机械设计第九版带传动
机械设计基础第8章 带传动
第8章带传动带传动是一种常用的机械传动形式，它的主要作用是传递转矩和转速。
大部分带传动是依靠挠性传动带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。
本章将对带传动的工作情况进行分析，并给出带传动的设计准则和计算方法。
着重讨论V带传动的设计计算，同时对同步带传动作了简介。
8.1 概述如图8.1所示，带传动一般是由主动轮1、从动轮2、紧套在两轮上的传动带3及机架4组成。
当原动机驱动带轮1（即主动轮）转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮2一起转动，从而实现运动和动力的传递。
图8.1 带传动8.1.1 带传动的类型1．按传动原理分（1）摩擦带传动靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等；（2）啮合带传动靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带传动。
2．按用途分（1）传动带传递动力用；（2）输送带输送物品用。
本章仅讨论传动带。
3．按传动带的截面形状分（1）平带如图8.2 a）所示，平带的截面形状为矩形，内表面为工作面。
常用的平带有胶带、编织带和强力锦纶带等。
（2）V带V带的截面形状为梯形，两侧面为工作表面，如图8.2 b）所示。
传动时，V带与轮槽两侧面接触，在同样压紧力F Q的作用下，V带的摩擦力比平带大，传递功率也较大，且结构紧凑。
（3）多楔带如图8.3所示，它是在平带基体上由多根V带组成的传动带。
多楔带结构紧凑，可传递很大的功率。
（4）圆形带如图8.4所示，横截面为圆形，只适用于小功率传动。
（5）同步带带的截面为齿形，如图8.5所示。
同步带传动是靠传动带与带轮上的齿互相啮合来传递运动和动力，除保持了摩擦带传动的优点外，还具有传递功率大，传动比准确等优点，多用于要求传动平稳、传动精度较高的场合。
图8.2 平带和V带图8.3 多楔带图8.4 圆形带图8.5 同步带8.1.2 带传动的特点和应用带传动属于挠性传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸振。
过载时，带会在带轮上打滑，从而起到保护其他传动件免受损坏的作用。
《机械设计基础》第九章 带传动与链传动
F1/F2=e fα
带轮上的包角 自然对数的底，e ≈ 2.718
联立上式，得
F Fe f F2 f F1 f e 1 e 1
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
由此可知，增大包角或增大摩擦因数，都可以提高带传动所 能传递的功率，因小带轮包角α1小于大带轮包角α2 ，故计算带圆 周力时应取α1 。
第九章 带传动与链传动
(belt drive and chain drive)
带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传 递运动和力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮 传动相比，具有结构简单、成本低廉、传动中心距较大 等优点。
§9-1 带传动的类型、特点
带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两带轮上的封闭环形带 组成。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。当原动机驱动主动轮回转时，依靠带和带轮间的摩擦力 拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和力。
2、缺点：
通常，带传动适用于中小功率的传动，以V带传动应用最广，带速 v=5～25 m/s，传动比i≤7 效率η≈ 0.90～0.95
§9-2 带传动的受力分析和运动特性
一、带传动的受力分析
为使带和带轮接触面上产生足够的摩擦力，带必须以一定的 张紧力套在两带轮上。
F0
F0
n1 主动轮
F2
F2 n2
其降低率可用滑动率ε 来表示，即
v1 v2 d1n1 d 2 n2 d1n1 v1
因而得带传动的实际传动比 i＝n1/n2＝d2/d1（1－ε ） 一般ε ＝1％～2％，其值甚小，在一般传动计算中可不考虑。 例9－1 一平带传动，传递功率P＝15kW，v=15m/s；带在小轮上的 包角α1＝170 °，带的厚度δ＝4.8mm、宽度b＝100mm；带的密度ρ ＝1×10－3kg/cm3，带与轮面间的摩擦系数f＝0.3。 求：（1）传递的圆周力； （2）紧边、松边拉力； （3）由于离心力在带中引起的拉力； （4）所需的预拉力； （5）作用在轴上的压力。
机械习题答案
2)受轴向载荷 FΣy 作用：
每个螺栓所受的工作拉力 F2=FΣy/8，方向向上。
