带传动的工作原理与受力分析(精)
带传动的受力分析和传动时的应力分析
第七章 带传动内容：1、带传动的受力分析和传动时的应力分析2、带传动弹性滑动和打滑3、带传动的设计计算难点：带传动的受力分析和传动时的应力分析 重点：带传动的设计计算7.1 带传动概述一、工作原理和应用1、工作原理：带装在轮上后，具有初拉力0F 。
轮1靠摩擦力带动带，——带靠摩擦力带动轮2。
2、带传动的特点： 1）皮带具有弹性和扰性 2）过载时可打滑 3）中心距可较大 4）传动比不准确，且效率低5）张紧力对轴和轴承压力大 3、带传动的类型平带、V 带、多楔带、圆带 对V 型带：2sin 2ϕN Q F F =图7-1 磨擦型带传动工作原理图7-3 带的传动类型和横截面形状(a) 平带；(b) V 带；(c) 多楔带；(d) 圆形带2sin2ϕQ N F F =Q q N f fvF fF fF F ===2sin2ϕ设2sinϕf f v =当量摩擦系数4、V 带结构 普通V 带5、应用：远距离 二、普通V 带型号和基本尺寸 1、型号：2、尺寸 基准长度尺寸d L7－2带传动工作情况分析一、带传动受力分析不工作时01=T 0F 工作时 01〉T图7-4 V 带的结构表7-2 普通V 带截面基本尺寸摩擦力()圆周力F F F F f =-=21310FVP ＝ P 为功率KW 2001F F F F --＝ 021F 2F F ＝+ αf e F F 21＝对V 带αfv 21F F e ＝1e 1e 2F Ff f 0max+-=αα二、带传动的应力分析1、由紧边和松边拉力产生应力A F 11＝σ AF 22＝σ 2、由离心力产生应力AF A qv cl ==2σ3、由带弯曲产生应力2d ab d h Eh E='=ρσ 121max b σσσσ++=三、带传动的弹性滑动1、含义：由于带的弹性变形而引起带与带轮之间的相对滑动称弹性滑动。
2、后果图7-5带传动的受力分析图7-6 带的弯曲应力图7-7 带工作时应力变化1）传动比不准确，如带不伸长：210V V V == 4111106⨯=n d V d π4222106⨯=n d V d π122112d d d d n n i ==带有伸长：321V V V 〉〉 滑动率ε21V V 〉％％V V V 100n d n d n d 10011d 22d 11d 121πππε--=＝2）损失能量()ε-==1d d n n i d12d 21()12d 1d 2n 1d d n ε-= 四、失效1、打滑现象1）、含义：当传递的有效圆周力F 大于极限摩擦力αF f v 时带在轮上全面滑动图7-8带传动中的弹性滑动2）、危害：失效2、带的疲劳破坏：脱层、撕裂、断裂7－3 V 带传动选用计算1、设计准则：保证带传动不打滑，不发生疲劳破坏。
带传动
由F =
F1 – F2，得：
F1 ＝ F0 ＋F/2 F2 ＝ F0 －F/2
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带的受力分析
带所传递的功率为：P ＝ F v /1000 kW v 为带速 P 增大时， 所需的F (即Ff )加大。但Ff 不可能无限增大。当Ff 达到
极限值时，带传动处于即将打滑的临界状态。此时，带的有效拉力也达到
单根V带在特定条件下（α1=α2=180°，L为特定基准长度，载荷平稳等）， 单根V带的基本额定功率见表格。 2）额定功率增量ΔP0（考虑实际传动比i≠1) 3）包角修正系数Kα（考虑实际包角变小) 4）基准长度修正系数KL（考虑实际长度不同于特定长度)
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二、V带传动的设计
1) 定期张紧
带传动的张紧、安装与维护
2）自动张紧
2、利用张紧轮
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以带逐渐伸长，这时带沿从动轮的转向相同方向 滑动，使带的速度V超前于从动轮的圆周速度V2。
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2、弹性滑动和打滑现象的区别
打 滑：是指由于过载引起的全面滑动，是带传动的一种失效形式，应当避免。
弹性滑动：是指正常工作时的微量滑动现象，是由拉力差（即带的紧边与松边拉力 不等）引起的，不可避免。
F0 500 (2.5 K ) Pd qv 2 906.6 N K zv FQ 2 zF0 sin 1 10860 N 2
8）计算作用在轴上的压力；
9）确定带轮的结构尺寸；(略） 10）设计张紧装置；（下节）
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第五节
一、带传动的张紧
1、调整中心距
dd 2 dd1 172.30 1200 a
带传动的受力分析和应力分析
带传动的受力分析和应力分析带传动系统是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各个领域。
在带传动系统中，带传递动力和转矩，因此对其受力和应力进行分析非常重要。
本文将详细介绍带传动的受力分析和应力分析的方法和步骤。
1.带传动受力分析带传动受力分析是指确定带传动中各个部件所受到的受力情况，包括带、轮毂和轴承等部件。
带传动中的受力分析主要可以通过以下几个步骤进行。
步骤一：确定带的受力情况。
