机械设计 4-带传动设计.
带传动设计实验报告
带传动设计实验报告1. 引言带传动是一种用于传递动力的重要机械元件，在工业生产中应用广泛。
本实验旨在通过设计和制作带传动装置来加深对带传动原理的理解，并通过实验来验证设计的可行性。
本报告将详细介绍实验的设计方案、实验过程和结果分析。
2. 设计方案2.1 实验目标本实验的目标是通过设计和制作一个带传动装置，实现两个主工作轴的动力传递。
2.2 实验材料和仪器本实验所需材料和仪器包括带轮、皮带、传动装置、电动机和测量工具等。
2.3 实验步骤1. 根据实验要求和实验目标，确定传动比和传动方式。
2. 选择合适的带轮和皮带，确定传动轴的位置和布局。
3. 安装传动装置和电动机，并调整传动装置的位置和紧度。
4. 运行电动机，测试带传动的性能，如传递效率和传动功率。
3. 实验过程3.1 设计传动比和传动方式根据实验要求，本实验选择使用直线传动方式，并确定传动比为2:1，即带轮1转2圈时，带轮2转1圈。
3.2 选择带轮和皮带根据传动比和轴的转速要求，选择合适的带轮和皮带。
经过计算和比较，我们选择了带轮1的直径为20cm，带轮2的直径为10cm，并选择了适当的皮带。
3.3 安装传动装置和电动机在实验装置上安装和调整传动装置和电动机，确保传动装置和皮带的正常运转。
根据带传动的紧度要求，调节皮带的紧度。
3.4 测试传动性能运行电动机，测试带传动的性能。
使用测量工具测量传动轴的转速，并计算传递效率和传动功率。
4. 结果分析4.1 实验结果通过实验测量，带轮1的转速为1200rpm，带轮2的转速为600rpm。
根据传动比的设计，带轮2应该为带轮1转速的一半。
实验结果与设计值吻合，验证了传动装置的设计可行性。
4.2 计算结果根据实验结果和测量值，计算得到传递效率为80%。
通过测量电动机的功率和传动装置的转速，计算得到传动功率为6kW。
5. 结论通过本实验，我们成功设计和制作了一个带传动装置，并通过实验验证了设计的可行性。
实验结果表明，带传动装置具有较高的传递效率和传动功率，适用于许多实际应用场景。
机械设计课程设计带传动
机械设计课程设计带传动一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解带传动的原理、类型、特点及其在机械设计中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：使学生掌握带传动的定义、工作原理和主要参数，了解不同类型的带传动及其适用范围。
2.技能目标：培养学生能够分析带传动系统的工作特点，学会计算带传动的基本参数，并能够设计简单的带传动系统。
3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣，增强学生对机械传动系统的认识，提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.带传动的定义及工作原理：介绍带传动的定义，解释其工作原理，让学生了解带传动是如何实现动力传递的。
2.带传动的类型及特点：讲解不同类型的带传动（如平带、V带、圆带等），分析各类带传动的优缺点及适用范围。
3.带传动的设计计算：教授带传动的设计计算方法，包括带的尺寸选择、张紧力计算、承载能力分析等。
4.带传动系统的应用实例：通过实例分析，使学生了解带传动在机械设计中的应用，提高学生解决实际问题的能力。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解带传动的基本原理、类型、设计计算方法等，使学生掌握带传动的基本知识。
2.案例分析法：分析带传动在实际工程中的应用实例，让学生了解带传动的设计与选型过程。
3.实验法：学生进行带传动实验，使学生亲自操作，观察带传动的工作原理，提高学生的实践能力。
4.讨论法：鼓励学生在课堂上提问、讨论，激发学生的学习兴趣，培养学生的思考能力。
四、教学资源为了保证本节课的教学质量，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的机械设计教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关的机械设计参考书，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观地展示带传动的工作原理、设计计算方法等。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能亲自动手进行实验。
5.在线资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和案例分析，拓宽学生的视野。
机械设计带传动课程设计
