第8章-带传动课件.ppt

1、第八章第八章 带传动带传动8-1 概述概述 8-2 带传动工作情况的分析带传动工作情况的分析 8-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算 8-4 V带轮的设计带轮的设计 8-5 V带传动的张紧、安装与防护带传动的张紧、安装与防护 基本要求：基本要求：（一）熟练掌握的内容（一）熟练掌握的内容1）带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑等基本理论）带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑等基本理论;2）带传动的失效形式、设计准则及影响传动能力的主要因素；）带传动的失效形式、设计准则及影响传动能力的主要因素；3）普通）普通V带传动的设计计算及参数的选择。带传动的设计计算及参数的选择。（二

2、）一般了解的内容（二）一般了解的内容1）带传动的主要类型、工作原理和应用特点；）带传动的主要类型、工作原理和应用特点；2）V带的结构和标准；带的结构和标准；3）带轮的材料和结构；）带轮的材料和结构；4）带传动的维）带传动的维护和张紧。护和张紧。重点：重点：1）带传动工作情况的分析（力和应力分析、弹性滑动和打滑）带传动工作情况的分析（力和应力分析、弹性滑动和打滑）2）普通）普通V带传动的设计计算带传动的设计计算 8-1 概概 述述 组成：组成：主动轮主动轮1、从动轮、从动轮2、传动带、传动带3 工作原理：工作原理：靠带与带轮间的靠带与带轮间的摩擦或啮合摩擦或啮合作用来传递运动和动力。作用来传递运

3、动和动力。1n2n12潘存云教授研制vv3一、带传动的组成及工作原理一、带传动的组成及工作原理带传动是一种挠性传动2）啮合型带传动啮合型带传动二、带传动的类型二、带传动的类型1）摩擦型带传动）摩擦型带传动1、按、按工作原理不同工作原理不同可分为可分为:靠带和带轮间的靠带和带轮间的摩擦力摩擦力传递运动和动力。传递运动和动力。靠靠带齿与轮齿间的啮合带齿与轮齿间的啮合实现传动，两者实现传动，两者无相对滑动，而使无相对滑动，而使圆周速度同步圆周速度同步，故称为，故称为同同步带传动步带传动。2、按、按横截面形状横截面形状可分为可分为:1）平带平带平带的带体薄、软、轻，平带的带体薄、软、轻，具有良好的耐弯

4、曲性能，具有良好的耐弯曲性能，适用于小直径带轮传动适用于小直径带轮传动。高速运行时，带体容易散高速运行时，带体容易散热，传动平稳。热，传动平稳。2）V带带普通普通V带带窄窄V带带宽宽V带带应用最广的带传动，在同样的张紧力下，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带传动较平带传动能产生更大的摩擦力。由于带与轮槽之间是由于带与轮槽之间是V型槽面摩擦，故可产生比平带更大型槽面摩擦，故可产生比平带更大的摩擦力，因而能传递较大的功率。在工业上，应用最广泛。的摩擦力，因而能传递较大的功率。在工业上，应用最广泛。FQFQFN/2/2FN2FN2平带传动平带传动-平面摩擦平面

5、摩擦带传动带传动-槽面摩擦槽面摩擦摩擦力摩擦力:F f=FN f=f FQFN=FQFN2FQ=2sin/2FN=FQsin/2摩擦力摩擦力:F f=FN ff=FQsin/2=FQ fvff v=sin/2-当量摩擦系数当量摩擦系数 40,sin /20.3 f v3 f=3 f FQ 3）多楔带）多楔带汽车发动机汽车发动机 多多楔带楔带兼有平带柔性好和带兼有平带柔性好和带摩擦力大等优点摩擦力大等优点，用于结构紧凑，用于结构紧凑而传递功率较大的场合。而传递功率较大的场合。解决了多根解决了多根V带长短不一而受力不均带长短不一而受力不均的状况。的状况。4）同步带）同步带 啮合传动啮合传动，兼有，

6、兼有带传动和齿轮传带传动和齿轮传动动的优点，的优点，吸振、吸振、i 准确准确，在汽车、，在汽车、机器人中广泛应用。机器人中广泛应用。三、带传动的特点三、带传动的特点(主要针对摩擦型）主要针对摩擦型）优点：优点：缓冲，吸振，平稳无噪音。缓冲，吸振，平稳无噪音。适宜远距离传动。适宜远距离传动。用于高速轴用于高速轴：电机：电机带传动带传动齿轮传动齿轮传动工作机工作机 过载时过载时打滑打滑可防止其它零件损坏。可防止其它零件损坏。结构简单、成本低廉。结构简单、成本低廉。缺点：缺点：有有弹性滑动弹性滑动，传动比不稳定。，传动比不稳定。带的寿命较短，对使用不利。带的寿命较短，对使用不利。对轴的压力大，需要张