带的受力主要分为两种情况，一种是张紧侧受到的张紧力，另一种是松弛侧受到的迫近力。
其中，张紧力主要由张紧装置施加，迫近力主要由带与轮毂之间的摩擦力引起。
受力分析时需要根据具体情况确定张紧力和迫近力的大小。
步骤二：确定轮毂受力情况。
轮毂是带传动系统中的受力部件之一，受力分为两种情况，一种是由于带的张紧力和迫近力而引起的轮毂弯曲应力，另一种是由于带的轴向力而引起的轴向压力。
在确定轮毂受力时，需要考虑带的受力情况以及轮毂的刚度和强度等因素。
步骤三：确定轴承受力情况。
轴承是带传动系统中的重要支撑部件，其主要受力情况包括径向力和轴向力。
在进行受力分析时，需要考虑带的张紧力、迫近力以及轮毂的刚度和强度等因素，以确定轴承受力的大小和方向。
2.带传动应力分析带传动应力分析是指对带的受力情况进行应力计算和分析，以确定带的强度和稳定性。
在带传动应力分析中，常用的方法有静态力学分析和有限元分析。
静态力学分析是一种基于力学原理的传统方法，可以通过受力分析和应力分析计算得到带的应力分布和最大应力。
静态力学分析需要考虑带的材料性质、几何形状以及受力情况等因素，通过应力计算和曲线绘制等方法，可以得到带的应力分布和最大应力。
有限元分析是一种数值计算方法，可以模拟和计算带传动系统中复杂的应力场分布。
有限元分析基于有限元法原理，将带传动系统分割为多个小元件，通过求解大量的有限元方程组，可以得到带的应力分布和最大应力。
有限元分析适用于复杂的带传动系统，可以提供更准确和详细的应力分布信息。
带传动
沈阳航空工业学院第八章带传动§8-1带传动类型及应用§8-2带传动的受力分析§8-3带的应力分析§8-4 带传动的打滑、弹性滑动和传动比§8-5 V带传动的计算§8-6 V带的张紧装置一、组成主动带轮带从动带轮二、工作原理：摩擦带：原动机驱动主动带轮转动，通过带与带轮之间产生的摩擦力，使从动带轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。
啮合带：靠带与带轮的啮合传递运动和动力。
三、常见带传动的类型◆摩擦带传动◆啮合带传动平带传动V带传动多楔带传动§8-1 带传动的类型和应用四、摩擦带传动的特点优点：①因带是弹性体，可以缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；②当传动过载时，带在带轮上打滑，可防止其他零件损坏；③可用于中心距较大的传动；④结构简单、装拆方便、成本低。
其主要缺点是：①传动比不准确；②外廓尺寸大；③传动效率低；④带的寿命短；⑤需要张紧装置；五、V带与带轮的结构V带有普通V带、窄V带、宽V带、汽车V带、大楔角V带等。
其中以普通V带和窄V带应用较广。
1、V带的结构标准V带都制成无接头的环形带，横截面结构如下:V带的结构2、带的型号：我国普通V带和窄V带都已标准化。
按截面尺寸由小到大，普通V带可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号；窄V带可分为SPZ、SPA、SPB、SPC四个型号。
在同样条件下，截面尺寸大，则传递的功率就大。
3、带的主要参数◆节线：当带纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线。
◆节面：由全部节线构成的面称为节面。
◆节宽b p ：长度不变层。
所在位置称为中性层。
节面节线◆基准直径d d :V 带装在带轮上，和节宽b p 相对应的带轮直径。
◆基准长度L d ：V 带在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度。
它用于带传动的几何计算。
表8-2 普通V带的基准长度系列及长度系数(部分)基准长度L d/mm长度系数KY Z A B C D E2500 1.09 1.030.932800 1.11 1.050.950.833150 1.13 1.070.970.863550 1.17 1.090.990.894000 1.19 1.13 1.020.914500 1.15 1.040.930.90 5000 1.18 1.070.960.92 5600 1.090.980.95 6300 1.12 1.000.97 7100 1.15 1.03 1.00§8-2 带传动的受力分析一、带传动中的力分析1）带不运转时初拉力F0。
带传动
二、欧拉公式 带传动即将打滑时，可推出古典的柔韧体摩擦欧拉公式：
f 为摩擦系数；α为带轮包角
欧拉公式反映了带传动丧失工作能力之 前，紧、松边拉力的最大比值
那么：
F = F1 – F2 ＝ F1(1－1/e fα)
F － 此时为不打滑时的最大有效拉力，正常工 作时，有效拉力不能超过此值
整理后得：
F
带传动 本章教学内容
§1 概述 §2 V带和带轮的结构 §3 带传动的工作能力分析 §4 V带传动的设计 §5 带传动的张紧、安装与维护
带传动（一）
§9-1概述
第9章 带传动
一、带传动的工作原理及特点
1、传动原理——以张紧在至少两轮上带作为中间挠性 件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动 与动力
8
§9—3 带传动的受力分析
一、受力分析 安装时，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上
带工作前：
带工作时： Ff
F0 松 动边 轮的－F一退0边出主
此时，带只受 初拉力F0作用
F紧2 边