机械设计带传动课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握带传动的结构、工作原理和设计方法；技能目标要求学生能够运用所学知识进行带传动的分析和设计；情感态度价值观目标要求学生培养对机械设计的兴趣和责任感。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述带传动的结构和工作原理。
2.分析带传动的设计方法和步骤。
3.运用所学知识进行带传动的分析和设计。
4.培养对机械设计的兴趣和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括带传动的结构、工作原理、设计方法和应用。
教学大纲将按照以下顺序进行安排：1.带传动的结构和工作原理：介绍带传动的各种类型和结构特点，解释带传动的工作原理。
2.带传动的设计方法：讲解带传动的设计方法和步骤，包括带的选择、张紧装置的设计等。
3.带传动的应用：介绍带传动在实际工程中的应用案例，分析带传动的优缺点。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。
包括：1.讲授法：教师讲解带传动的结构、工作原理和设计方法。
2.讨论法：学生分组讨论带传动的应用案例，分享各自的观点和经验。
3.案例分析法：分析实际工程中的带传动案例，引导学生运用所学知识解决问题。
4.实验法：安排实验室实践，让学生亲自操作带传动装置，加深对知识的理解。
四、教学资源本课程将充分利用教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
具体资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书：推荐相关的参考书籍，拓展学生的知识面。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学的趣味性和生动性。
4.实验设备：安排实验室实践，让学生亲身体验带传动的工作原理和设计方法。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
机械设计 带传动
第八章带传动重点：带传动的原理受力分析应力分析带传动的设计过程难点：带传动的受力分析组成：主动轮，从动轮和环行带主要应用场合：中小功率传动系统（目前，国外的带式输送机已有飞速发展，如：Austrilia某带式输送机的单机长度已达34公里；荷兰鹿特丹多机（17段），达206公里）本章主要内容▪带传动的特点和工作原理；▪带传动的类型及其特点；▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；普通V带传动的设计。
重点难点▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；【主要内容】▪带传动的特点和工作原理；▪带传动的类型及其特点；▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；▪普通V带传动的设计。
【重点难点】▪带传动的受力情况及应力分析；▪带传动的运动分析（弹性滑动、打滑与传动比）；第一节概述带传动是通过中间挠性件（带）传递动力和运动的。
按工作原理可分为摩擦传动和啮合传动两种。
本章主要介绍第一种——摩擦带传动1．带传动的组成固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；固联于从动轴上的带轮3(从动轮)；紧套在两轮上的传动带2。
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）。
3．带传动的特点优点：适用于较大中心距的传动；能缓和载荷冲击——带有良好的弹性过载时，带在轮面上打滑，起保护作用；运行平稳，无噪音；结构简单，成本低。
缺点：传动的外廓尺寸较大；传动比不稳定；带的寿命比较短（与齿轮传动相比）传动效率低，一般在0.94~0.98之间带传动的类型:摩擦带传动：（按带的剖面形状）平带；V带；圆带；多楔带啮合传动：同步齿形带带传动的型式：开口传动交叉传动半交叉传动所以，往往应用在功率小于等于700千瓦，带速在5~25米每秒的机械中。
带传动的设计计算
带传动的设计计算带传动是一种机械传动方式，通过传动带将动力源与工作机构相连，实现动力的传递。
在设计带传动系统时，需要进行一系列的计算，以保证传动系统的稳定、有效和安全运行。
下面是一份带传动设计计算的详细内容，供参考。
1.计算传动比：传动比是指输入轴的转速与输出轴的转速之比。
传动比的选择要基于所需的输出速度和输入功率。
可以以传动带滑移不超过10%的情况下进行计算。
