第六章 带传动

因此，传动比为： i n1 d2 n2 d1(1 )
若带的工作载荷进一步加大，有效圆周力达到临界
值Fmax后，则带与带轮间会发生显著的相对滑动，即产
生打滑。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。
弹性滑动与打滑的区别：
1.产生原因 打滑是由过载引起的；弹性滑动是由于带具有弹性 且两边具有拉力差引起的。
带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相 对运动，称为弹性滑动。
弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2＜主动轮的圆周速度v1，
速度降低的程度可用滑动率ε 来表示：
v1 v2 100% 或
v1
v2 (1 )v1
其中
v1

d1n1
60000
v2

d 2 n2
60000
L
2a d
d


d 2

d 1
2
d
21
2
4a
3.中心距 a
四、带轮设计
对带轮的主要要求是重量轻、加工工艺性好、质量分布 均匀、与普通V带接触的槽面应光洁，以减轻带的磨损。对于 铸造和焊接带轮、内应力要小。
带轮由轮缘、轮幅和轮毂三部分组成。
轮缘部分的轮槽尺寸按V带型号 查表6–3。
已知的条件： 1）传动的用途、工作情况和原动机类型； 2）传递的功率P； 3）大、小带轮的转速n2和n1； 4）对传动的尺寸要求等。
设计计算的主要内容：
1）V带的型号、长度和根数； 2）中心距； 3）带轮基准直径及结构尺寸； 4）作用在轴上的压力等；
设计计算步骤 ：
1．确定计算功率Pc
Pc=KA ·P (kW)
2. V带的类型
按照带的截面高度h与其节宽bp的比值不同，V带又分为
Ｖ带
普通Ｖ带 窄Ｖ带 半宽Ｖ带
bp/h1.4 bp/h1.03~1.1
宽Ｖ带
3. 普通V带的型号
表6–1 普通V带截面尺寸（摘自GB/T11544-1997）
（单位：mm）
型号
Y
Z
A
B
C
D
E
节宽bp
5.3
8.5
11
14
19
27
5 . 普通V带标记示例： B 1600 GB/T11544--1997 B——型号（B型） 1600——基准长度（1600mm）
GB/T11544--1997——标准号
四、带传动的主要几何参数
1.包角
180 2 180 d2 d1 57.3
1
a
2.基准长度Ld
带轮结构形式 ：
实心带轮
腹板带轮 孔板带轮 椭圆轮幅带轮
第二节 带传动的受力分析及运动特性
一、带传动的受力分析
未工作时：两边初拉力相等。 工作时：两边拉力不相等。
1.紧边拉力F1 F1 ＞ F0 2.松边拉力F2 F2 ＜ F0 3.有效拉力F F＝F1–F2＝Ｆf
4.最大有效拉力Fmax
带传动工作时，从动轮上工作阻力矩T2所产生的圆周阻
式中 P–––传递的额定功率（kW）； KA–––工况系数（表6–8）
2．选择V带型号
根据计算功率Pc和小带轮转速n1由图6–17选择V带型号。
3．确定带轮基准直径d1和d2
一般取d1≥dmin（表6–4），比规定的最小基准直径略 大些。大带轮基准直径可按d2=(n1/n2)d1计算。
注：大、小带轮直径一般均应按带轮基准直径系列圆整（表6–9）。
（2）Ｖ带传动的工作能力强，是应用最广的带传 动。
（3）园带多用于低速、轻载、小功率的场合。 （4）多楔带传动兼有平带传动和Ｖ带传动的优点， 柔韧性好、摩擦力大，主要用于传递大功率而结构要 求紧凑的场合。
2.带传动的特点
优点：①适用于中心距较大的传动； ②运转平稳，噪声小，具有缓冲吸振和过载保
护功能； ③结构简单，制造安装维护方便，成本低。
距不过大的条件下保证包角不致过小，所用传动比不宜过大。 普通V带传动一般推荐i≤7，必要时可到10。
7．确定V带根数z
P
P
z

c
[P
]