－
F2
进入
F带f 的－由紧摩带于边擦轮摩拉擦力力作力用--的于作用：
n1 主动轮的一边 n2 Ff
由 F0 增加到 F1；
设计内容：确定V带的型号、长度L和根数Z、传动中心距a及带轮基准 直径，画出带轮零件图等。
1.确定计算功率
PC K AP
式中： P 传递的名义功率
KW
K A 工作情况系数
工作情况系数KA表
KA
工作情况
软启动
硬启动
每天工作小时数/h
＜10 10～16 ＞16 ＜10 10～16 ＞16
载荷变动微小
带传动一般是由主动轮、从动轮紧套在两轮上的传动带及机架组成。 带的传动过程：
带传动的受力分析及运动特性
带传动的受力分析及运动特性传动是指通过机械装置将动力或运动传递到其他部件的过程。
在工程中，传动系统通常用于将动力从一个地方传递到另一个地方，并且提供所需的力，扭矩或速度。
传动系统有助于构建复杂的机械装置，并将输入和输出的动力和运动特性相互匹配。
带传动是一种常见的传动方式，它通过一根或多根带子将动力传递到其他部件。
带传动具有以下几个特点：1.动力传递：带传动能够将旋转动力从一个轴传递到另一个轴上。
通过张紧或松弛带子，可以调整传递的功率和速度。
2.扭矩传递：带传动还能够传递扭矩，即转动力矩。
带子的张力越大，传递的扭矩越大。
3.速比调整：通过改变带子的直径或使用不同直径的滚轮，可以调整带传动的速比。
这样可以在需要时增加或减小输出轴的速度。
4.隔振性能：带传动能够吸收和隔离一些机械振动，从而减少对整个机械系统的影响。
这对于要求平稳运行的机械设备尤为重要。
5.简化设计：相比其他传动方式，带传动具有简单的设计和安装过程。
带子的材料选择丰富，可以根据不同需求选择适当的带子。
带传动的工作原理是通过将动力从一个驱动轴传递到带子上，然后再将其传递到从轴或其他机械部件上。
传动的力分析是确定带子和滚轮上的受力分布，以保证传动的稳定性和有效性。
在带传动中，带子受到张力的作用，并贴紧在滚轮上。
当带子与滚轮接触时，传动力会使带子跳跃或滑动，这会导致一些能量损失。
传动系统的损失主要包括弯曲损失，弯曲挠度损失和摩擦损失。
弯曲损失是由于带子在弯曲过程中发生的能量损失，而弯曲挠度损失是带子由于挠度而发生的额外能量损失。
摩擦损失是由于带子与滚轮接触而产生的能量损失。
为了最大程度地减少能量损失，需要正确选择带子的材料和尺寸，并保持带子与滚轮的适当接触。
此外，还需定期检查和维护带传动系统，以确保其正常工作。
带传动的运动特性主要取决于带子和滚轮的尺寸和特性。
带子的宽度、长度、材料和抗滑性能会影响传动的精度和效率。
滚轮的直径和形状也会影响传动的速比和扭矩传递能力。
第8章---带传动
单根带所能传递的有效拉力为：
传递的功率为：
为保证带具有一定的疲劳寿命，应使：
1.单根V带的基本额定功率P0
σ1 ≤ [σ] –σb1 - σc
代入得：
※在 α=π，Ld为特定长度、平稳的工作条件下，所得 P0 称为单根普通V带的基本额定功率,见表8-4。P.151
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称带与带轮接触弧的总摩擦力Ff为有效拉力Fe,即带所能传递的圆周力：
Fe= F1 - F2
且传递功率与有效拉力和带速之间有如下关系：
2、有效拉力（有效圆周力）及传递功率
F1
Ff
F2
紧边
松边
主动轮
n1
Ff =F1 - F2
当非满负荷工作时，此摩擦力分布范围并未充满整个接触弧。
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*
二、带传动的最大有效拉力Fec及其影响因素
顶宽b 6 10 13 17 22 32 38
节宽 bp 5.3 8.5 11 14 19 27 32
高度 h 4 6 8 11 14 19 25
§8-6* 同步带传动简介
内容提要
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*
§8-1 概述
一. 带传动的组成 及工作原理
1 组成：主动轮1、从动轮2、环形带3。
2 工作原理：安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力拖动从动轮一起同向回转。
3
1
n2
打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急速降低，带传动失效，这种情况应当避免。
避免打滑的条件： Fe ≤ Fec
1）相同点：都是滑动；2）不同点：本质不同：前者是一种固有特性，不可避免；后者是一种失效，可以避免。发生原因不同：前者是带两边的拉力差引起的，后者是过载导致。发生区域不同：前者是在局部接触弧上，后者是在整个接触弧上。3）联系：弹性滑动区域的量变导致打滑的质变
带传动的工作原理与受力分析(精)
（2）弹性滑动和打滑的区别
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《机构设计与应用》学习情境三： 《机械设计与应用》学习情境 2 传动零部件的设计与选用 压力机中带传动的工作分析与设计 任务1 带传动的设计与选用
(1)能够分析带传动的工作原理、 任务总结 特点和应用。 (2)能够分析带传动的受力情况。
●孔板式
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●轮辐式