传动比的计算公式为：传动比=输出轴转速/输入轴转速2.计算带轮直径：带轮直径的选择要考虑传动带滑动不超过一定限度，并保持传动带的紧绷状态。
带轮直径的计算公式为：带轮直径=带长/π+2×带距其中，带长为传动带的长度，π为圆周率，带距为两个带轮中心的垂直距离。
3.计算带轮宽度：带轮宽度的选择要满足传动带的正常工作需求，防止传动带侧向摆动或跳链。
带轮宽度的计算公式为：带轮宽度=功率/传动比/带速其中，功率为所需的输出功率，带速为传动带的线速度。
4.计算带轮间距：带轮间距的选择要确保传动带两端的弯曲半径足够大，避免过小的弯曲半径导致带轮损坏或传动带滑动不稳定。
带轮间距的计算公式为：带轮间距=带距-2×带厚其中，带厚为传动带的厚度。
5.计算带速：带速是指传动带的移动速度，以确保带传动的工作稳定和准确性。
带速的计算公式为：带速=π×带轮直径×转速/60其中，π为圆周率，带轮直径为传动带轮的直径，转速为传动带轮的转速。
6.计算张紧力：张紧力是指为保证带传动的正常工作而在传动带上施加的拉力。
张紧力的大小要根据带传动的工作条件和传动带的材料及尺寸进行计算。
一般来说，张紧力取传动带可允许最大张紧力的50%作为初次设计值。
张紧力的计算公式为：张紧力=系数×功率/带速其中，系数为传动带的张紧力系数，功率为所需的输出功率，带速为传动带的线速度。
7.计算带传动的安全系数：安全系数是指带传动的设计强度与工作强度之间的比值。
机械设计带传动课程设计
机械设计带传动课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解带传动的基本原理，掌握带传动的类型、结构和应用范围。
2. 学生能够掌握带传动的设计方法，包括带轮尺寸计算、带长和张力计算等。
3. 学生能够了解带传动的优缺点，并分析其在机械设计中的应用前景。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成带传动系统的设计计算。
2. 学生能够运用CAD软件绘制带传动系统的零部件图和装配图。
3. 学生能够运用仿真软件对带传动系统进行简单分析，评估其性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计学科的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神，使其在解决实际问题时具备责任感和使命感。
3. 培养学生关注环保、节能和可持续发展，将绿色设计理念融入带传动系统的设计和改进中。
课程性质：本课程为机械设计专业课程，旨在让学生掌握带传动设计的基本知识和技能。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识和制图技能，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调设计计算和CAD绘图技能的培养，提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程学习，使学生具备独立设计和改进带传动系统的能力。
二、教学内容1. 带传动原理与类型：讲解带传动的基本原理，分析摩擦带传动的力学特性，介绍V带、平带等常见带传动类型及其结构特点。
教材章节：第二章第二节2. 带轮设计与计算：讲解带轮的结构设计，包括轮槽形状、尺寸及材料选择，介绍带轮尺寸的计算方法。
教材章节：第三章第一节3. 带传动设计计算：阐述带长、张力计算方法，分析带传动系统在启动、运行和制动过程中的力学行为。
教材章节：第三章第二节4. CAD软件应用：教授CAD软件绘制带传动系统零部件图和装配图的方法，培养学生的绘图技能。
教材章节：第四章第三节5. 仿真分析：介绍仿真软件在带传动系统分析中的应用，使学生能够对设计结果进行性能评估。
教材章节：第五章第二节6. 设计实例与练习：分析典型带传动系统设计实例，指导学生进行设计练习，巩固所学知识。
带传动的设计准则
带传动的设计准则传动是机械结构中不可或缺的部分之一，包括传动轴、齿轮、链轮、皮带轮等组件。
传动的设计不仅关乎机械结构的性能和寿命，而且也会影响到整个机械系统的运行稳定性和效率。
因此，在进行传动设计时，需要遵循一些准则，以确保传动组件能够达到最佳的性能和寿命。
以下是一些有关带传动设计的准则。
1、选择合适的传动比传动比指传动轴的转速比。
在进行传动设计时，需要根据实际需求选择合适的传动比。
传动比过大会导致传动部件强度不足；而传动比过小则会增加传动零件的重量和占用空间。
因此，需要根据实际情况来选择合适的传动比。
2、选择合适的齿轮参数齿轮是传动中最常用的传动部件之一，齿轮的参数对传动性能有着重要的影响。
为了保证齿轮的正常工作，设计时需要遵循以下准则：（1）齿数要合适：齿数越多，齿面积分布越均匀，齿面载荷分布也更加均匀。
