动工作情况分析
一, 带传动中的力分析：
F0 F0
F0F0
?工作前,带以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力 F0
?工作时,由于带与轮的摩擦力 Ff,形成紧边和松边。
2001 FFFF ???
紧边,F0 ?F1 松边,F0 ? F2
假设带的总长不变，则,紧边的伸长量 =松边的收缩量
又设带的变形量与力的增量成正比，则：
021 2 FFF ??
或
0222:0 111211 ????? pppfO dFdFdFT
ef FFFF ??? 21
有效拉力
v
PF
e
1000?其中：
?
?
?
??
?
?
??
??
2
2
02
01
e
e
F
FF
F
FF
021 2 FFF ??
eFFF ?? 21
N
Ff
取主动轮一端的带为分离体，
其受力,F1,F2,N,Ff
O1
Fe—— 是由功率 P（外载）
决定的,P?? Fe?
Ff —— 是有限的，当 F0和 f
一定时,Ffmax= f N讨论：
1）若 Fe??Ffmax, Fe?= Ff,正常工作；
2）若 Fe?= Ffmax, 打滑临界状态；
3） 若 Fe ? Ffmax, 打滑。
二, 带传动的最大有效拉力及其影响因素：
F1
F2F
F+dF
dN fdN r
现以平带为例：研究带在 打滑临界条件下 的受力情况
02s i n)(2s i n ???? dNddFFdF ??
? ? 02c os2c os ???? ?? ddFFf dNdF
略去高阶微量,考虑到 d?很小，取
、,并将两式整理得：
2sin
?ddF
22s in
?? dd ? 1
2c os ?
?d
?fdFdF ? ?? ?
?
?
0
1
2
1 fddF
F
F
F
feFF ?21 ?
取带的一微段 dL,对应的圆心角 d?,其上 受
力有,F+dF,F,dN,dFf=f dN
柔韧体摩擦的欧拉公式
返回
平衡条件：
切向：
法向：
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
ff
f
f
f
ec
fec
f
f
ec
e
F
e
e
F
e
e
FFFF
e
FF
e
e
FF
1
1
11
11
2
1
1
2
1
1
1
10021
2
1
影响带有效拉力（承载能力）的因素有：
3） f??F ec??承载能力 ?
因 fv ?f, 故在相同的条件下, V带能传递较大的功率 。 或
者说, 在相 同的条件下, V带传动的结构较紧凑；
2） 包角 ???Fec??承载能力 ?；
1） F0??Fec??承载能力 ?。 F0 和 f 越大越好吗？
将式 和其它公式联立，并整理得：feFF ?21 ?
三, 带的应力分析：
1.拉应力,
A
F1
1 ??
A
F2
2 ??
2.离心拉应力：
于是带的离心拉力为,2qvF
c ?
离心拉应力为：
A
qv
A
F c
c
2
???
??? cv ?
???? dFdFdFrvrdq ccc ???? 222s i n2)( 2
如图所示，由微段弧长的力平衡式有：
带的截
面面积
松边,
紧边,
2121 ?? ??? FF?
1?
2?
c?
1b? 2b
?
cb ???? ??? 11m a x
式中,h为带的高度
（ P141表 8-1）。
??? bdd ?
3.弯曲应力：
dp
b d
hE
d
hE ???
结论：
1）带是在变应力作用下工作 —— 疲劳破坏。
2）最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：
max?
min?
a bd cc
21 bb ?? ??
影响带传动疲劳强度的因素有：
3） a??Ld??单位内应力循环次数 N??疲劳强度 ?
2） v???c??疲劳强度 ? —— v? vmax
v?（ P） ?Fe ???1 ??疲劳强度 ?—— v? vmin
1） dd1???b1??疲劳强度 ? —— dd1 ? ddmin
dd1和 a越大
越好吗？
cb ???? ??? 11m a x
四, 带传动弹性滑动：
1.弹性滑动的产生机理,
B1
A1(A)
C1
带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹
性变形量也不同。
1） 带的紧边在 A1点绕上主动轮时：
带的受力,F1
带的速度,v = v1
当带由 A1?B1运动时,
带 拉力,F1?F2 减小
带的弹性变形量 减小（ 带 收缩 ），
即 带一边随带轮前进，一边又向后收
缩,带的速度,v? v1
2）从动轮上,正好相反，即,v ? v2
21 vvv ?? 带
即有,
B
弹性滑动产生的原因,1）带具有弹性；
2）紧边、松边有拉力差。
注意,弹性滑动是带传动不可避免的固有特性
2.带传动的传动比,
滑动率 —— 从动轮对主动轮速度的相对降低率。
1
2
1
2
1
21 1
n
n
d
d
v
vv
d
d ??????
