哈尔滨工程大学机械设计课件5带传动
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机械设计V带传动设计及其计算
Ld ↓→V/L ↑(带单位时间内绕过带轮的次数↑ ） →寿命 ↓ a ↓
α 1↓→Femax↓
a ↑
尺寸↑→工作时
拍击、颤动
初算带长 L0
D γ D L0 2a cos 2 ( π γ) 1 ( π γ) 2 2 2 γ π γ 2a cos ( D1 D2 ) ( D2 D1 ) 2 2 2 γ 1γ cos 1 2 22
1
O1
n1 F1>F0 (紧边)
O2
Ff α2
F' f
工作时
3、带传递的有效工作力Fe a、带两边所受的力F1，F2之差即为有效拉力Fe（从 动轮上看）。
Fe＝F1－F2
b、有效拉力Fe由带和轮之间接触弧上摩擦力的总和 Ff承受（接触弧段看）。
Fe＝Ff
c、效拉力Fe与功率之间的关系（传递运动功率看）
★ 分类
★ 带的结构、型号和长度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、特点和应用
1 、优点
2 、缺点
3、 应用
二、 类 型
1、按传动原理：摩擦和啮合。 2、按带的形状:如下分类
Standard V-belt
3、按传动形式分： 开口传动 交叉传动 半交叉传动 张紧轮传动
见表5-1
三、带的结构、型号和长度
1. 普通V带 2. 平形带 3. 多楔带 4. 同步齿形带
五、承载能力确定
（受打滑和疲劳破坏两种失效形式制约 ） 1. 单根V带在特定条件下，能传递的功率P0
⑴不打滑条件下，带传递的最大载荷：
Femax (F1 qυ 2 )(1 1 1 2 ) ( σ A q υ )( 1 ) 1 μα μα e e
α 1↓→Femax↓
a ↑
尺寸↑→工作时
拍击、颤动
初算带长 L0
D γ D L0 2a cos 2 ( π γ) 1 ( π γ) 2 2 2 γ π γ 2a cos ( D1 D2 ) ( D2 D1 ) 2 2 2 γ 1γ cos 1 2 22
1
O1
n1 F1>F0 (紧边)
O2
Ff α2
F' f
工作时
3、带传递的有效工作力Fe a、带两边所受的力F1，F2之差即为有效拉力Fe（从 动轮上看）。
Fe＝F1－F2
b、有效拉力Fe由带和轮之间接触弧上摩擦力的总和 Ff承受（接触弧段看）。
Fe＝Ff
c、效拉力Fe与功率之间的关系（传递运动功率看）
★ 分类
★ 带的结构、型号和长度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、特点和应用
1 、优点
2 、缺点
3、 应用
二、 类 型
1、按传动原理：摩擦和啮合。 2、按带的形状:如下分类
Standard V-belt
3、按传动形式分： 开口传动 交叉传动 半交叉传动 张紧轮传动
见表5-1
三、带的结构、型号和长度
1. 普通V带 2. 平形带 3. 多楔带 4. 同步齿形带
五、承载能力确定
（受打滑和疲劳破坏两种失效形式制约 ） 1. 单根V带在特定条件下，能传递的功率P0
⑴不打滑条件下，带传递的最大载荷：
Femax (F1 qυ 2 )(1 1 1 2 ) ( σ A q υ )( 1 ) 1 μα μα e e
带传动机械设计基础教学PPT课件
案例分析
该案例说明了带传动机械设计的重要性，合理的设计可以提高 传动效率、降低噪音、延长使用寿命等。同时，也展示了通过 实验和数据分析来解决问题的方法和过程。
经验教训总结及未来发展趋势预测
经验教训总结
1. 带传动机械设计需要考虑多种因素，如带的材料、张紧力、带轮结构等， 需要进行综合分析和优化。
2. 实验是验证和改进设计的重要手段，通过实验可以发现问题并寻找解决 方案。
02 | 序号 | 张紧力（N） | 负载（N） | 转速（r/min） | 滑动率（%） | 传动效率（%） |
03
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
数据记录表格和结果分析方法
|1||||||
|2||||||
|3||||||
数据记录表格和结果分析方法
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
经验教训总结及未来发展趋势预测