7、紧装置。对轴的压力大，需要张紧装置。不宜用于高温、易燃、易爆场合不宜用于高温、易燃、易爆场合。普通带普通带窄带窄带齿形带齿形带宽带宽带联组带联组带大楔角带大楔角带四、四、V带的类型与结构带的类型与结构 V带是一种带是一种标准件标准件-应用最广应用最广普通普通V带组成：带组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。抗拉体、顶胶、底胶、包布。帘布芯结构帘布芯结构绳芯结构绳芯结构包布包布顶胶顶胶抗拉体抗拉体底胶底胶帘布结构：抗拉强度高，制造方便。绳芯结构：柔软易弯，适用转速较高、带轮直径较小的场合；但承载能力没有帘布结构的传动带高。普通普通V带的截型分带的截型分Y、Z、A、B、C、D、E七种七种截面逐渐增大截面

8、逐渐增大YZABCDEbbph 型型 号号 Y Z A B C D E顶宽顶宽 b b 6 10 13 17 22 32 38节宽节宽 b bp p 5.3 8.5 11 14 19 27 32 高度高度 h 4 6 8 11 14 19 25楔角楔角截面面积截面面积A（mm2）18 47 81 143 237 476 722 表表8-1 V带的截面尺寸带的截面尺寸40 V带楔角带楔角 =40；V带轮槽角带轮槽角 Fec时，传动带将在带轮上发生时，传动带将在带轮上发生全面的相对滑动全面的相对滑动，这种现象称为，这种现象称为打滑打滑。临界摩擦力临界摩擦力Ffc或或Fec：影响临界摩擦力的因素：影

9、响临界摩擦力的因素：1）初拉力）初拉力F0，F0 Ffc 2）包角包角 Ffc Fec，对传动有利对传动有利。F0 过大过大 带的磨损加剧带的磨损加剧,加快松弛加快松弛,降低寿命。降低寿命。F0 过小过小 影响带的工作能力，容易打滑。影响带的工作能力，容易打滑。3）摩擦系数摩擦系数 f Fec ，对传动有利。对传动有利。当轮与带的配对材料为：胶对铸铁当轮与带的配对材料为：胶对铸铁 f 带轮多带轮多用铸铁制造。用铸铁制造。0121ffecfceFFFe三、带的应力分析三、带的应力分析 1.拉应力拉应力紧边：紧边：MPaAF11MPaAF22松边：松边：2.离心拉应力离心拉应力MPaAqvAFcc

10、23.弯曲应力弯曲应力MPadhEdb2121 bbdddd2121 FF 带的横带的横截面积截面积应力分布情况示意图应力分布情况示意图 max 1 b2 c2n1n21 b1cb11max 2最大应力最大应力 max出现在出现在带的紧边开始绕上小带轮处带的紧边开始绕上小带轮处。离心拉应力拉应力带的损坏是带的损坏是疲劳损坏疲劳损坏？四、四、带的弹性滑动与打滑带的弹性滑动与打滑 1、弹性滑动的产生机理、弹性滑动的产生机理：带受拉力产生弹性变形带受拉力产生弹性变形，而拉力，而拉力不同弹性变形量也不同。不同弹性变形量也不同。1）带的紧边在）带的紧边在A1点绕上主动轮时：点绕上主动轮时：带的受力：带的

11、受力：F1 带的速度：带的速度：v=v1 当带由当带由A1B1运动时：运动时：带带拉力：拉力：F1F2 减小减小 带的弹性变形量带的弹性变形量减小（减小（带带收缩收缩），），即带一边随带轮前进，一边又向后收缩，即带一边随带轮前进，一边又向后收缩，使使带的速度：带的速度：v v12）从动轮上：正好相反，即：）从动轮上：正好相反，即：v v221vvv即有即有：B1A1C1弹性滑动产生的原因：弹性滑动产生的原因：1）带具有弹性；）带具有弹性；2）紧边、松边有拉力差。）紧边、松边有拉力差。注意注意：弹性滑动是带传动不可避免的固有特性。弹性滑动是带传动不可避免的固有特性。弹性滑动弹性滑动：由于带的：由

