第三篇 机械传动
一、机器的组成
二、传动装置
三、传动类型的选择
机器通常由动力机、传动装置和工作机组成
定义：是实现能量传递机运动转换的装置
作用,1） 能量的分配与传递
2） 运动形式的改变
3） 运动速度的改变
主要指标：效率高, 外廓尺寸小, 质量小, 运
动性能良好及符合生产条件等
主要考虑因素,① 功率的大小, 效率高低 ② 速
度的大小 ③ 转动比的大小 ④ 外廓尺寸
⑤ 传动质量成本的要求
第七章 带传动
一、带传动的工作原理及特点
§ 7— 1 概述
1,传动原理 —— 以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件,
靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动
力
2,优点,1） 有过载保护作用 2） 有缓冲吸振作用 3）
运行平稳无噪音 4 ） 适于远距离传动
（ amax=15m） 5） 制造, 安装精度要求不高
缺点,1） 有弹性滑动使传动比 i不恒定 2） 张紧力较
大 （ 与啮合传动相比 ） 轴上压力较大 3） 结构
尺寸较大, 不紧凑 4） 打滑, 使带寿命较短 5）
带与带轮间会产生摩擦放电现象, 不适宜高温,
易燃, 易爆的场合 。
中性层 (节面 )
带轮基准直径 D
基准长度 Ld(公称长度 )
标注：例 A 2240—— A型带 公称长度 Li=2240mm
三,V带及其标准
a.平型带传动 —— 最简单, 适合于中心距 a较大的情况
b.V 带 传动 —— 三角带
c.多楔带传动 —— 适于传递功率较大要求结构紧凑场合
d.同步带传动 —— 啮合传动, 高速, 高精度, 适于高精
度仪器装置中带比较薄, 比较轻 。
二、主要类型与应用
§ 7— 2 带传动的工作情况分析
一, 带传动的受力分析
工作前,两边初拉力 Fo=Fo
工作时,两边拉力变化：
① 紧力 Fo→F1； ② 松边 Fo→F2
F1— Fo = Fo— F2
F1— F2 = 摩擦力总和 Ff = 有效圆周力 Fe
所以, 紧边拉力 F1=Fo + Fe/2
松边拉力 F2=Fo— Fe/2
1
2
F 0
F 0
F 0
F 0
二、带传动的最大有效圆周拉力及其影响
当带有打滑趋势时：
摩擦力达到极限值,带的有效拉力也达到最大值。
松紧边拉力 F1 和 F2 的关系,
柔 靭 体的欧拉公式
— 包角（ rad）一般为小轮包角
?? ff eFFe
F
F
21
2
1 ???
?
)3.57(601 8 0 121 ?????? a DD?
)
1
1
1
1
(2)
1
1
(2 00
?
?
?
?
f
f
f
f
ec
e
eF
e
e
FF
?
?
?
?
?
?
带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时））
三、弹性滑动与打滑
弹性滑动后果
弹性滑动与打滑的区别
2121 VVVVV ????
???
1
21
V
VV
)1(1 221 ???? D
D
n
ni
1
2
2
1 DDnni ??理理论传动比：
实际传动比：
称滑差率（滑动系数）
滑差率
影响因素分析,
1,Fo, 适当 Fo
2,包角, 包角越大承载能力越好
3,f, f越大,Fec越大
四、工作应力分析
1,离心应力
? b 1
?
max
? c
?
1
?
2 ? b 2
? 2
? 1
b
c
d
e
f
a
主动
从动
??
?
?
?
AF
AF
/
/
22
11
?
?
松边
紧边
gA
qVAF
CC
2/ ???
b?
3,弯曲应力
2,拉应力
§ 7— 3 带传动的设计计算
一、失效形式与设计计算
失效形式 1） 打滑； 2） 带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等
设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命
单根三角胶带的功率 — P0
由疲劳强度条件：
cb ???? ??? 11 ][
传递极限圆周力,)11()11( 11 ?? ? fvfvec eAeFF ????
传递的临界功率,)(1 0 0 0)11(1 0 0 0 1 kwVeAVFP fvec ???? ??
单根三角带在不打滑的前提下所能传递的功率为：
1 0 0 0)
11()]([
10
V
eAP fvcb ????? ????
，特定带长，平稳工作条件下单根带传递的许用功率 P。
表 7-6a,c
??180?