3. 数据分析和处理是实验的重要环节，需要掌握相关的方法和 工具。
未来发展趋势预测：随着科技的不断进步和市场需求的变化， 带传动机械设计将朝着更高效率、更低噪音、更长寿命的方向 发展。同时，新材料、新工艺的应用也将为带传动机械设计带 来更多的可能性和挑战。
THANKS
通过调整预紧力来改变带的张紧程 度，以优化传动效率和带的寿命。
02
优化带轮设计
采用合理的带轮结构和制造工艺， 减小带轮的质量和转动惯量，以降
低能量损失。
04
加强维护和保养
定期检查和维护带传动系统，保持 带的清洁和良好润滑状态，以延长
使用寿命和提高传动效率。
06
实验与案例分析
实验目的、原理及操作步骤介绍
该案例说明了带传动机械设计的重要性，合理的设计可以提高 传动效率、降低噪音、延长使用寿命等。同时，也展示了通过 实验和数据分析来解决问题的方法和过程。
经验教训总结及未来发展趋势预测
经验教训总结
1. 带传动机械设计需要考虑多种因素，如带的材料、张紧力、带轮结构等， 需要进行综合分析和优化。
2. 实验是验证和改进设计的重要手段，通过实验可以发现问题并寻找解决 方案。
02 | 序号 | 张紧力（N） | 负载（N） | 转速（r/min） | 滑动率（%） | 传动效率（%） |
03
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
数据记录表格和结果分析方法
|1||||||
|2||||||
|3||||||
数据记录表格和结果分析方法
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
经验教训总结及未来发展趋势预测
3. 数据分析和处理是实验的重要环节，需要掌握相关的方法和 工具。
未来发展趋势预测：随着科技的不断进步和市场需求的变化， 带传动机械设计将朝着更高效率、更低噪音、更长寿命的方向 发展。同时，新材料、新工艺的应用也将为带传动机械设计带 来更多的可能性和挑战。
THANKS
通过调整预紧力来改变带的张紧程 度，以优化传动效率和带的寿命。
02
优化带轮设计
采用合理的带轮结构和制造工艺， 减小带轮的质量和转动惯量，以降
低能量损失。
04
加强维护和保养
定期检查和维护带传动系统，保持 带的清洁和良好润滑状态，以延长
使用寿命和提高传动效率。
06
实验与案例分析
实验目的、原理及操作步骤介绍
机械设计基础之带传动培训课件(ppt 55页)
打滑：当工作外载荷超过V带最大有效拉力 Ftmax（即极限摩擦力）时，带与小V带轮的整 个工作接触面间产生相对滑动，导致传动打滑 失效。
四、带传动的失效形式和设计准 则 带传动的设计准则是：具有一定的疲劳强度和寿
命，工作时不打滑
max 1 b1 c [ ]
or
1 [ ]- b1- c
V带轮类型
孔板式
二、普轮通宽 V带、带轮的结构及尺寸
相邻槽间距
参数 ①基准直径Dd 节宽bp相对应的带轮直径Dd 系列化 见表17-3
基准宽度
小带轮直径不能太小见表17-2
Dd1 ≥Dd1min
Dd1min---小带轮的最小基准直径
Dd
•材料
② 带轮楔角小于40°。32/34/36/38
轮槽的楔角小于v带楔角，保持V带受 弯与槽良好接触
❖ 动弧并非恒定不变而是随着工作外载荷的变化而自 动地呈正比变化，工作外载荷越大，V带紧、松两 边的拉力差值越大，应力差值越大，动弧也就相应 扩大，以增大抗衡外载荷所需的摩擦力。当工作外 载荷增大到使带传动即将过载时，动弧扩大到带与 带轮的整个接触弧段，带与带轮的整个接触面全部 产生弹性滑动。这时，摩擦力达极限值，即有效拉 力达到Ftmax，如外载荷一经超过Ftmax，带就在带轮 上打滑，传动失效。
二•V带、截普面通几何V参带数、带轮的结构及尺寸 参数 b——顶宽。（带的节面宽度）
h ——高度
q ——楔角均为40° 节面——当V带受弯曲时，
长度不变的中性层。
bp——节宽/基准宽度
bp=h/0.7
Ld——带的基准长度
定义1：V带在带轮上张紧后位于带轮基准直径上的周线长度
定义2：沿着节线的长度。
带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时））
四、带传动的失效形式和设计准 则 带传动的设计准则是：具有一定的疲劳强度和寿
命，工作时不打滑
max 1 b1 c [ ]
or
1 [ ]- b1- c
V带轮类型