)1(1
2
2
1
???? d
d
d
d
n
ni
传动比
21 vvv ?? 带
由于,
弹性滑动 —— 由于带的 弹性变形 和 紧边、松边的拉力差 而引起的 带与
带轮之间的滑动
smndv d /1 0 0 060 ?? ?
弹性滑动与打滑,1）区别； 2）带来的后果
外载荷增加，使得 —— 过载
ece FF ?
带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，
直至传动失效。
可以避免的，也必须避免
产生的原因
造成的后果
打滑的特点
打
滑
A1（ C1）
B1
带传动的打滑
B1
A1
C1
3.带传动的打滑,
1）正常工作时,Fe< Fec
弹性滑动只在带离开带轮前的
一部分接触弧上发生。
动弧 B1C1、动角 ??
静弧 B1C1、静角 ??
2）当 Fe??Fec：动角 ?,静角 ?
3）当 Fe= Fec：动角 ??= ?,静角 ??= 0 —— 打滑失效
§ 8－ 3 V带传动的设计计算
一, 设计准则和单根 V带的基本额定功率
1.主要失效形式,1） 打滑
2） 带的疲劳破坏
2.设计准则, 在不打滑的条件下，使带具有一定的 疲劳强度
和寿命
3.单根带的基本额定功率为,对于 V带用 fv代替 f
1）不打滑：
?????? ???????? ?? ?? ? vv ffec eAeFF 1111 11
2）带具有一定的 疲劳强度, ][11m a x ????? ???? cb
cb ???? ??? 11 ][即：
单根带能传递的最大功率为：
10000
vFP ec?
? ?? ? ?????? ???? ????
vfcbec e
AF 111
最大有效拉力：
? ?? ? ?????? ???? ????
vfcb e
Av 111 0 0 0 1
1 00 0
)11)(]([ 1
0
Av
eP vfcb ?
??? ???
?
既不打滑，又使带具有一定的 疲劳强度：
? ? 1.11
3600 vjL
cL
h
d??
实际工作条件 与 特定条件 不符时,对表中的 P0要进行修正
? ? ? ? LKKPPP ?000 ???
长度系数,P142表 8-2
包角系数,P154表 8-8，
?1 ?, F ?
?? 0P 功率增量，计 i对 P0的影响。
查 P149表 8-5b。
5.实际工作条件下 单根普通 V带传递的许用功率 ? P0 ?,
特定条件下，计算求得不同型号单根普通 V带传递的 基本额定功
率 P0（见 P148表 8-5a）
特定条件,1）载荷平稳；
2）包角为 1800，即 i=1；
3）特定带长。
? ? L
Aca
KKPP
PK
P
Pz
?)( 00 ??
??
减少带的根数
的措施,
1）适当地增大带轮直径 dd1?P0 ? ? z ? ；
2）适当地增加中心距 a ?带长 ? ? KL ? ? z ? ；
?包角 ? ? K? ? ? z ? 。
6.实际工作条件下所需 普通 V带的根数,
二,V带传动的设计步骤和方法
已知的原始数据, P,n1,n2（ i12）,传动位置要求及工
作条件
设计的内容, 1）带：型号、长度 L、根数 z；
2）传动中心距 a；
3）带轮：直径 db1,db2,带轮结构设计；
4）张紧装置设计。
设计步骤：
1.确定计算功率,
根据计算功率 Pca和小带轮转速 n1由 P152图 8-8选取。
3.确定带轮的基准直径：
1）小带轮直径 db1,按 V带的型号查 P145表 8-3得 dbmin
db1? dbmin ? 取标准系列值
Pca= KAP
与使用工况有关，见 P151表 8-6
2.选择带的型号：
2）验算带速：
smndv d /100060 11?? ?
普通 V带,smv /25~5? 窄 V带,smv /35~5?