12、于带的弹性变形弹性变形而引起的带与带轮间的而引起的带与带轮间的微量微量 相对滑动相对滑动。1）从动轮的圆周速度从动轮的圆周速度v2低于低于主动轮主动轮v1；2）降低了传动效率；）降低了传动效率；3）引起带的磨损；）引起带的磨损；4）使带温度升高。）使带温度升高。弹性滑动会引起下列后果：弹性滑动会引起下列后果：2121dddnind理论传动比理论传动比实际传动比实际传动比)1(1221ddddnni2、带传动的传动比、带传动的传动比：%100121vvv12)1(vv或或)/(6000011d1smndv)/(6000022d2smndv其中：其中：通常通常 =0.01 0.02，一般工程计算可

13、以忽略不计，则，一般工程计算可以忽略不计，则弹性滑动导致：弹性滑动导致：从动轮的从动轮的v2主动轮的主动轮的v1，其相对降低率，其相对降低率可用可用滑动率滑动率 来表示：来表示：传递功率传递功率P 增加，使得增加，使得Fe Fec 过载过载带的磨损加剧，从动轮转速急速下降，带的磨损加剧，从动轮转速急速下降，直至传动失效。直至传动失效。可以避免的，也必须避免。可以避免的，也必须避免。产生的原因产生的原因造成的后果造成的后果打滑的特点打滑的特点打打滑滑3、带传动的打滑、带传动的打滑：1）正常工作时：）正常工作时：Fe 1打滑：打滑：当带传递功率所产生的载荷超过当带传递功率所产生的载荷超过临界摩擦力

14、临界摩擦力（或临界有效拉力）（或临界有效拉力）时，带将在轮上全面滑动，即时，带将在轮上全面滑动，即整体打滑整体打滑。注意：注意：弹性滑动和打滑是两个弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念截然不同的概念。打滑可起到过载保护的作用。打滑可起到过载保护的作用。a）弹性滑动弹性滑动是带传动的是带传动的固有特性固有特性，是不可避免的；，是不可避免的；b）打滑打滑是由于是由于过载过载引起的，是引起的，是可以避免可以避免的，而且的，而且 必须避免必须避免。8-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算一、设计准则和单根一、设计准则和单根V带的基本额定功率带的基本额定功率P0失效形式失效形式-打滑和带的疲劳破

15、坏打滑和带的疲劳破坏设计准则：设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。为避免打滑，须限制为避免打滑，须限制有效拉力不超过临界值有效拉力不超过临界值。)11()11(11vvffeceAeFF为保证带具有一定的疲劳强度，应使为保证带具有一定的疲劳强度，应使：带在带在临界打滑状态下临界打滑状态下的有效拉力：的有效拉力：11max cbcb 11 （对于V带用 fv 代替 f）011()(1)10001000vecbcfF vAvPkWe单根单根V带带处于临界打滑状态时处于临界打滑状态时所能传递的功率：所能传递的功率：基本额定功率基本额定功率

16、单根单根V带的基本额定功率带的基本额定功率P0 是是在特定条件下在特定条件下试验得到的：试验得到的：特定条件：特定条件：1）载荷平稳；）载荷平稳；2）包角）包角 =180，即，即 i=1；3）特定带长。）特定带长。200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000小带轮小带轮基准直基准直径径 d1/mm表表8-4a 单根普通单根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率P0（包角包角 =、特定基准长度、载荷平稳时）特定基准长度、载荷平稳时）型型号号ZABC50 0.04 0.06 0.10 0.12

17、 0.14 0.16 0.17 0.19 0.20 0.22 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.3156 0.04 0.06 0.12 0.14 0.17 0.19 0.20 0.23 0.25 0.30 0.33 0.35 0.37 0.39 0.41 0.40 90 0.10 0.14 0.24 0.28 0.33 0.36 0.40 0.44 0.48 0.54 0.60 0.64 0.68 0.72 0.73 0.5675 0.15 0.26 0.45 0.51 0.60 0.68 0.73 0.79 0.84 0.92 1.00 1.04 1.08 1.09 1.

18、0 0.8090 0.22 0.39 0.68 0.77 0.93 1.07 1.15 1.25 1.34 1.50 1.64 1.75 1.83 1.87 1.82 1.5 180 0.59 1.09 1.97 2.27 2.74 3.16 3.40 3.67 3.93 4.32 4.54 4.58 4.40 4.00 1.81 125 0.48 0.84 1.44 1.64 1.93 2.19 2.33 2.50 2.64 2.85 2.96 2.94 2.80 2.51 1.09 140 0.59 1.05 1.82 2.08 2.47 2.82 3.00 3.23 3.42 3.70