孔板式
二、普轮通宽 V带、带轮的结构及尺寸
相邻槽间距
参数 ①基准直径Dd 节宽bp相对应的带轮直径Dd 系列化 见表17-3
基准宽度
小带轮直径不能太小见表17-2
Dd1 ≥Dd1min
Dd1min---小带轮的最小基准直径
Dd
•材料
② 带轮楔角小于40°。32/34/36/38
轮槽的楔角小于v带楔角，保持V带受 弯与槽良好接触
❖ 动弧并非恒定不变而是随着工作外载荷的变化而自 动地呈正比变化，工作外载荷越大，V带紧、松两 边的拉力差值越大，应力差值越大，动弧也就相应 扩大，以增大抗衡外载荷所需的摩擦力。当工作外 载荷增大到使带传动即将过载时，动弧扩大到带与 带轮的整个接触弧段，带与带轮的整个接触面全部 产生弹性滑动。这时，摩擦力达极限值，即有效拉 力达到Ftmax，如外载荷一经超过Ftmax，带就在带轮 上打滑，传动失效。
二•V带、截普面通几何V参带数、带轮的结构及尺寸 参数 b——顶宽。（带的节面宽度）
h ——高度
q ——楔角均为40° 节面——当V带受弯曲时，
长度不变的中性层。
bp——节宽/基准宽度
bp=h/0.7
Ld——带的基准长度
定义1：V带在带轮上张紧后位于带轮基准直径上的周线长度
定义2：沿着节线的长度。
带传动的最大有效圆周力（临界值（不打滑时））
《机械设计基础》第十章带传动精品PPT课件
10.2.2 带传动工作时的应力分析
带是在变应力下工作，当应力较大，应力变化频率较高时，带将很快产生疲劳 断裂而失效，从而限制了带的使用寿命。带传动工作时，带所受应力有如下几种：
机械设计基础
1．由紧边拉力和松边产生的拉应力
紧边拉应力 松边拉应力
2．由离心力产生的拉应力
∵F1> F2 ∴ σ 1＞σ 2
一般情况下，带传动传动的功率P≤100 kW，带速5 ～ 25m/s，平均传动比 i≤ 5，传动效率为94% ～ 97%。目前带传动所能传递的最大功率为700kW， 高速带的带速可达60m/s。
机械设计基础
10.1.3 V带的结构和型号 标准普通V带都制成无接头的环形。其构造如图所示。当V
带受弯曲时，带中保持其原长度不变的周线称为节线，由全部 节线构成节面。带的节面宽度称为节宽（bd）,V带受纵向弯曲 时，该宽度保持不变。
带时的初拉力应为上述初拉力的1.5倍。
机械设计基础
9、计算轴压力 V带作用在轴上的压力FQ一般可近似按两边的初拉力F0的合 力来计算。
机械设计基础
FQ=2ZFo
10．带轮结构的设计
带轮结构的设计根据带轮槽型、槽数、基准直径和轴的尺寸确定。参 见本章10.4节部分或有关机械设计手册。
【例 10-1】 设计一带式输送机的普通 V 带传动。原动机为 Y112M-4 异步电动机， 其额定功率 P =4kW，满载转速 n1 =1440 r/min，从动轮转速 n2 =470 r/min，单班制工作，
机械设计基础
2．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 （2）V带 V带的截面形状为梯形，两侧面为工作面 （3）圆形带 横截面为圆形， （4）多楔带 它是在平带的基体上由多根V带组成的传动带 （5）同步带 纵截面为齿形
机械的设计带传动B-PPT精品文档
尚未工作状态
F0
F 1
分析: 设带在工作前后带的总长不变， ∵紧边由Ｆ0 →Ｆ1→拉力增加，带增长 松边由Ｆ0 →Ｆ2→拉力减少，带缩短 ∵总长不变→∴带增长量＝带缩短量 ∴F1－F0＝F0－F2 3.摩擦力的方向: ∵带传动是靠带与带轮 接触弧上的摩擦力传递 运动和动力的。 •Ｆf－带与轮接触面上 的总摩擦力 ; F1＋F2＝２F0
式中： f 为当 量摩擦系数 N=Q 平带与带轮接触面上 的摩擦力为 ： N=Q/sin( /2) V带与带轮接触面上的摩擦力为：
Ff Qf
Qf F 2 Nf Q f f sin( /2 )
在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。或在传递功率 相同时，V带传动的结构更为紧凑。
带传动概述1
2．传 动 原 理
摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮 一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动） 。 啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一 起转动，并传递动力（同步带传动）。