3)受倾覆力矩 M 作用：
⑴若 M≥0：螺栓 1 和 8 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l12 + 4l22 ) ⑵若 M＜0：螺栓 4 和 5 所受的工作载荷最大，其值 F3 为 F3 = Ml1 (4l12 + 4l22 )
FT F
Fmax
垂直对称线右侧的两个螺栓受载最大，所受的最大作用力 Fmax 为： Fmax=（F2+FT2-2FFTcos135°）1/2 =(25002+7075.472-2×2500×7075.47×cos135°)1/2=9018.19 N
4. 螺栓直径 do 和 d: 按栓杆的剪切强度设计
1)FΣ向 x 和 y 轴分解，得水平分力 FΣx 铅垂
l
b h
分力 FΣy
l2 l2
x
2)FΣx 向接全面简化，得作用在接合面上的横
l1
l1
向载荷 FΣx 和顺时针倾覆力矩 M1=FΣx×h 3)FΣy 向接合面对称中心简化，得轴向载荷 FΣy
1
2
3
4x
8
7
6
5
和逆时针倾覆力矩 M2=FΣy×l
4)螺栓组的受力情况：
2．屈服极限σs: Q235(属中碳钢),4.6 级别
P.84.表 5-9
σs=240 Mpa
3. 安全系数S: 松螺栓联接 P.84.表 5-10
S=1.2～1.7
4. 许用应力[σ]: [σ]=σs/S=240/(1.2～1.7)=141.18～200 MPa 5. 螺纹小径 d1: d1=(4F/π[σ])1/2=18.88～22.47mm
濮良贵机械设计第九版课后习题答案解析
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-1210 MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB=420MPa，精车，弯曲，βq=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD，067.0453==dr，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k=-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=qβ，则35.211191.0175.069.1111k=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=qσσσσββεK()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0DCA∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0DCA按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5如题3-4中危险截面上的平均应力MPa20m=σ，应力幅MPa20a=σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计基础带传动
s
b1
s
C
)(1
1 e f
)
Av
1000
➢ 基本额定功率可查表5-3、表5-4
➢ 基本额定功率拟定条件：i =1,特定带长，工作平稳
➢ 实际工作中单根带所能传递旳许用功率：
[P0 ] (P0 P0 )K K L
长度系数 包角系数
i 1 时旳功率增量
机械设计基础——带传动
三、设计环节
❖ 已知条件及设计内容：
带1基 1准d整z8d0长成20YPP=8c度原di、，则dd2dPa拟表值10(d1z5d定–1-≥2εPP)初0c5，77K.拉？圆3NLK0 力1270F0 0
N 6、验算主动轮旳包角α1
7、计算带旳根数 z
机械设计基础——带传动
拟定中心距
初定中心距 a0 0.7(dd1+dd2) < a0 < 2(dd1+dd2)
根据图5-9 高速级还是低速级？
2、根据n1、 Pc 选择带旳型号带 大F轮 ，0 愈 所50小 以01Fd，Q0d2、弯1.52≥K曲带zdFKz应m0v轮sin力iPn构c 愈21造qv2设计
3、拟定带轮基准直径dd1、dd2
9、计算压轴力 FQ
N
4、验算带速v (v＝5～25m/s)
5、拟定中心距 a 及带长 Ld
紧松边判断： 绕进主动轮旳一边→紧边
机械设计基础——带传动
F0F2
F0
松边
紧边由F0→F1
Ff 拉F力0 增长F1F，0带增长紧边
松边由F0→F2 拉力降低，带缩短
总长不变 带增长量＝带缩短量
F1－F0＝F0－F2 ; F1＋F2＝2F0
有效拉力: F1 - F2 即带所传递旳圆周力F 圆周力F：F = F1 - F2 = Ff 打滑：
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-第六章 带传动
d1n1
60 1000