19、3.85 3.83 3.63 3.24 1.29 280 1.58 2.89 5.13 5.85 6.90 7.76 8.13 8.46 8.60 8.22 6.80 4.26 小带轮转速小带轮转速 n1/(r/min)200 1.39 2.41 4.07 4.58 5.29 5.84 6.07 6.28 6.34 6.02 5.01 3.23 224 1.70 2.99 5.12 5.78 6.71 7.45 7.75 8.00 8.06 7.57 6.08 3.57 450 4.51 8.20 13.8 15.23 16.59 16.47 15.57 13.29 9.64 二、单根二、单根

20、V带的额定功率带的额定功率P PrLrKKPPP)(00P0 当当 i 1时，单根时，单根V带额定功率的增量；见表带额定功率的增量；见表8-4b式中：式中：K 包角修正系数包角修正系数，见表见表8-5 KL 长度修正系数长度修正系数，见表见表8-2 实际工作条件与试验条件不同，应对表中的实际工作条件与试验条件不同，应对表中的P0进行修正。进行修正。实际工作条件下单根实际工作条件下单根V带的额定功率带的额定功率 Pr为：为：一、带传动的参数选择一、带传动的参数选择初选：初选：0.7(dd1+dd2)a0 2(dd1+dd2)1.中心距中心距 aa 1，单位时间单位时间带的应力循环次数带的应力循环

21、次数，带寿命，带寿命带容易颤动，传动的平稳性带容易颤动，传动的平稳性，传动的整体尺寸，传动的整体尺寸 7 i2.传动比传动比 ii1 1，带传动易打滑，带传动易打滑 推荐值：推荐值：i=2 58-3 普通普通V带传动的设计计算带传动的设计计算3.带轮的基准直径带轮的基准直径 b bKWvFPe1000smndvd/100060dd P给定时，给定时，v，Fe，带的根数带的根数 带轮宽度带轮宽度，各带间受力不均各带间受力不均设计时应保证：设计时应保证：dd1(dd)min见表见表8-6 槽槽 型型 Y Z A B C D E （dd）min 20 50 75 125 200 355 500表表8

22、-6 V带轮的最小基准直径带轮的最小基准直径bdhEd 为减小带所受到的为减小带所受到的弯曲应力弯曲应力 b1，应，应限制带轮的最小直径限制带轮的最小直径。4.带速带速vv 一般一般推荐：推荐：v=5 25 m/s vmax 30 m/s c，带的循环次数带的循环次数，带疲劳强度和寿命带疲劳强度和寿命KWvFPe1000smndvd/100060P一定时，一定时，Fe，带的根数带的根数，传动尺寸传动尺寸为充分发挥带的工作能力和减少传动的总体尺寸为充分发挥带的工作能力和减少传动的总体尺寸带传动常设置在多级传动中的高速级带传动常设置在多级传动中的高速级四、带传动的设计计算四、带传动的设计计算已知条

23、件：已知条件：P、n1、n2（或或i）、）、传动位置要求及工作条件等。传动位置要求及工作条件等。设计内容：设计内容：确定带型、长度、根数、中心距、带轮基准直径等。确定带型、长度、根数、中心距、带轮基准直径等。1.已知条件和设计内容已知条件和设计内容kw PKPAcaKA-工作情况系数工作情况系数，见表，见表8-72.设计步骤和方法设计步骤和方法（1）确定计算功率确定计算功率Pca名义功率或电名义功率或电机的额定功率机的额定功率表表8-7 工作情况系数工作情况系数载荷变载荷变动很小动很小载荷变载荷变动小动小载荷变载荷变动较大动较大载荷变载荷变动很大动很大工工 况况KA空、轻载启动空、轻载启动重载

24、启动重载启动液体搅拌机、通风机和液体搅拌机、通风机和鼓风机、离心式水泵和鼓风机、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机。压缩机、轻负荷输送机。每天工作小时数每天工作小时数 /h 16 16 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 带式输送机、旋转式水带式输送机、旋转式水泵和压缩机、发电机、泵和压缩机、发电机、金属切削机床、印刷机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、木工机械。旋转筛、木工机械。制砖机、斗式提升机、制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、往复

25、式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械等。筛、纺织机械等。破碎机（旋转式、颚破碎机（旋转式、颚式）、磨碎机（球磨、式）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）。棒磨、管磨）。（2）选择选择V带的型号带的型号根据根据Pcan1查图查图8-11（3）确定带轮的基准直径）确定带轮的基准直径 dd 并验算带速并验算带速 v 初选小带轮的基准直径初选小带轮的基准直径 dd1由带型由带型表表8-6表表8-8选取选取 dd1ddmin 验算带的速度验算带的速度smndvd/10006011一般：一般：v=5 25 m/s vmax 30 m/s12d