2）带传动的特点
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。
型 顶宽b 节宽 bd 高度 h 楔角φ
每米质量q（kq/m）
号
Z
A
B
C
D
E
F
10 8.5 6
0.06
13 11 8
0.01
17 22 32 14 19 27 10.5 13.5 19 40 ˚
机械设计带传动经典课件ppt
分析受力情况
分别对主动轮、从动轮和传动带进行受力分析， 考虑它们之间的相互作用力。
重点考虑摩擦力
带传动中摩擦力的分析是关键，要重点考虑传动 带与轮之间的摩擦力以及带内部的摩擦力。
带传动的运动分析
明确运动对象
01
带传动的运动对象包括主动轮、从动轮和传动带。
分析运动情况
02
根据主动轮转速和从动轮转速的关系，分析带的运动情况，如
通过有限元分析等方法对带传动进行动态优 化设计，降低振动和噪声。
选用高性能的带材料，提高带的抗拉强度和 疲劳寿命。
采用新型的带传动形式，如同步带、摆线针 轮等，提高传动精度和稳定性。
06
带传动的计算机辅助设计
计算机辅助设计软件介绍
AutoCAD
一款广泛使用的CAD软件，提供强大的绘 图和设计功能。
带的选用原则
传递功率
根据所需传递的功率选择合适的带类型和尺寸 。
速度
带的速度对传动效率和稳定性有很大影响，需 要根据实际需求选择合适的速度。
距离
带传动的距离即两个带轮之间的中心距，需要根据实际需求选择合适的距离。
03
带传动的力学分析
带传动的受力分析
明确受力对象
带传动系统中的受力对象包括主动轮、从动轮和 传动带。
感谢您的观看
THANKS
带传动的优点包括结构简单、制造容易、维护方便、能够吸收振动、运行平稳等。缺点包 括传动比不准确、容易磨损等。为了延长带传动的使用寿命和提高性能，需要注意以下几 点：合理选择带的截面形状和材料、正确安装和使用带轮、定期检查和维护等。
02
带传动结构橡胶、塑料、尼龙等材料， 根据使用要求和环境条件选择合适的材料 。
05
分别对主动轮、从动轮和传动带进行受力分析， 考虑它们之间的相互作用力。
重点考虑摩擦力
带传动中摩擦力的分析是关键，要重点考虑传动 带与轮之间的摩擦力以及带内部的摩擦力。
带传动的运动分析
明确运动对象
01
带传动的运动对象包括主动轮、从动轮和传动带。
分析运动情况
02
根据主动轮转速和从动轮转速的关系，分析带的运动情况，如
通过有限元分析等方法对带传动进行动态优 化设计，降低振动和噪声。
选用高性能的带材料，提高带的抗拉强度和 疲劳寿命。
采用新型的带传动形式，如同步带、摆线针 轮等，提高传动精度和稳定性。
06
带传动的计算机辅助设计
计算机辅助设计软件介绍
AutoCAD
一款广泛使用的CAD软件，提供强大的绘 图和设计功能。
带的选用原则
传递功率
根据所需传递的功率选择合适的带类型和尺寸 。
速度
带的速度对传动效率和稳定性有很大影响，需 要根据实际需求选择合适的速度。
距离
带传动的距离即两个带轮之间的中心距，需要根据实际需求选择合适的距离。
03
带传动的力学分析
带传动的受力分析
明确受力对象
带传动系统中的受力对象包括主动轮、从动轮和 传动带。
感谢您的观看
THANKS
带传动的优点包括结构简单、制造容易、维护方便、能够吸收振动、运行平稳等。缺点包 括传动比不准确、容易磨损等。为了延长带传动的使用寿命和提高性能，需要注意以下几 点：合理选择带的截面形状和材料、正确安装和使用带轮、定期检查和维护等。
02
带传动结构橡胶、塑料、尼龙等材料， 根据使用要求和环境条件选择合适的材料 。
05
机械带传动课件演示ppt
弹性滑动和打滑的区别：
弹性滑动和打滑是两个(Ge)截然不同的概念。打滑是指过载引 起的全面滑动，是带传动的失效形式，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。
第四十五页，共八十二页。
8.4 V带(Dai)传动的设计
8.4.1 带传动的失效形式和设计准则 失效形式：打滑和疲劳断裂（如脱层、撕裂或拉断）。 设计准则：在(Zai)保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳 强度和寿命。 8.4.2 单根V带允许传递的功率
