一、概述
带传动是一种应用广泛的挠性机械传动,主要由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带
(挠性构件)组成。按工作原理分为:摩擦型和啮合型。
摩擦型:由于张紧,静止时带已受到预拉力,在带与带轮的接触面间产生压力,当主动轮 转动时,通过带与带轮接触面间的摩擦力使从动轮一起转动,从而实现运动和动力的传递。
1、分类
根据横截面形状,摩擦型传动带可分为:
①平带:结构简单,效率较高,中心距较大时用;②V 带:传动能力较平带大,应用最广;
③多楔带:用于较大功率、紧凑的场合;④圆带:传递功率较小,用于轻、小型机械。
2、带传动的布置形式
3、带传动的特点
主要优点:①适用于中心距较大的传动(可达 15m);②带具有良好的弹性,可缓和冲击、
吸收振动,并且运行平稳,无噪音;③过载时带与带轮间会出现打滑,可防止损坏其他零件;
④结构简单、成本低。
主要缺点:①有弹性滑动和打滑,使效率降低,不能保持准确的传动比;②需要张紧装置;
③带的寿命短;④传递同样大的圆周力时,轮廓尺寸和轴上压力都比啮合传动大。
4、应用范围:带的工作速度一般为 5~25m/s,使用高速环形胶带时可达 60m/s;使用锦纶 片复合平带时,可达 80m/s。胶帆布平带传递功率小于 500kW,普通 V 带传递功率小于 700kW。
5、主要几何参数:包角α、带长 L、中心距 a、带轮直径 D1、D2
二、带传动的工作情况分析及设计准则
1、受力分析
静止时,带两边的拉力都等于张紧力 F0,工作时,带一边拉力增大到 F1(紧边),一边拉 力减小到 F2(松边)
有效拉力:两边拉力之差,也就是带所传递的圆周力 F,F=F1-F2
打滑:带所传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时,带与带轮将发生显著的相 对滑动。经常出现打滑时,将使带的磨损加剧、传动效率低,以致使传动失效。
影响承载能力的主要因素
(1)初拉力 F0:F0↑,承载能力↑,避免打滑;但 F0过大,发热和磨损加剧,易松驰,带 寿命缩短;若 F0过小,工作潜力不能充分发挥,易打滑。
(2)包角α:α↑,接触弧长↑,承载能力↑。设计时 α1>120°,传动比 i 不能太大和α 不能太小,因为 i↑→α↓,α↓→α1↓
(3)摩擦系数 f:f↑,承载能力↑
2、带的应力分析
(1)由于拉力产生的拉应力σ1、σ2:两者相差越大,带越易产生疲劳损坏。
(2)弯曲应力:带绕过带轮时,因弯曲而产生弯曲应力。带轮直径越小,弯曲应力越大,
弯曲应力只作用在绕过带轮的那一部分带上。
(3)由于离心力产生的拉应力:离心拉(应)力作用与带的整个周长,且处处相等。
3、带传动的弹性滑动和传动比
(1)弹性滑动:带在带轮上微量滑动的现象,是摩擦性带传动的固有特性,无法避免。
绕过主动轮:拉力逐渐减小,带逐渐收缩,相对带轮向后滑动;绕过从动轮:拉力逐渐增 大,带逐渐伸长,相对带轮向前滑动。
弹性滑动对带传动的影响为:①从动轮的圆周速度低于主动轮;②降低了传动效率;③引 起带的磨损;④使带的温度升高。
(2)传动比:
滑动率ε:传动中由于带的滑动引起的从动轮圆周速度的降低率。
4、失效形式和设计准则
失效形式:打滑(过载引起)、疲劳破坏(带受变应力的循环作用)
设计准则:传递给定载荷时,不打滑且具有足够的疲劳强度和寿命。单根带在既不打滑又 有足够疲劳强度时所能传递的最大功率:
0 1
([ ] ) 1 1
1000 b c f
P Av
e α
σ σ σ
= − − −
三、普通 V 带传动的设计计算
实心式:基准直径 D≤(2.5~3)d(d 为轴的直径,mm);腹板式:D≤300mm;孔板式:D
≤300mm(D1-d1>100);轮辐式:D>300mm。 60 1000 v πd n