12 dd idd ?
取标准系列值
1）初定 a0：
4.确定中心距 a和带的基准长度 Ld：
? ? ? ?21021 27.0 dddd ddadd ????
3）大带轮直径 db2,
2）确定 Ld,
3）确定实际中心距 a,
0
2
12
120 4
)()(
22 a
ddddaL dd
ddd
?????? ?
标准化 P142表 8-2得,Ld
mmLLaa dd 20 ????
如果,1） v?vmax，则,?c?—— 应使 dd1?
2） v ? vmin，则,Fe?（ P一定） —— 应使 dd1 ?
考虑到安装调整及补偿 F0的需要，应使：
d
d
Laa
Laa
03.0
015.0
m a x
m i n
??
??
5.验算包角 ?1：
6.带的根数：
10)(
00
????
L
A
KKPP
PKz
?
10?z 主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。
?1 203.571 8021 80 01200
1 ??
?????
a
dd dd??
7.预紧力 F0,太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴
的压力也大。合适的张紧力由下式确定：
2
0 1
5.25 0 0 qv
Kzv
PF c ??? ）（
?
G
P155T8-9
为后面轴、轴承的计算打基础
9.带轮的结构设计：
10.合理的张紧：
2s in2
1
0
?FF
p ?
8.对轴的压力 Fp:
精确：
21 FFF p ??
Fp
Fp
§ 8-4 带轮的结构设计及带传动的张紧
一,带轮的结构设计：
1.设计要求,
1）质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验；
2）工艺性好；
3）无大的铸造应力；
4）轮槽的粗糙度不高于 3.2，以减少磨损；
5）多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。
2.带轮的材料, HT200,HT250；
高速：铸钢；
小功率：非金属、铸铝
3.带轮的结构：
实心、腹板、孔板 和 轮辐式 的，各部分的结构和尺寸见教材
或手册。
带轮的结构
盘式（实心式）
腹板式
孔板式
轮辐式
带轮轮槽尺寸见 P157表 8-10,结构尺寸 P158(图 8-12)
二,带轮的涨紧：
?自己看
P182例题
设计例题
例：试设计一鼓风机用普通 V带传动。已知：动力机为 Y系
列三相异步电机，功率 P=7.5kW，转速 n1=1440rpm，
鼓风机转速 n2=630rpm，每天工作 16小时，希望中心距
不超过 700mm。
解,1.计算功率, Pc =KAP=1.2× 7.5=9kW
2.选择带的型号,由 P152图 8-8选择 A型
3.带轮直径（表 8-3和 8-7）
取 mmd d )1 40(1 251 ?
smndv d /)55.10(42.9100060 11 ??? ?
取
)3 2 0(5.2 8 71
2
12 ?? dd d
n
nd
m i n/)6 4 0(86.6 4 22 rn ??
? ?mmd d 31 528 02 ?
转速误差：
)16.0(02.0
2
22 ???
n
nn
4.确定带长：
)21 25(20 444 )(2 )(2
0
2
1212
0 mma
ddddaL dddd
d ?
?????? ?
由 P142表 8-2取 Ld = 2000(2000)mm
实际中心距：
mmLLaa dd )5.637(678)(210 ?????
5.小带轮包角：
)30.1 64(9.1 663.571 8021 80 012001 ????????? a dd dd??
6.带的根数：
L
c
KKPP
Pz
?)( 00 ??
?
)(2)(7.0 21021 dddd ddadd ????由,初定,a0=700 mm
P148表 8-5a,Po=1.93(2.27)；
)9 5 5.0(96.0??KP154表 8-8
P142表 8-2 03.1?LK
16.00 ??P由 P149表 8-5b查出
)75.3(33.4)(
00
????
L
c
KKPP
Pz
?
7.对轴的压力：
)1 8 4(1 6 215.25 0 0 20 NqvKzvPF c ????
?
?
???
? ??
?
张紧力：
最终取 z =5(4)根
轴上载荷,)1 4 58(1 6 09
2s i n2 10 NzFF Q ??
?