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5.带传动的弹性滑动和传动比 （1）弹性滑动 由于带的弹性和拉力差而引起的带与带轮 之间的局部相对滑动称弹性滑动。 带工作时弹性滑动是不 可避免的。
考虑弹性滑动影响的传动比公式：
n1 dd 2 i n2 d d 1 (1 )
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F1-F0=F0-F2 F0=（F1+F2）/2
工作时
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3.有效拉力 F=F1-F2 4.带传动的最大有效圆周力——有效拉力的临界值 紧边拉力和松边拉力之间的关系：
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（3）V带轮的结构： 1）V带轮的设计要求 质量小、结构工艺性好、无过大的铸造内应力；质量分 布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工； 各槽的尺寸和角度应保持一定的精度。
授课教师：李敏
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任务引入
压力机主传动系统 由电动机驱动，经带 传动带动其他传动。 带传动在系统中起 什么作用？有何工作 特点？
ห้องสมุดไป่ตู้
3）多楔带
兼有平带和V带的优点且弥补其不足, 多用 于结构紧凑的大功率传动中。
（a）
（b）
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4）圆形带
仅用于如缝纫机、仪器等低速小功率的传动。
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（2）V带的结构 ：标准V带制成无接头的环形带，强力层的 结构形式有帘布结构和线绳结构。
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传动带实物
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二、带传动的标准、结构、工作原理及特性
1.V带的标准及带轮的结构 （1）普通V带标准 普通V带按截面大小分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。 基准长度:Ld,取标准长度。
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5）齿形带（同步带） 用于传动比要求准确的场合。
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●实心式
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一、带传动的组成、类型、特点和应用 1.带传动的组成 传动带 从动轮 主动轮
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2.带传动的特点 (1)传动平稳, 噪音小。 (2)结构简单, 制造、 安装、 维护方便，可用于中 心距较大的两轴间的传动。 (3) 对于摩擦型带传动, 过载时带和带轮面间发生打 滑, 具有保护作用。 (4) 在摩擦带传动中， 带与带轮间有相对滑动, 不 能保证准确的传动比。 (5)对轴和轴承的压力较大, 传动效率低, 带的寿命 较短, 传动的外廓尺寸较大。
2）V带 在相同张紧力和 相同摩擦系数的条 件下, V带产生的摩 擦力要比平带的摩 擦力大。 V带传动能力强, 结构更紧凑, 在机 械传动中应用最广 泛。
V带
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（3）按传动带的截面形状分 1）平带 用于两轴平行, 转向相同的较远距离的传动。
平带
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2）带轮的材料 主要采用铸铁、铸钢；小功率时可用铸铝或塑料。
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3）V带轮的结构
由轮缘、腹板和轮毂三部分组成。
V带轮按腹板结构的不同分为以下几种型式：
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3.带传动的类型 （1）按传动原理分 1）摩擦带传动 2）啮合带传动 （2）按用途分 1）传动带 2）输送带
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带传动的工作原理与受 力分析
所属课程：机械设计与应用
所属专业：机械制造与自动化 数控技术
模具设计与制造等
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带传动的工作原理与受力分析
带传动
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学习目标
●掌握带传动的类型、工作特性。 ●掌握带传动的受力情况。
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