26、didd 计算从动轮的基准直径计算从动轮的基准直径 dd2按表按表8-8圆整为直径系列圆整为直径系列使其在画图、设计制造方面都较方便使其在画图、设计制造方面都较方便（4）确定中心距）确定中心距 a，并选择并选择V带的基准长度带的基准长度Ld推荐：推荐：0.7(dd1+dd2)a0 2(dd1+dd2)计算相应的带长计算相应的带长 Ld0021221004)()(22addddaLddddd 初定中心距初定中心距 a0 根据根据Ld0 查表查表8-2选取基准长度选取基准长度:LdLd0002ddLLaa中心距变动范围：中心距变动范围：(a-0.015 Ld)(a+0.03 Ld)考虑带传动的安装

27、、调整和V带张紧的需要。计算实际中心距计算实际中心距 a若包角偏小，可适当若包角偏小，可适当增加中心距或增加张紧轮增加中心距或增加张紧轮。（5）验算小带轮上的包角验算小带轮上的包角 1LcaKKPPPz)(00（6）确定带的根数）确定带的根数 z 10 根根改选横截面积较大的带型，可减少带的根数。改选横截面积较大的带型，可减少带的根数。21118057.3120(90)dddda至少2min0)5.2(500qvzvKPKFca（7）确定带的初拉力确定带的初拉力 F0单根单根V带所需的最小初拉力：带所需的最小初拉力：新安装的新安装的V带：带：F0=1.5(F0)min安装时，应保证安装时，应保

28、证F0上述数值上述数值运转后的运转后的V带：带：F0=1.3(F0)min（8）计算带传动的压轴力）计算带传动的压轴力FPZF0ZF0 1FP 不考虑带两边的拉力差，近似按带两边的预紧力不考虑带两边的拉力差，近似按带两边的预紧力的合力来计算的合力来计算2cos20zFFP由力平衡条件：由力平衡条件：FPZF0ZF0 2sin2)22cos(21010zFzF2带轮的材料带轮的材料常用带轮材料为铸铁：常用带轮材料为铸铁：HT150 和和 HT200。8-4 V带轮的设计带轮的设计(自学自学)3带轮的结构形式带轮的结构形式四种典型结构：四种典型结构：实心式、腹板式、孔板式、轮辐式实心式、腹板式、孔

29、板式、轮辐式 1.V带轮设计的要求带轮设计的要求质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分布均匀，质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽的尺寸和角度应保持一定的精度，转速高时要经过动平衡；轮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。以使载荷分布较为均匀等。摩擦系数：摩擦系数：橡胶橡胶铸铁铸铁 f=0.8 橡胶橡胶钢钢 f=0.4带传动设计的步骤带传动设计的步骤:1.求计算功率；求计算功率；2.选择普通选择普通V带型号带型号；3.求带轮的基准直径求带轮的基准直径dd1、dd2；4.验算带速验算带速；5.求求V带的基准长度带的基准长度

30、 Ld和中心距和中心距a；6.验算小带轮的包角；验算小带轮的包角；7.求求V带根数带根数 z；8.求作用在带轮轴上的压力求作用在带轮轴上的压力FP；9.带轮的结构设计。带轮的结构设计。设计结果：设计结果：带型、带根数带型、带根数 z、带长、带长Ld、中心距、中心距a、带轮、带轮 基准直径基准直径dd1、dd2 带必须在张紧后，传动才能正常工作；带必须在张紧后，传动才能正常工作；带张紧的目的：带张紧的目的：运转一定时间后，带会松弛，必须重新张紧，才能正常工作。运转一定时间后，带会松弛，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧装置常见的张紧装置：定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮装置定期张紧装置、自

31、动张紧装置和张紧轮装置。一、定期张紧装置一、定期张紧装置8-5 V带传动的张紧带传动的张紧滑道式滑道式摆架式摆架式二、自动张紧装置二、自动张紧装置销轴销轴三、张紧轮张紧三、张紧轮张紧注意注意：张紧轮：张紧轮一般应放在松边的内侧一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽量靠近大轮张紧轮应尽量靠近大轮，以免减少带在小带轮上的包角。张紧轮，以免减少带在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮直径。的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮直径。-点击按钮 300050002000160040002008005001004003001000小带轮的转速小带轮的转速n1 (r /min)125025000.8 1 1.25 2 3.15 4 5 8 10 16 20 30 40 50 63 80 100 200 250 图图8-11 普通普通V带选型图带选型图ZABCDEd1=5071d1=80100d1=112140d1=125140d1=160200d1=200315d1=355400d1=450500d1=80100计算功率计算功率Pca(KW)第八章第八章 作业作业8-2 8-4