8.结构设计：
带传动实验安排：
时间：
机 031：本周三上午
单号,8,00～ 9,00
双号,9,00～ 10,00
机 032：本周三下午
单号,2,10～ 3,10
双号,3,10～ 4,10
机 033：本周三下午
单号,4,10～ 5,10
双号,5,10～ 6,00
地点：教 1楼 2层带传动实验室
带上纸、笔
请预习带传动实验报告
思考题1.简述带传动的优缺点。
2.在动力传动中，为什么 V带传动比平带传动用的多？
3.V带截面的楔角都是 40o，为什么随着带轮计算直径的
减小轮槽的楔角要小于 40o呢？
4.试根据理论公式分析：影响带传动传递功率大小的因
素有哪些？他们是怎样影响带传动的传递功率的？
5.带传动为何会存在弹性滑动？该现象能避免吗？带传
动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首
先出现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断？
6.带传动的设计准则是什么？
7.设计 V带传动时，带速太低或太高有什么不好？
8.今有一 V带传动，要求传递的功率一定，但工作时有
两种转速（ 960rpm,1440rpm）。问：设计该带传动
应哪一个转速设计？为什么？
9.能否这样说：“带传动是靠摩擦传力的，因而张紧
力越大越好，带轮工作面越粗糙越好”。
10.带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有和异同？
机械设计作业集（ 2）,P12
8-21,22,23
提高 V带承载
能力的措施
?适当地增大带轮直径（或提高带速）；
?适当地增加带长；
?适当增加带的根数（一般小于 10根）；
?增大包角。
一,传动的重要性：
二,机械传动分类：
机
械
传
动
按传动比
是否变化分
摩擦传动 摩擦轮传动带传动
啮合传动
直接接触
靠中间件
齿轮、蜗杆 及螺
旋传动
链、同步带传动
定传动比传动
变传动比传动
有级变速传动
无级变速传动
按传动
方式分 直接接触
靠中间件
1.调整速度：减速箱，变速器
2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动
3.传递动力、能量分配：一原动机带多个执行机构
4.安全，维护，尺寸等需要 (分离、制动 )。
三,机械传动装置类型选择的一般依据
1.功率与效率（ P137表 2）：
2.速度（ P138表 3）：
速度是传动的主要运动特性之一。 不同的运动形式受
不同因素的限制，如动载荷，离心力，振动，发热等影响。
3.传动比：
3.工作环境,空间大小、噪声、防尘、防爆。
效率 是评定传动性能的主要指标之一。
效率低不适于大功率、经常工作的机械。
传递功率 受多种因素的影响，如传动原理、承载能
力、载荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。
啮合传动的功率大于摩擦传动；
本篇内容：
? 带传动
? 链传动
? 齿轮传动
? 蜗杆传动
第八章 带传动
基本要求：
1）熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；
2）掌握带传动的受力分析、弹性滑动与打滑现象和带传动
的失效形式、设计准则；
3）掌握 V带传动的设计方法以及提高带传动承载能力措施；
4）了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以
比较。着重了解平带传动 V带传动的特点。
5）了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。
重 点：
1）传动的工作情况分析、弹性滑动与打滑现象和带传动
的失效形式、设计准则；
2）提高带传动承载能力的措施；
3）平带传动,V带传动的特点；
§ 8-1 概 述
一,带传动的组成及工作原理：
2.工作原理,靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。
工作前,带已受到预拉力的作用，使带与带轮接触面间产生压力，
工作时,主动轮通过摩擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。
1.组成：主动轮 1、从动轮 2、传动带 3
?按带的截面形状：
平带
V带 —— 承载能力高
圆带
同步带
二, 带传动的类型：
多楔带
F0 F0
FN
FN F
N?
?/2 ?/20fFfFF Nf ??平带：
? ?2/s i n22s i n2,00 ?? FFFFV NN ??带
2
s in ?
ff
v ?