二, 设计数据及内容
已知,P,n1,n2 或 i,传动布置要求（中心距 a）,工作条件
要求,带：型号, 把数, 长度
轮,Dmin,结构, 尺寸 中心距 （ a） 轴压力 Q等
三, 设计步骤与方法
① 确定计算功率 Pca, P—— 传递的额定功率（ KW）
KA— 工况系数，表 6-5
② 选择带型号,Pca,n1图 6-10（型号）
③ 定带轮直径（验算带速 V）,
a) 小轮直径 D1min 表 6-6
)1(1
2
12 ??? D
n
nD
1 0 0 060/11 ?? nDV ?
b) 验算带速 V
要求,最佳带速 V=2 ~25m/s
V太小, 由 P=FV可知，传递同样功率 <P时，圆周力 F太大，寿命 ↓
V太大, 离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力 ↓，传递载荷能力 ↓
PKP Aca ??
④ 求中心距 a和带的基准长度 Ld
a) 初选 a0
b) 由 a0定计算长度（开口传动）
0
212
210 4
)()(
22 a
DDDDaL
d
?????? ?
c) 按表 7-3定相近的基础长度 Ld
20
dd LLaa ????
)03.0()0 1 5.0( dLaaLa ????
d) 由节线长度 Ld求实际中心距
e) 考虑到中心距调整、补偿 F0，中心距 a应有一个范围
⑤ 验算小轮包角
)3.57(60180 121 ??????? a DD? )90(1 2 01 ????
不满足措施,1） a↑ 2）加张紧轮
⑥ 计算带的根数 Z
KKKPP
PZ
L
ca
?)( 00 ??
?
⑦ 确定带的初拉力 F0（单根带）
2
0 )
5.2(5 0 0 Vq
K
K
VZ
PF ca ?????
?
?
⑧ 求带作用于轴的压力 Q
2s in2 10
?ZFQ ??
评价 —— Z V, FQ F0 a
>120° 2~4 10~20 小 适当 小
1?
zF 0
Q
? 1
zF 0
?
?
Q
zF 0
zF 0
§ 7— 4 带轮结构设计
一、设计要求
二, 带轮材料
三, 结构尺寸
重量轻, 结构工艺性好, 无过大的铸造内应力, 质
量分布均匀, 高速时要经动平衡, 轮槽表面要经过精细
加工 （ 表面粗糙度一般为 1.6）, 以减轻带的磨损 。 各轮
槽尺寸与角度要有一定的精度, 以使载荷分布较均匀 。
铸铁, 铸钢 —— 钢板冲压件 铸铝或塑料
1） 实心式 D≤ （ 2.5~3） d
2) 胶板式 D≤ 300mm
3） 孔板式 D≤ 300(D1-D1≥ 100mm时 )
4） 轮辐式 D>300
5） 冲压式
§ 7— 5 带的张紧与维护
一, 带的张紧方法
定期张紧法，加张紧轮法
张紧轮位置：①松边常用内侧靠大轮
②松边外侧靠小轮
二、带的维护
① 安装时不能硬撬 （ 应先缩小 a或顺势盘上 ）
② 带禁止与矿物油, 酸, 碱等介质接触, 以免腐蚀
带, 不能曝晒
③ 不能新旧带混用 （ 多根带时 ）, 以免载荷分布不
匀
④ 防护罩
⑤ 定期张紧
⑥ 安装时两轮槽应对准, 处于同一平面
一、机器的组成
二、传动装置
三、传动类型的选择
机器通常由动力机、传动装置和工作机组成
定义：是实现能量传递机运动转换的装置
作用,1） 能量的分配与传递
2） 运动形式的改变
3） 运动速度的改变
主要指标：效率高, 外廓尺寸小, 质量小, 运
动性能良好及符合生产条件等
主要考虑因素,① 功率的大小, 效率高低 ② 速
度的大小 ③ 转动比的大小 ④ 外廓尺寸
⑤ 传动质量成本的要求
第七章 带传动
一、带传动的工作原理及特点
§ 7— 1 概述
1,传动原理 —— 以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件,
靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动
力
2,优点,1） 有过载保护作用 2） 有缓冲吸振作用 3）
运行平稳无噪音 4 ） 适于远距离传动
（ amax=15m） 5） 制造, 安装精度要求不高
缺点,1） 有弹性滑动使传动比 i不恒定 2） 张紧力较
大 （ 与啮合传动相比 ） 轴上压力较大 3） 结构
尺寸较大, 不紧凑 4） 打滑, 使带寿命较短 5）
带与带轮间会产生摩擦放电现象, 不适宜高温,
易燃, 易爆的场合 。
中性层 (节面 )
带轮基准直径 D
基准长度 Ld(公称长度 )
标注：例 A 2240—— A型带 公称长度 Li=2240mm
三,V带及其标准
a.平型带传动 —— 最简单, 适合于中心距 a较大的情况
b.V 带 传动 —— 三角带
c.多楔带传动 —— 适于传递功率较大要求结构紧凑场合
d.同步带传动 —— 啮合传动, 高速, 高精度, 适于高精
度仪器装置中带比较薄, 比较轻 。
二、主要类型与应用
§ 7— 2 带传动的工作情况分析
一, 带传动的受力分析
