杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第13章 带传动和链传动【圣才出

第13章带传动和链传动

13.1复习笔记

一、带传动的类型和应用

1．带传动的类型

带传动的类型如图13-1-1所示。

图13-1-1

带传动的分类结构图

2．带传动的参数

（1）包角α带被张紧时，带与带轮接触弧所对的中心角称为包角。设1d 、2d 分别为小带轮、大带轮的直径，L 为带长，则带轮包角

21= rad d d a

απ-±

2118057.3a

α-=±? 式中，“＋”号适用于大带轮包角2α，“-”号适用于小带轮包角1α。（2）带长L

22112()2()24d d L a d d a

π-≈+++3．带传动的特点

（1）优点

①适用于中心距较大的传动；

②带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动；

③过载时带与带轮间会出现打滑，打滑虽使传动失效，但可防止损坏其他零件；④结构简单、成本低廉。

（2）缺点

①传动的外轮廓尺寸较大；

②需要张紧装置；

③由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比；

④带的寿命较短；

⑤传动效率较低。

（3）应用

带传动通常适用于中小功率的传动，目前V 带传动应用最广，平带传动在多轴传动或高速情况下仍然很有效。

二、带传动的受力分析

带传动工作时的受力分析如图13-1-2所示。

图13-1-2

带传动的受力情况

1．有效拉力

（1）计算式12

F F F =-式中，1F 为紧边拉力，2F 为松边拉力。

（2）有效拉力F 与带传动所传递的功率P 之间的关系为1000

Fv P

=式中，v 为带速（m/s），传递功率P （kW）。

（3）基本公式11

f f e F F e αα=-21

1

f F F e α=-12111f F F F F e α??=-=- ???

式中，f ——带与轮面间的摩擦系数；

α——带轮的包角；

e ——自然对数的底，e≈2.718。

三、带的应力分析1．紧边和松边拉力产生的拉应力

（1）紧边拉应力

11MPa F A

σ=

（2）松边拉应力22MPa F A

σ=

式中，A 为带的横截面积，2mm 。

2．离心力产生的拉应力2MPa c qv A

σ=式中，q ——带的单位长度质量，kg/m；

v ——带速，m/s。

3．弯曲应力

b 2MPa yE d

σ=式中，y ——带的中性层到最外层的垂直距离，mm；

E ——带的弹性模量，MPa；

d ——带轮直径，mm。

如图13-1-3所示，最大应力发生在紧边与小带轮的接触处，其值为

max 11b c

σσσσ=++

图13-1-3带的应力分布

设v 为带速（m/s ）、L 为带长（m ），则每秒钟内带绕行整周的次数（绕转频率）为v L 。设带的寿命为(h)T ，则应力循环总次数为3600v

N kT L =式中，k 为带轮数，一般2k =，即带每绕转一整周完成两个应力循环。

四、带传动的弹性滑动、传动比和打滑现象

1．弹性滑动现象、滑动率与传动比

（1）弹性滑动现象

带的弹性滑动是指带在从动轮轮缘上产生向前的相对滑动，导致从动轮的圆周速度逐渐小于带速的现象。（2）滑动率ε

滑动率ε表示弹性滑动的大小，有

121122111

v v d n d n v d n ππεπ--==式中，1v ——主动轮的圆周速度，m/s ；

2v ——从动轮的圆周速度，m/s 。

（3）传动比

1221(1)

n d i n d ε=

=-（4）从动轮转速1122

(1)n d n d ε-=

2．打滑现象

（1）定义当外载荷所需的圆周力大于带与主动轮轮缘间的极限摩擦力时，带与轮缘表面将产生显著的相对滑动，这一现象称为打滑。

（2）产生部位

因带在小带轮上的包角较小，故打滑多发生在小带轮上。

（3）打滑的影响

①危害：使带的磨损加剧，导致传动失效；

②优点：可以避免机器因过载而损坏。

五、V 带传动的计算

1．V 带的规格

（1）结构

V 带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成。

（2）基本概念

①节线

当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线称为节线。