00
2s i n
2 FfFffFF vNf ??? ?
fv—— 当量摩擦系数
类型 平带 V 带 多楔带 同步带
结构
特点
结构最简
单、易于
制造
传递摩擦
力大、传动
比大、结构
较紧凑
传递功率大、摩
擦力大、柔性好
传动比准
确、轴向压
力小；但安
装和制造
要求高
标准化 已标准化 已标准化 已标准化
应用
场合
传动中心
距较大
应用广泛
传递功率较大、
结构要求紧凑、
变载荷或冲击
较高线速度，
可达 50m/ s 。
带传动的主要类型及应用
三, 带传动的特点：
1.中心距大。可传递两个相距较远轴之间的运动；
2.能缓冲减振，运转平稳无噪音 —— 适用于高速传动；
3.摩擦式传动具有过载保护作用；
4.不需要润滑，环境易清洁；
5.结构简单，维修方便，价格低廉；
6.结构尺寸大；
7.瞬时传动比不恒定；
8,效率较低，寿命较短；
9.需张紧，对轴和轴承的压力大；
四,应用范围,主要用于两轴平行且转向相同的场合。以
及对传动比无精确要求的中小功率传动。
7?i ma 10?smv /25~5? kwP 50?一般：
抗拉体,帘布,制造方便
绳芯,柔软易弯曲有利提高寿命，
材料可为化学纤维或棉织物。
2）普通 V带的标准：
（ 1） 普通 V带截面尺寸,由小到大的顺序分为 Y,Z,A,B,C,D,E七种
型号（各型号的截面尺寸 见 P141表 8-1） 。
1.普通 V带：
1）组成,顶胶、底胶、抗拉体、包布
（ 2） V带的基准长度,位于基准直径上周线长度。用 Ld表示，见 P142表 8-2。
五, V带的类型与结构
普通 V带,窄 V带、
宽 V带、大楔角 V 带、
汽车 V带等。
?V带的类型：
相对高度 V带称窄 V带。比普通 V带传递的功率大。
9.0?dbh2.窄 V带
窄 V带按截面尺寸分为 SPZ,SPA,SPB、
SPC四种型号 。各型号的截面尺寸 见 P141表
8-1。
基准直径,
dd
节圆直径, V带轮上与 V带节宽相对应的带轮的直径
pd
pd dd ?
节线,当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的任一条周线 。
节面,由全部节线组成的面。
节宽,带的节面的宽度。用 bp表示。
名词解释：
六, 几何计算
12122 22ddd ddL BC ??? ? ? ? ?
2
2
11c o s ?? ??
将 带入经整理得：?
在角 较小的情况下，有：?
?? ??? s i n2 12 a dd dd
2
21
21
()2 ( )
24
dd
d d d
ddL a d d
a
? ?? ? ? ?
22
2 1 2 1 2 1
1 2 ( ) [ 2 ( ) ] 8 ( )
8 d d d d d d d da L d d L d d d d????? ? ? ? ? ? ? ???
012001 3.571 8 021 8 0 ??????
a
dd dd??
?
?1dd 2dd
1o 2o
E
)()(2c o s2 1212 dddd dddda ????? ???
012002 3.571802180 ?????? a dd dd??
§ 8－ 2 带传动工作情况分析
一, 带传动中的力分析：
F0 F0
F0F0
?工作前,带以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力 F0
?工作时,由于带与轮的摩擦力 Ff,形成紧边和松边。
2001 FFFF ???
紧边,F0 ?F1 松边,F0 ? F2
假设带的总长不变，则,紧边的伸长量 =松边的收缩量
又设带的变形量与力的增量成正比，则：
021 2 FFF ??
或
0222:0 111211 ????? pppfO dFdFdFT
ef FFFF ??? 21
有效拉力
v
PF
e
1000?其中：
?
?
?
??
?
?
??
??
2
2
02
01
e
e
F
FF
F
FF
021 2 FFF ??
eFFF ?? 21
N
Ff
取主动轮一端的带为分离体，
其受力,F1,F2,N,Ff
O1
Fe—— 是由功率 P（外载）
决定的,P?? Fe?
Ff —— 是有限的，当 F0和 f
一定时,Ffmax= f N讨论：
1）若 Fe??Ffmax, Fe?= Ff,正常工作；
2）若 Fe?= Ffmax, 打滑临界状态；
3） 若 Fe ? Ffmax, 打滑。
二, 带传动的最大有效拉力及其影响因素：
F1
F2F
F+dF
dN fdN r
现以平带为例：研究带在 打滑临界条件下 的受力情况
02s i n)(2s i n ???? dNddFFdF ??
? ? 02c os2c os ???? ?? ddFFf dNdF
略去高阶微量,考虑到 d?很小，取
、,并将两式整理得：
2sin
?ddF
22s in
?? dd ? 1
2c os ?
?d
?fdFdF ? ?? ?