但是齿数过多也会增加齿轮的生产难度和成本。
（2）模数要适中：模数是齿轮参数中重要的因素，模数越小，齿数越多，齿高与齿宽比也越小，齿轮的强度和耐磨性也会降低。
（3）压力角要合理：压力角越小，冲击载荷越小，齿轮强度和寿命都会提高。
但是压力角过小会导致磨合困难和加工难度增大。
皮带轮是带传动中常用的部件，其设计也需要遵循一些准则。
（1）直径要适中：皮带轮直径越小，接触应力越大，皮带寿命也随之缩短。
（2）角度要合理：皮带轮的角度对传动效率和皮带寿命都有影响。
角度太大会增加皮带弯曲损失，降低传动效率；角度太小会增加摩擦，使皮带老化加速。
（3）带宽要适当：带宽要根据传动功率和转速来确定。
带宽太宽会增加材料和成本，带宽太窄会影响皮带寿命。
（1）齿数要合适：与齿轮类似，链轮的齿数要根据应力和载荷条件来确定。
（2）齿宽要适当：齿宽要根据应力和载荷条件来确定，齿宽太小会使链轮齿面磨损加剧，齿宽太大会增加链轮的重量和占用空间。
（3）弧度要合理：链轮的弧度不能太小，否则会导致链条跳出轮齿；弧度太大则会增加链条张紧的难度。
带传动的设计步骤
带传动的设计步骤概述带传动是一种将动力从一个装置传递到另一个装置的机械系统。
它可以通过齿轮、链条、皮带等方式实现。
带传动广泛应用于各个领域，如汽车、工业生产线、农业机械等。
本文将介绍带传动的设计步骤，以便读者了解如何进行带传动的设计。
设计步骤1. 确定需求在进行带传动的设计之前，首先需要明确需求。
这包括确定所需传递的功率、转速比、轴间距以及工作环境等因素。
根据这些需求，我们可以选择合适的带式传动系统。
2. 选择传动类型根据需求确定后，我们需要选择适合的传动类型。
常见的传动类型包括齿轮传动、链条传动和皮带传动等。
每种类型都有其特点和适用范围。
齿轮传动适用于高功率和高精度要求的场合，而皮带传动则适用于较低功率和减震要求较高的场合。
3. 计算参数在选择了传动类型后，我们需要计算传动所需的参数。
这包括带宽、轮齿数、链条长度等。
通过这些参数的计算，我们可以确定具体的传动尺寸和结构。
4. 选择材料根据设计要求和工作环境，选择适合的材料。
常见的传动材料包括钢、铝合金、塑料等。
材料的选择应考虑到其强度、耐磨性、耐腐蚀性以及成本等因素。
5. 进行力学分析在进行带传动设计时，需要进行力学分析以确保传动系统的稳定性和可靠性。
这包括静力学分析和动力学分析。
通过分析，我们可以确定传动系统所能承受的最大载荷和转速，并根据这些数据进行设计。
6. 进行结构设计在完成力学分析后，我们可以进行具体的结构设计。
这包括确定轴承位置、安装方式、紧固件选型等。
同时还需考虑制造工艺和装配要求，确保传动系统能够顺利生产和安装。
7. 进行模拟仿真在进行最终设计之前，可以使用计算机辅助设计软件进行模拟仿真。
通过仿真，我们可以验证设计的可行性，发现潜在问题，并进行优化调整。
8. 制造和装配完成设计后，我们可以将设计图纸转化为实际的产品。
这包括材料采购、加工制造和装配等过程。
在制造和装配过程中，需要严格按照设计要求进行操作，确保传动系统能够正常工作。
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F1 e f1 F2
二）带传动的极限有效拉力Felim及其影响因素
由
F1 + F2= 2Fo F1一F2 = Fe
F1 e f1
得
Fe lim
2F0
e e
f1 f1
1 1
F2
Page ▪ 13
Fe lim
2F0
e e
f1 f1
1 1
影响
Felim 的因素
1）初拉力F0 —— F0↑，正压力↑，∑Ffmax↑， Felim↑ 但F0↑↑，磨损加快，带的寿命↓；
2）小轮包角α1——α1↑，包围弧↑，∑Ffmax↑，Felim↑ α1大小取决于设计参数i、d1、d2及a；
3）摩擦系数f —— f↑，∑Ffmax↑，Felim↑，f取决于带 和带轮的材料。
Page ▪ 14
二. 带的应力分析
一）带传动工作时，带截面上的应力种类
1.离心拉应力：σc=Fc/A =qv2/A MPa——离心拉应力
同步带结构
Page ▪ 10
六. 带传动的几何尺寸计算
中心距: a 2L d2 d1 2L d2 d12 8d2 d12
8
带
长： L=
A⁀B +
2BC
+
C⁀D
2a
2
d1
d2
d2
4a
d12
小轮包角：
1
180 2 180
180
d2 d1 57.3 a
B
γ
α1
C
γ
α2
A
Page ▪ 11
带绕一周
σmax
σb1 σ1
σc ea
σb1 σb2
σc σ2
b
c
σb2
σ1 σc
d
e
带的最大应力发生在紧边开始绕上小轮处（A点）
大小为：σmax =σA =σC+σ1+σb1
摩擦型带传动——利用带与带之间的摩擦力进行传动 啮合型带传动——利用带上凸齿与带轮齿槽啮合进行传动