第三十八页，共八十二页。
2、 由离心力产生的离心拉应力 由于带本身的质量, 带绕过带轮时随着带轮作圆周运动 将产生离心力。离心力将使(Shi)带受拉, 在截面产生离心拉 应力
式中, σc为离心拉应力, 单(Dan)位为MPa； v为带速, 单位为m/s； q为带单位长度上的质量, 单位为kg/m, 见表8.6。
第二十五页，共八十二页。
3、带轮(Lun)的结构
轮缘
带轮由轮缘、腹板（轮辐）
和轮毂三(San)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
腹板
联接部分，轮缘与轮毂则用
轮辐（腹板）联接成一整体。
轮毂
第二十六页，共八十二页。
V带轮的分类： V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下(Xia)几种型式：
第十四页，共八十二页。
齿(Chi)形带（同步带）:
同步齿(Chi)形带即为啮合型传动带。 同步带内周有一 定形状的齿(Chi)。
第十五页，共八十二页。
8.1.2 带传动的(De)特点和应用
（1）能缓冲吸振，传动平稳，噪音
小。
（2）具有过载保护作用。
《机械设计带传动》课件
主动轮转动时，通过带与带轮之间的摩擦力带动传动带运动，再由传动带与从动轮之间的摩擦力带动从 动轮转动，从而实现运动和动力的传递。
带传动的类型
V带传动
适用于中、小功率传动，带轮通常采用标准V带轮。
平带传动
适用于高速、小功率传动，带轮通常采用开口式或夹紧式带轮。
多楔带传动
适用于中、大功率传动，带轮通常采用切边式带轮。
带噪音
带传动过程中可能会产生噪音。解决方案是检查带的张紧 度和带轮的平行度，确保符合要求；同时，可以涂抹润滑 剂减少摩擦噪音。
05 带传动的发展趋势与未来展望
带传动的发展趋势
高效能化
随着工业技术的发展，对带传动的效率要求越来越高，高效能化 成为带传动的一个重要发展趋势。
智能化
随着智能化技术的不断发展，带传动的智能化也成为了一个重要的 研究方向，如智能监测、智能控制等。
《机械设计带传动》ppt课件
• 带传动的概述 • 带传动的组成与工作原理 • 带传动的参数与设计 • 带传动的安装与维护 • 带传动的发展趋势与未来展望
01 带传动的概述
带传动的定义
定义
带传动是一种通过带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的机械传动方式。
组成
主要由主动轮、从动轮和传动带组成。
工作原理
同步带传动
适用于高精度、高速传动，带轮通常采用钢制或铝制同步带轮。
带传动的应用场景
矿山机械
如矿用提升机、输 送机等。
石油化工机械
如泵、压缩机等。
农业机械
如拖拉机、收割机 等。
轻工机械
如印刷机、缝纫机 等。
汽车工业
如汽车发动机、变 速器等。
02 带传动的组成与工作原理
带传动的组成
带传动的类型
V带传动
适用于中、小功率传动，带轮通常采用标准V带轮。
平带传动
适用于高速、小功率传动，带轮通常采用开口式或夹紧式带轮。
多楔带传动
适用于中、大功率传动，带轮通常采用切边式带轮。
带噪音
带传动过程中可能会产生噪音。解决方案是检查带的张紧 度和带轮的平行度，确保符合要求；同时，可以涂抹润滑 剂减少摩擦噪音。
05 带传动的发展趋势与未来展望
带传动的发展趋势
高效能化
随着工业技术的发展，对带传动的效率要求越来越高，高效能化 成为带传动的一个重要发展趋势。
智能化
随着智能化技术的不断发展，带传动的智能化也成为了一个重要的 研究方向，如智能监测、智能控制等。
《机械设计带传动》ppt课件
• 带传动的概述 • 带传动的组成与工作原理 • 带传动的参数与设计 • 带传动的安装与维护 • 带传动的发展趋势与未来展望
01 带传动的概述
带传动的定义
定义
带传动是一种通过带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的机械传动方式。
组成
主要由主动轮、从动轮和传动带组成。
工作原理
同步带传动
适用于高精度、高速传动，带轮通常采用钢制或铝制同步带轮。
带传动的应用场景
矿山机械
如矿用提升机、输 送机等。
石油化工机械
如泵、压缩机等。
农业机械
如拖拉机、收割机 等。
轻工机械
如印刷机、缝纫机 等。
汽车工业
如汽车发动机、变 速器等。
02 带传动的组成与工作原理
带传动的组成