?
?
0
1
2
1 fddF
F
F
F
feFF ?21 ?
取带的一微段 dL,对应的圆心角 d?,其上 受
力有,F+dF,F,dN,dFf=f dN
柔韧体摩擦的欧拉公式
返回
平衡条件：
切向：
法向：
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
ff
f
f
f
ec
fec
f
f
ec
e
F
e
e
F
e
e
FFFF
e
FF
e
e
FF
1
1
11
11
2
1
1
2
1
1
1
10021
2
1
影响带有效拉力（承载能力）的因素有：
3） f??F ec??承载能力 ?
因 fv ?f, 故在相同的条件下, V带能传递较大的功率 。 或
者说, 在相 同的条件下, V带传动的结构较紧凑；
2） 包角 ???Fec??承载能力 ?；
1） F0??Fec??承载能力 ?。 F0 和 f 越大越好吗？
将式 和其它公式联立，并整理得：feFF ?21 ?
三, 带的应力分析：
1.拉应力,
A
F1
1 ??
A
F2
2 ??
2.离心拉应力：
于是带的离心拉力为,2qvF
c ?
离心拉应力为：
A
qv
A
F c
c
2
???
??? cv ?
???? dFdFdFrvrdq ccc ???? 222s i n2)( 2
如图所示，由微段弧长的力平衡式有：
带的截
面面积
松边,
紧边,
2121 ?? ??? FF?
1?
2?
c?
1b? 2b
?
cb ???? ??? 11m a x
式中,h为带的高度
（ P141表 8-1）。
??? bdd ?
3.弯曲应力：
dp
b d
hE
d
hE ???
结论：
1）带是在变应力作用下工作 —— 疲劳破坏。
2）最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处，其值为：
max?
min?
a bd cc
21 bb ?? ??
影响带传动疲劳强度的因素有：
3） a??Ld??单位内应力循环次数 N??疲劳强度 ?
2） v???c??疲劳强度 ? —— v? vmax
v?（ P） ?Fe ???1 ??疲劳强度 ?—— v? vmin
1） dd1???b1??疲劳强度 ? —— dd1 ? ddmin
dd1和 a越大
越好吗？
cb ???? ??? 11m a x
四, 带传动弹性滑动：
1.弹性滑动的产生机理,
B1
A1(A)
C1
带受拉力产生弹性变形，而拉力不同弹
性变形量也不同。
1） 带的紧边在 A1点绕上主动轮时：
带的受力,F1
带的速度,v = v1
当带由 A1?B1运动时,
带 拉力,F1?F2 减小
带的弹性变形量 减小（ 带 收缩 ），
即 带一边随带轮前进，一边又向后收
缩,带的速度,v? v1
2）从动轮上,正好相反，即,v ? v2
21 vvv ?? 带
即有,
B
弹性滑动产生的原因,1）带具有弹性；
2）紧边、松边有拉力差。
注意,弹性滑动是带传动不可避免的固有特性
2.带传动的传动比,
滑动率 —— 从动轮对主动轮速度的相对降低率。
1
2
1
2
1
21 1
n
n
d
d
v
vv
d
d ??????
)1(1
2
2
1
???? d
d
d
d
n
ni
传动比
21 vvv ?? 带
由于,
弹性滑动 —— 由于带的 弹性变形 和 紧边、松边的拉力差 而引起的 带与
带轮之间的滑动
smndv d /1 0 0 060 ?? ?
弹性滑动与打滑,1）区别； 2）带来的后果
外载荷增加，使得 —— 过载
ece FF ?
带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下降，
直至传动失效。
可以避免的，也必须避免
产生的原因
造成的后果
打滑的特点
打
滑
A1（ C1）
B1
带传动的打滑
B1
A1
C1
3.带传动的打滑,
1）正常工作时,Fe< Fec
弹性滑动只在带离开带轮前的
一部分接触弧上发生。
动弧 B1C1、动角 ??
静弧 B1C1、静角 ??
2）当 Fe??Fec：动角 ?,静角 ?