v
α1 n1
α2
v
摩擦型带传动
Page ▪ 4
同步带轮 同步带
同步带轮
啮合型带传动
平带
FQ
二）按带的剖 V带 面型状分 多楔带
圆带
φ/2
Fn
Fn
平带
平带：Fn = FQ ，Ff = Fn·f = FQ·f
当传动比i≠1时,
∵ dd2 >dd1 ,
∴ σb2 <σb1
二) 带中应力分布情况
σB =σC+σ2+σb1
σC =σC+σ2+σb2
σb1
α1 n1
σC n2
α2
σb2
Page ▪ 16
σ1
σC
E
σmax =σA =σC+σ1+σb1
σD=σC+σ1+σb2
三）带的应力变化性质
1. 带中应力变化
Page ▪ 9
五. 啮合型传动带（亦称同步齿形带）的结构
啮合型传动带一般以细钢丝绳、玻璃纤维绳或芳纶纤维绳 为强力层，以聚氨酯或氯丁橡胶为基体，在工作表面上制成凸 齿的无接头环形带。同步带分为仅在一面有齿的单面同步带和 两面都有齿的双面同步带，齿的形状有梯形齿和弧齿等。
3 4
2
1
1 —— 包布层 2 —— 带齿 3 —— 带背 4 —— 承载绳
优 ②过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件损坏； 点 ③适用于两轴中心距较大的传动；
特点
④结构简单，易于制造和安装，故成本低。
①由于弹性滑动和打滑，传动比不恒定；
缺 点
②传动效率较低，寿命较短，外廓尺寸较大；
③由于需要施加张紧力，轴和轴承受力较大。
应用：用于中心距较大，传动比无严格要求的场合，在多级 传动系统中通常用于高速级传动，如机床中由电动机到主轴 箱的第一级传动。
F0
O1
F0
F0
O2
F0
F2
F2
On1 1 松边
∑Ff2-带
n2O2
T1 紧边 T2
F1
F1
Page ▪ 12
带传动工作时，有效拉力Fe与初拉力Fo、紧边拉力F1、 松边拉力F2关系：
由
F1 + F2= 2Fo F1一F2 = Fe
得
F1=FO+ Fe/2 F2=F0- Fe/2
带在带轮上即将打滑时：
压缩层（橡胶填充而成）
四部分组成
包布层（橡胶帆布构成）
Page ▪ 6
1—伸张层 2—强力层 (帘布结构）
3—压缩层
4—包布层
1—伸张层 2—强力层 (粗绳结构）
3—压缩层
4—包布层
二）V带截面型号及尺寸
１.普通V带、窄V带的截面型号：
Y
Z
(SPZ)
A
B
（SPA） （SPB）
C
2. V带截面尺寸:
α1——小轮包角 α2——大轮包角 n1——小轮转速 （r/min） n2——大轮转速 （r/min）
v——带速 （m/s）
主动轮1
传动带3
v α1 n1
v
从动轮2
α2
摩擦型带传动的工作原理 ——依靠带与带轮之间的摩擦
Page ▪ 3
力传动运动和动力的间接摩擦传动
二. 带传动的类型
一）按工作 原理分
承载能力小
V带：
Fn
FQ sin
,
Ff
FQ
f sin
FQ fv
2
2
承载能力大
Page ▪ 5
多楔带
FQ
φ/2
Fn
φ
V带
圆带
三. V带的结构及尺寸
一）V带的结构分析
V带是无接头的环形带，其种类有普通V带、窄V带、宽V带等。
伸张层（橡胶制成）
V带由
帘布结构——容易制造 强力层有 粗绳结构——挠曲性好
b
bP — 节宽
bp
(节面宽度)
b — 顶宽
φ
ｈ— 高度
Φ－带楔角， Φ=40⁰
Page ▪ 7
D
E
各种型号V带的剖面 尺寸见表8-1。
带的型号大，则剖 面尺寸大，带的承 载能力就高。
3. V带的长度
外周长 基准长度Ld 内周长
带轮基准直径
d
Page ▪ 8
四.带传动的特点和应用
①带有弹性，能缓冲减振，故传动平稳，噪声小；
作用于带的全长。
2.拉应力
紧边拉应力：σ1=F1/A 松边拉应力：σ2=F2/A
MPa MPa
∵F1＞F2
∴σ1＞σ2
3.弯曲应力
带绕过小带轮时：
σb1
2 Ey dd1
带绕过大带轮时：
σb2
2 Ey dd 2
式中: E — 带的当量弯曲弹性模量；
y — 带的最外层到中性层的距离；
Page ▪ 15 dd2 、dd1 —大小带轮节圆直径。
§4-1 带传动类型和应用 §4-2 带传动工作情况分析 §4-3 普通V带传动设计
. 本章主要内容 1. 带传动的类型、结构及特点； 2. 带传动受力分析、运动分析及应力分析（重点） 3. 带传动设计
Page ▪ 2
§4-1 带传动的类型和应用
一. 带传动的组成及工作原理
带传的 组成动
主动带轮1 从动带轮2 环带传动的受力分析
一）带传动的有效拉力Fe
工作前：带中各处均受
到一定的初拉力FO
工作时：主动边被进一步
拉紧，拉力由F0增大到F1，
称为紧边；另一边拉力减
少到F2，称为松边。
紧边拉力与松边拉力的差值
称为带传动的有效拉力Fe:
Fe =F1一F2 = ∑Ff
∑Ff1-带