d 2 id1
m/s
普通V带 v 5 ~ 25m/s
③ 确定d2，并按照基准直径系列进行圆整
§6.3 普通V带传动的设计计算
普通V带轮的基准直径系列
§6.3 普通V带传动的设计计算
2. V带传动的设计过程:
(1) 根据工作情况确定工况系数KA后，确定计算功率 (2) 根据Pc和小带轮转速n1从选型图中确定V带的型号； (3) 根据V带型号选小带轮的基准直径d1，检验带速v后确定大带轮的基 准直径d2=id1； (4) 确定中心距a，带长Ld，验算包角α1； ① 初定中心距a0
弹性滑动与打滑的区别： A.现象：弹性滑动发生在带绕出带轮前与轮的部分接触长度上 打滑发生在带与轮的全部接触长度 B.原因：弹性滑动：带两边的拉力不同，带的弹性变形不同 打滑：过载 C.结论：弹性滑动不可避免 打滑可避免
§6.3 普通V带传动的设计计算
一、失效形式和设计准则
1. 失效形式：打滑和疲劳破坏。 2. 设计准则：在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
Ld Ld0 a a0 (mm) 2 d d 1 180 57.3 2 1 120 a
§6.3 普通V带传动的设计计算
2. V带传动的设计过程:
(1) 根据工作情况确定工况系数KA后，确定计算功率 (2) 根据Pc和小带轮转速n1从选型图中确定V带的型号； (3) 根据V带型号选小带轮的基准直径d1，检验带速v后确定大带轮的基 准直径d2=id1； (4) 确定中心距a，带长Ld，验算包角α1； (5) 计算V带根数Z并圆整成整数；
§6.3 普通V带传动的设计计算
三、普通Ｖ带传动设计
1.已知条件和设计内容
第九版机械设计课程设计 设计说明书
机械设计课程设计计算说明书设计题目：圆锥圆柱斜齿轮减速器设计者：指导教师：2014年1月10日目录一、设计任务 2二、传动方案的拟定及说明 3三、电动机的选择 3四、传动装置的总传动比及其分配 4五、计算传动装置的运动和动力参数 4六、齿轮传动的设计计算 5七、链传动设计 17八、轴的设计计算 18联轴器的选择轴承的选择九、滚动轴承的校核 25十、键的选择及强度校核 32 十一、箱体设计及附属部件设计 34 十二、润滑与密封 35 十三、端盖设计 35 十四、心得体会 37mm N m 齿轮传动的设计计算、按齿面接触强度设计由《机械设计》mm=得，ZE25 2.431 0.645 Z d H mm Z βφ==13254004(2.4351.594] H Z Z u +满足条件）齿根强度校核 1 0.801 0.760 Fa mm Y Y β=d L d L dF AZmm mN mN m⋅m0.6)d≈f十四、心得体会历时二周，在无数次的坚持中终于将其完成，虽然结果不一定多么美好，但过程却是值得回味和推敲的。
万事开头难，此言非虚。
每一件事的第一步总是难以起步的，相应的可以想象第一步的空难程度，画图也是如此。
虽然主讲老师说了也算数据后画图。
但是我还是毅然决然的选着边画图变校核计算。
其中艰辛苦涩唯有只知。
画图之事贵在坚持。
没有走不完的路，没有下不完的棋。
当然也没有画不完的图，刚开始也许不大愿意画图，毕竟跟自己所猜想的相去甚远。
暂时搁置下来，转行做了它事。
一步一个脚印，做事贵在踏实，不躁进，不功利。
大概就是一个人所要达到的境界了。
画图就是一笔一划皆了然于胸。
参考文献：1、机械设计. 第九版. 濮良贵，纪名刚. 高等教育出版社，20132、机械原理. 第七版. 孙桓，陈作模，葛文杰. 高等教育出版社，20063、工程制图基础. 第二版. 孙根正，王永平. 西北工业大学出版社，20054、机械设计课程设计手册第三版．吴宗择，罗圣国高等教育出版社 2008。
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链传动
% 齿轮传动 蜗杆传动
第八章 带传动
基本要求： 1）熟悉带的工作原理、传动特点及应用范围；
No 2）掌握带传动的受力分析、弹性滑动与打滑现象、失效形式、 设计准则； 3）掌握V带传动的设计方法以及提高带传动承载能力的措施； 4）了解各种类型传动带的结构形式、特点和应用，并加以比
Image 较。着重了解平带传动V带传动的特点。
第三篇 机械传动
一.传动的重要性：
1.调整速度：减速箱，变速器；
2.改变运动形式：回转，摆动，直线运动；
No 3.一台原动机带多个执行机构；
4.安全、维护、尺寸等需要（如分离、制动）。
二.机械传动分类：
摩擦传动
直接接触 摩擦轮传动
按传力
靠中间件 带传动
机
直接接触 齿轮、蜗杆及螺旋传动
动械 传
啮合传动
在角较小的情况下，有：
Image cos112 2
dd2dd1 sin
2a
E
将 带入经整理得： L2a2(dd2dd1)(dd24 a dd1)2
d d1
o1
dd2
o2
1 1o 8 2 0 1o 8 d 0 d2a d d 1 5.3 7 o
