第 14章 带传动
研究对象,以普通 V带为主
研究内容,带传动的工作原理、特点、应用
及标准,分析普通带传动的失效形式与设计
准则,设计的思路和方法,以及使用和维护
方面应注意的问题。
重点,普通带传动的设计计算
14.1 概述
如图所示,带传动一般是由 主动轮, 从动轮,
紧套在两轮上的 传动带 及 机架 组成。当原动机
驱动主动带轮转动时,由于带与带轮之间摩擦
力的作用,使从动带轮一起转动,从而实现运
动和动力的传递。
1.带传动的组成
14.1 概述
2.带传动的类型
按传动原理分,
( 1) 摩擦带传动,靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动,
如 V带传动、平带传动等;
( 2) 啮合带传动,靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相
啮合实现传动,如同步带传动。
按传动带的截面形状分
( 1) 平带,平带的截面形状为矩形,内表面为工作面。
14.1 概述
2.带传动的类型
( 2) V 带,
截面形状为梯
形,两侧面为
工作表面。
( 4) 圆形带,横截面为圆形。
只用于小功率传动。
( 5) 齿形带(同步带),
( 6) 齿孔带,
( 3) 多楔带,它是在平带基体上由多根 V带组成的传动带。
可传递很大的功率。
按传动带的截面形状分
14.1 概述
2.带传动的类型
按用途分
( 1) 传动带 传递动力用
( 2) 输送带 输送物品用。
14.1 概述
2.带传动的类型
本章仅讨论传动带。
3.带传动的特点
能吸收振动,缓和冲击,传动平稳,噪音小;
过载时,带会在带轮上打滑,防止其他机件损坏,起到过
载保护作用;
结构简单,制造、安装和维护方便,成本低;
带与带轮之间存在一定的弹性滑动,故不能保证恒定的传
动比,传动精度和传动效率低;
由于带工作时需要张紧,带对带轮轴有很大的压轴力;
带传动装置外廓尺寸大,结构不够紧凑;
带的寿命较短,需要经常更换;
不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。
14.1 概述
4.带传动的应用
摩擦带传动适
用于要求传动
平稳、传动比
要求不准确、
中小功率的远
距离传动。
14.1 概述
14.2普通 V带和 V带轮
V带有普通 V带、窄 V带、宽 V带、汽车 V带、大楔角 V带等。
其中以普通 V带和窄 V带应用较广。
1.V带的规格标准
普通 V带已标准化,按截面尺寸从小到大可分为 Y,Z,A,B、
C,D,E七种型号 。标准 V带都制成无接头的环形带,其横截面
结构如图所示。抗拉体的结构形式有帘布结构和绳芯结构。
带绕在带轮上时产生弯曲,外层受拉伸长,内层受压缩短,
内外层之间必有一长度不变的 中性层,其宽度 b p称为 节宽 。
V带轮上与 b p相应的带轮直径 d d 称为 基准直径 。与带轮
基准直径相应的带的周线长度称为 基准长度,用 Ld表示。
两带轮轴线间的距离 a称为 中心距,带与带轮接触弧所对
应的中心角称为包角 。
1 2
2.V带带轮的结构设计
14.2 普通 V带和 V带轮
设计要求,
质量小且质量分布均匀;
足够的承载能力;
良好的结构工艺性;
轮槽工作面要精细加工,以减少带的磨损;
各槽的尺寸和角度应保持一定的精度,以使载
荷分布较为均匀等。
结构设计, 带轮由 轮缘、
腹板(轮辐)和轮毂 三部分
组成。轮缘是带轮的工作部
分,制有梯形轮槽。轮毂是
带轮与轴的联接部分,轮缘
与轮毂则用轮辐(腹板)联
接成一整体。 V带轮按腹板
结构的不同分为以下几种型
式,实心带轮、腹板带轮,
孔板带轮、轮辐带轮。
直径较小时可采用实心式;中等直径带轮采用腹板式;直
径大于 350mm时可采用轮辐式。 轮毂与轮辐尺寸按经验公式计算,
轮缘尺寸见表 14-2-3。
14.2 普通 V带和 V带轮
14.2 普通 V带和 V带轮
3.V带带轮材料选择
带轮的材料,带轮的材料主要采用铸铁,
常用材料的牌号为 HT150或 HT200,允许的
最大圆周速度为 25m/s;转速较高时宜采
用铸钢 ( 或用钢板冲压后焊接而成 ) ;
小功率时可用铸铝或塑料 。
14.3 带传动的工作能力分析
1.带传动的受力分析
把一根或多根环形 V带张紧套装在主动轮 1
和从动轮 2上,使带与带轮的接触面间产生压力。
工作时,靠带与带轮间的摩擦力传递运动与动
力。在一定的条件下,摩擦力有一极限值,如
果工作阻力超过了摩擦力的极限值,带将在带
轮面上 打滑,带传动将不能正常工作。
为保证带传动正常工作,传动带必
须以一定的张紧力套在带轮上。当
传动带静止时,带两边承受相等的
拉力,称为初拉力 F0。当传动带传
动时,由于带与带轮接触面之间摩
擦力的作用,带两边的拉力不再相
等,如图所示。一边被拉紧,拉力
由 F0增大到 F1,称为 紧边 ;一边被
放松,拉力由 F0减少到 F2,称为 松
边 。设环形带的总长度不变,则紧
边拉力的增加量 F1-F0应等于松边拉
力的减少量 F0-F2。
F1-F0=F0-F2
F0=( F1+F2) /2
带两边的拉力之差 F称为带传动的 有效拉力 。实际上 F
是带与带轮之间摩擦力的总和,在最大静摩擦力范围内,
带传动的有效拉力 F与总摩擦力相等,F同时也是带传动所
传递的 圆周力,即 F=F1-F2
带传动所传递的功率为,P=Fv/1000
式中 P为传递功率,单位为 KW;
F为有效圆周力,单位为 N;
V为带的速度,单位为 m/s。
在一定的初拉力 F0作用下,带与带轮接触面间摩擦力
的总和有一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接
触面间摩擦力的总和的极限值时,带与带轮将发生明显的
相对滑动,这种现象称为 打滑 。带打滑时从动轮转速急剧
下降,使传动失效,同时也加剧了带的磨损,应避免打滑。
传动带是弹性体,受到拉力后会产生弹性伸长,伸长量随拉力
大小的变化而改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉
力由 F1减小为 F2,其弹性伸长量也减小。带在绕过带轮的过程中,
相对于轮面向后收缩,带与带轮轮面间出现局部相对滑动,导
致带的速度逐步 小于 主动轮的圆周速度。
14.3 带传动的工作能力分析
2.带传动的弹性滑动和传动比
由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为 弹性滑动 。
当带由松边绕过从动
轮进入紧边时,拉力
增加,带逐渐被拉长,
沿轮面产生向前的弹
性滑动,使带的速度
逐渐 大于 从动轮的圆
周速度。
由于弹性滑动引起的从动轮圆周速度的降低
率称为带传动的 滑动系数。
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考虑弹性滑动时的 传动比 为,
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12
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一般带传动的滑动系数,因值很小,
非精确计算时可以忽略不计。
02.0~01.0??
14.3 带传动的工作能力分析
2.带传动的弹性滑动和传动比
弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。
打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免
的。而弹性滑动是由于拉力差引起的,只要
传递圆周力,就必然会发生弹性滑动,所以
弹性滑动是不可以避免的。
14.3 带传动的工作能力分析
2.带传动的弹性滑动和传动比