3）当 Fe= Fec：动角 ??= ?,静角 ??= 0 —— 打滑失效
§ 8－ 3 V带传动的设计计算
一, 设计准则和单根 V带的基本额定功率
1.主要失效形式,1） 打滑
2） 带的疲劳破坏
2.设计准则, 在不打滑的条件下，使带具有一定的 疲劳强度
和寿命
3.单根带的基本额定功率为,对于 V带用 fv代替 f
1）不打滑：
?????? ???????? ?? ?? ? vv ffec eAeFF 1111 11
2）带具有一定的 疲劳强度, ][11m a x ????? ???? cb
cb ???? ??? 11 ][即：
单根带能传递的最大功率为：
10000
vFP ec?
? ?? ? ?????? ???? ????
vfcbec e
AF 111
最大有效拉力：
? ?? ? ?????? ???? ????
vfcb e
Av 111 0 0 0 1
1 00 0
)11)(]([ 1
0
Av
eP vfcb ?
??? ???
?
既不打滑，又使带具有一定的 疲劳强度：
? ? 1.11
3600 vjL
cL
h
d??
实际工作条件 与 特定条件 不符时,对表中的 P0要进行修正
? ? ? ? LKKPPP ?000 ???
长度系数,P142表 8-2
包角系数,P154表 8-8，
?1 ?, F ?
?? 0P 功率增量，计 i对 P0的影响。
查 P149表 8-5b。
5.实际工作条件下 单根普通 V带传递的许用功率 ? P0 ?,
特定条件下，计算求得不同型号单根普通 V带传递的 基本额定功
率 P0（见 P148表 8-5a）
特定条件,1）载荷平稳；
2）包角为 1800，即 i=1；
3）特定带长。
? ? L
Aca
KKPP
PK
P
Pz
?)( 00 ??
??
减少带的根数
的措施,
1）适当地增大带轮直径 dd1?P0 ? ? z ? ；
2）适当地增加中心距 a ?带长 ? ? KL ? ? z ? ；
?包角 ? ? K? ? ? z ? 。
6.实际工作条件下所需 普通 V带的根数,
二,V带传动的设计步骤和方法
已知的原始数据, P,n1,n2（ i12）,传动位置要求及工
作条件
设计的内容, 1）带：型号、长度 L、根数 z；
2）传动中心距 a；
3）带轮：直径 db1,db2,带轮结构设计；
4）张紧装置设计。
设计步骤：
1.确定计算功率,
根据计算功率 Pca和小带轮转速 n1由 P152图 8-8选取。
3.确定带轮的基准直径：
1）小带轮直径 db1,按 V带的型号查 P145表 8-3得 dbmin
db1? dbmin ? 取标准系列值
Pca= KAP
与使用工况有关，见 P151表 8-6
2.选择带的型号：
2）验算带速：
smndv d /100060 11?? ?
普通 V带,smv /25~5? 窄 V带,smv /35~5?
12 dd idd ?
取标准系列值
1）初定 a0：
4.确定中心距 a和带的基准长度 Ld：
? ? ? ?21021 27.0 dddd ddadd ????
3）大带轮直径 db2,
2）确定 Ld,
3）确定实际中心距 a,
0
2
12
120 4
)()(
22 a
ddddaL dd
ddd
?????? ?
标准化 P142表 8-2得,Ld
mmLLaa dd 20 ????
如果,1） v?vmax，则,?c?—— 应使 dd1?
2） v ? vmin，则,Fe?（ P一定） —— 应使 dd1 ?
考虑到安装调整及补偿 F0的需要，应使：
d
d
Laa
Laa
03.0
015.0
m a x
m i n
??
??
5.验算包角 ?1：
6.带的根数：
10)(
00
????
L
A
KKPP
PKz
?
10?z 主要是为了使带受力均匀，结构不致太大。
?1 203.571 8021 80 01200
1 ??
?????
a
dd dd??
7.预紧力 F0,太小则传递的有效拉力小；太大则带的寿命短，对轴
的压力也大。合适的张紧力由下式确定：
2
0 1
5.25 0 0 qv
Kzv
PF c ??? ）（
?
G
P155T8-9
为后面轴、轴承的计算打基础
9.带轮的结构设计：
10.合理的张紧：
2s in2
1
0
?FF
p ?