a 8 1 2 L ( d d 2 d d 1 ) [ 2 L ( d d 2 d d 1 )2 ] 8 ( d d 2 d d 1 ) 2
5）了解带传动的张紧方式和带轮的结构设计。
重 点： 1）带传动的工作情况分析、弹性滑动与打滑现象、失效形式、
设计准则； 2）提高带传动承载能力的措施； 3）平带传动、V带传动的特点。
§8-1 概 述
一.带传动的组成及工作原理：
v
No
Image 带张紧在两带轮上，工作前带已受到预拉力的作用，
使带与带轮接触面间产生压力。工作时，主动轮通过摩 擦力使带运动，带通过摩擦力使从动轮转动。
Ff F1F2Fe
有效拉力
No 以 v、P1 分别表示带速和传递的名
义功率，则有：PFev100k0W
Ff
P要F e求 (F 1F 2)
Image F1F22F0
F1F2 Fe
F1F0F 2e F2F0F 2e
在一定的条件下，摩擦力有一极限值，如果工作阻力超过 极限值，带就在轮面上打滑，传动不能正常工作。
Image 按传动比
是否变化分
靠中间件 链、同步带传动
定传动比传动 变传动比传动
有级变速传动 无级变速传动
三.机械传动类型选择概要
主要指标：效率高，尺寸小，运动形式，满足生产条件和工作要求。
1.功率与效率（ P141表2）
传递功率受多种因素的影响，如传动原理、承载能 力、载荷分布、工作速度、制造精度、工作效率等。
§8－2 带传动工F0
F0
No
F0
F0
Image 工作前：带以一定的张紧力安装在带轮上，带受初拉力F0
工作时：由于带与轮的摩擦，形成紧边 F0 F1 和松边 F0 F2
F1F0F0F2
F1F2 2F0
以主动轮为隔离体：
T0 F f d 2 d1F 2d 2 d 1F 1d 2 d 10
相对高度h bP 0.9 V带称窄V带。比普通V带
传递的功率大。
窄V带按截面尺寸分为SPZ、SPA、 SPB、SPC四种型号。
四.应用范围：主要用于两轴平行且转向相同的场合。以及对 传动比无精确要求的中小功率传动。 一般：i 7 v5~2m 5/s a10m P50kw
五. 几何计算
No L2B C1dd122dd22 2 a co2 s(d d 2 d d 1 )(d d 2 d d 1 )
啮合传动的功率大于摩擦传动； 效率是评定传动性能的主要指标之一。
No 效率低不适于大功率、经常工作的机械。
2.速度（ P142表3）： 速度是传动的主要运动特性之一。不同的运动形式受
不同因素的限制，如动载荷、离心力、振动、发热等影响。
Image 3.工作环境：空间大小、噪声、防尘、防爆。
本篇内容：
% 带传动
定传动比； 有级变速； 无级变速
机械设计第九版带传动
带传动的主要类型
类型
平带
V带
多楔带
同步带
结构
特点 标准化
应用 场合
No 结 构 最 简
单、易于 制造
Image 已 标 准 化
传递摩擦 力 大 、传 动 比 大 、结 构 较紧凑
已标准化
传 递 功 率 大 、摩 擦 力 大 、柔 性 好
传动比准 确、轴向压 力小；但安 装和制造 要求高 已标准化
名词解释
节线：当带纵向弯曲时，在带中 保持原长度不变的任一条周线；
节面：由全部节线组成的面；
No 节宽：带的节面的宽度。用bp表示。
节圆直径：V带轮上与V带节宽相对应的带轮的直径d
p
。
bp
基准直径：d d dd d p
Image V带的基准长度：位于基准直径上周线长度。用Ld表示，
窄V带
见 P145表8-2。
5.结构简单，维修方便，价格低廉； 6.适用于高速传动； 7.瞬时传动比不恒定，效率较低，寿命较短； 8.需张紧，对轴和轴承的压力大；
Image 9.因摩擦易产生静电，不宜用于有易燃物场所。
四. V带的类型与结构
V带的类型：
普通V带、窄V 带、宽 V带、大楔角 V 带、汽车V带等。
机械设计第九版带传动
因摩擦力在一定范围内变动，故在一定的范围内， 随着工作阻力矩的增大，摩擦力矩也相应增大。当阻力 矩大于最大摩擦力矩时，出现打滑现象，这时主动轮转 动而带和从动带轮均不动，传动失效。
二. 带传动的类型： 按带的截面形状分类
有 平带
No V带
特殊截面带 同步带
按轴的位置关系有:
Image 按照传动比分类：
传动中心 距较大
应用广泛
传 结 变
递 构 载
功 要 荷
率 求 或
较 紧 冲
大 凑 击
、 、
较 可
高 达
线速 50m
度， /s。
机械设计第九版带传动
三. 带传动的特点： 1.中心距大。可传递多个相距较远轴之间的运动； 2.能缓冲减振，运转平稳无噪音； 3.对摩擦式传动具有过载保护作用；
No 4.不需要润滑，环境易清洁；
普通V带 相对高度 h bP 0.7 的V带称普通V带(bP－带轮的节宽)。 组成：顶胶、底胶、抗拉体、包布 抗拉体：
No 帘布：制造方便
绳芯：柔软易弯曲有利提高寿命， 材料可为化学纤维或棉织物。
Image 普通V带已标准化。普通V
带按截面尺寸由小到大的顺序 分为Y、Z、A、B、C、D、E七 种型号（各型号的截面 尺寸见P145表8-1）。