工作前,两边初拉力 Fo=Fo
工作时,两边拉力变化：
① 紧力 Fo→F1； ② 松边 Fo→F2
F1— Fo = Fo— F2
F1— F2 = 摩擦力总和 Ff = 有效圆周力 Fe
所以, 紧边拉力 F1=Fo + Fe/2
松边拉力 F2=Fo— Fe/2
1
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二、带传动的最大有效圆周拉力及其影响
当带有打滑趋势时：
摩擦力达到极限值,带的有效拉力也达到最大值。
松紧边拉力 F1 和 F2 的关系,
柔 靭 体的欧拉公式
— 包角（ rad）一般为小轮包角
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弹性滑动后果
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1,Fo, 适当 Fo
2,包角, 包角越大承载能力越好
3,f, f越大,Fec越大
四、工作应力分析
1,离心应力
? b 1
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2,拉应力
§ 7— 3 带传动的设计计算
一、失效形式与设计计算
失效形式 1） 打滑； 2） 带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等
设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足够的疲劳强度和寿命
单根三角胶带的功率 — P0
由疲劳强度条件：
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表 7-6a,c
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二, 设计数据及内容
已知,P,n1,n2 或 i,传动布置要求（中心距 a）,工作条件
要求,带：型号, 把数, 长度
轮,Dmin,结构, 尺寸 中心距 （ a） 轴压力 Q等
三, 设计步骤与方法
① 确定计算功率 Pca, P—— 传递的额定功率（ KW）
KA— 工况系数，表 6-5
② 选择带型号,Pca,n1图 6-10（型号）
③ 定带轮直径（验算带速 V）,
a) 小轮直径 D1min 表 6-6
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b) 验算带速 V
要求,最佳带速 V=2 ~25m/s
V太小, 由 P=FV可知，传递同样功率 <P时，圆周力 F太大，寿命 ↓
V太大, 离心力太大，带与轮的正压力减小，摩擦力 ↓，传递载荷能力 ↓
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④ 求中心距 a和带的基准长度 Ld
a) 初选 a0
b) 由 a0定计算长度（开口传动）
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e) 考虑到中心距调整、补偿 F0，中心距 a应有一个范围
⑤ 验算小轮包角
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不满足措施,1） a↑ 2）加张紧轮
⑥ 计算带的根数 Z
KKKPP
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⑦ 确定带的初拉力 F0（单根带）
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⑧ 求带作用于轴的压力 Q
2s in2 10
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§ 7— 4 带轮结构设计
一、设计要求
二, 带轮材料
三, 结构尺寸
重量轻, 结构工艺性好, 无过大的铸造内应力, 质
量分布均匀, 高速时要经动平衡, 轮槽表面要经过精细
加工 （ 表面粗糙度一般为 1.6）, 以减轻带的磨损 。 各轮
槽尺寸与角度要有一定的精度, 以使载荷分布较均匀 。
铸铁, 铸钢 —— 钢板冲压件 铸铝或塑料
1） 实心式 D≤ （ 2.5~3） d
2) 胶板式 D≤ 300mm
3） 孔板式 D≤ 300(D1-D1≥ 100mm时 )
4） 轮辐式 D>300
5） 冲压式
§ 7— 5 带的张紧与维护
一, 带的张紧方法
定期张紧法，加张紧轮法
张紧轮位置：①松边常用内侧靠大轮
②松边外侧靠小轮
二、带的维护
① 安装时不能硬撬 （ 应先缩小 a或顺势盘上 ）
② 带禁止与矿物油, 酸, 碱等介质接触, 以免腐蚀
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