8.对轴的压力 Fp:
精确：
21 FFF p ??
Fp
Fp
§ 8-4 带轮的结构设计及带传动的张紧
一,带轮的结构设计：
1.设计要求,
1）质量小，且质量分布均匀，高速时需作动平衡实验；
2）工艺性好；
3）无大的铸造应力；
4）轮槽的粗糙度不高于 3.2，以减少磨损；
5）多根带时，各轮槽的尺寸精度应一致，使各根带受均匀。
2.带轮的材料, HT200,HT250；
高速：铸钢；
小功率：非金属、铸铝
3.带轮的结构：
实心、腹板、孔板 和 轮辐式 的，各部分的结构和尺寸见教材
或手册。
带轮的结构
盘式（实心式）
腹板式
孔板式
轮辐式
带轮轮槽尺寸见 P157表 8-10,结构尺寸 P158(图 8-12)
二,带轮的涨紧：
?自己看
P182例题
设计例题
例：试设计一鼓风机用普通 V带传动。已知：动力机为 Y系
列三相异步电机，功率 P=7.5kW，转速 n1=1440rpm，
鼓风机转速 n2=630rpm，每天工作 16小时，希望中心距
不超过 700mm。
解,1.计算功率, Pc =KAP=1.2× 7.5=9kW
2.选择带的型号,由 P152图 8-8选择 A型
3.带轮直径（表 8-3和 8-7）
取 mmd d )1 40(1 251 ?
smndv d /)55.10(42.9100060 11 ??? ?
取
)3 2 0(5.2 8 71
2
12 ?? dd d
n
nd
m i n/)6 4 0(86.6 4 22 rn ??
? ?mmd d 31 528 02 ?
转速误差：
)16.0(02.0
2
22 ???
n
nn
4.确定带长：
)21 25(20 444 )(2 )(2
0
2
1212
0 mma
ddddaL dddd
d ?
?????? ?
由 P142表 8-2取 Ld = 2000(2000)mm
实际中心距：
mmLLaa dd )5.637(678)(210 ?????
5.小带轮包角：
)30.1 64(9.1 663.571 8021 80 012001 ????????? a dd dd??
6.带的根数：
L
c
KKPP
Pz
?)( 00 ??
?
)(2)(7.0 21021 dddd ddadd ????由,初定,a0=700 mm
P148表 8-5a,Po=1.93(2.27)；
)9 5 5.0(96.0??KP154表 8-8
P142表 8-2 03.1?LK
16.00 ??P由 P149表 8-5b查出
)75.3(33.4)(
00
????
L
c
KKPP
Pz
?
7.对轴的压力：
)1 8 4(1 6 215.25 0 0 20 NqvKzvPF c ????
?
?
???
? ??
?
张紧力：
最终取 z =5(4)根
轴上载荷,)1 4 58(1 6 09
2s i n2 10 NzFF Q ??
?
8.结构设计：
带传动实验安排：
时间：
机 031：本周三上午
单号,8,00～ 9,00
双号,9,00～ 10,00
机 032：本周三下午
单号,2,10～ 3,10
双号,3,10～ 4,10
机 033：本周三下午
单号,4,10～ 5,10
双号,5,10～ 6,00
地点：教 1楼 2层带传动实验室
带上纸、笔
请预习带传动实验报告
思考题1.简述带传动的优缺点。
2.在动力传动中，为什么 V带传动比平带传动用的多？
3.V带截面的楔角都是 40o，为什么随着带轮计算直径的
减小轮槽的楔角要小于 40o呢？
4.试根据理论公式分析：影响带传动传递功率大小的因
素有哪些？他们是怎样影响带传动的传递功率的？
5.带传动为何会存在弹性滑动？该现象能避免吗？带传
动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首
先出现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断？
6.带传动的设计准则是什么？
7.设计 V带传动时，带速太低或太高有什么不好？
8.今有一 V带传动，要求传递的功率一定，但工作时有
两种转速（ 960rpm,1440rpm）。问：设计该带传动
应哪一个转速设计？为什么？
9.能否这样说：“带传动是靠摩擦传力的，因而张紧
力越大越好，带轮工作面越粗糙越好”。
10.带传动和链传动的瞬时传动比不恒定有和异同？
机械设计作业集（ 2）,P12
8-21,22,23
提高 V带承载
能力的措施
?适当地增大带轮直径（或提高带速）；
?适当地增加带长；
?适当增加带的根数（一般小于 10根）；
?增大包角。