P
c
P K
K
1
1
1
a
L
为使每根V带受力比较均匀，所以根数不宜太多，通常应 小于10根，否则应改选V带型号，重新设计。
8．确定初拉力F0
单根V带适当的初拉力为
32
顶宽b
6
10
13
17
22
32
38
高度h 4.0 6.0 8.0
11
14
19
25
楔角
40°
4. V带的基本尺寸
d
（1）基准直径d
Ld
在V带轮上与所配用V带的节宽bp相对应的带轮 直径称为带轮的基准直径d。
（2）基准长度Ld
V带在规定的张 紧力下，位于带轮基准直径上 的周线长度称为V带的基准长度Ld 。
力
F
2T/ d ，若
2
2
F F max
，传动带沿带轮表面发生显著
的相对滑动，此现象称为打滑 。
打滑是带传动的一种失效形式，会加速带的磨损， 应避免。
（1）欧拉公式
即将打滑时，紧边拉力和松边拉力满足：
小结：
F1 F2e f
未工作时
F1/F2=1
正常工作时 即将打滑时
F1/F2＞1 F1/F2＝ef∙
2.能否避免 打滑是可避免的；弹性滑动是不可避免的一种物理 现象。
三、传动带的应力分析
1.紧边拉应力1和松边拉应力2拉应力
1＝F1/A （MPa） 2=F2/A （MPa）
式中 F1、F2–––紧边、松边拉力（N）； A–––带的截面积（mm2）。
2.弯曲应力b
由材料力学可知弯曲应力为
M /W b
则 a=带∙2轴承∙齿∙链＝0.95×0.992×0.97×0.96=0.867
故 Pd=Pw/a=8.51/0.867=9.82kW
查手册，选电动机额定功率Ped=11kW>Pd=9.82kW
（3）确定电动机的转速
初步选其同步转速为1500r/min。查机械设计手册
2.机械传动系统的运动和动力计算
（1）选择电动机类型 根据工作要求和工作条件，选用Y系列一般用
途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
（2）计算和选择电动机的容量
1）求工作机的所需功率PW
Fv P
W 1000 w
式中 w–––工作机构的效率（含卷筒及轴承的效率）。

w
轴承
卷
由手册查得：轴承=0.98（滚子轴承），卷=0.96，
F 0

500P c zv

2.5 K
a
1
qv 2
(N)
பைடு நூலகம்
9．确定作用在轴上的压力FQ

F 2zF sin 1
Q
0
2
五、V带传动的张紧装置 1.改变带传动的中心距
2.张紧轮装置 张紧轮一般放置在带的松边。V带传动常将 张紧轮压在松边的内侧并靠近大带轮，以免使带 承受反向弯曲，降低带的寿命，且不使小带轮上 的包角减小过多。
① F0Fmax ，但如F0过大，将使带的使用寿命。
② fFmax ，在材料、尺寸相同的条件小，fp< fv， Ｖ带较平带具有更大的传动能力。
③ Fmax ，因此对于水平布置的Ｖ带传动应使带 传动紧边在下，松边在上。
二、弹性滑动与打滑
带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化 的，因此带的弹性变形也是变化的。
机械传动系统设计实例分析
例1 已知一带式运输机，运输胶带拉力F＝10000N， 胶带线速度v=0.8m/s，卷筒直径D＝220mm，一般用途，
使用时间10年（每年工作250天），双班制连续工作， 单向运转，试设计此带式运输机的传动装置。
v
F
D
解： 1．带式运输机传动方案的设计
电动机带传动单级圆柱齿轮减速器链传动工作机构；
而M＝EI/，W＝I/y0，＝d/2，所以


2Ey 0
b
d
（MPa）
式中 E–––带材料的弹性模量（MPa）；
y0–––传动带截面的中性层至最外层的距离（mm）； d–––带轮基准直径（mm）；
–––中性层曲率半径（mm）；
I–––惯性矩（mm4）。
由上式可知，带愈厚，带轮直径愈小，则带中的 弯曲应力愈大。因此，带绕在小带轮上时的弯曲应力
(4)确定实际中心距a
L L a a d d0
0
2
6．验算小带轮上的包角1

d d 180 2 1 57.3
1
a
一般要求1≥120（特殊情况允许1＝90）。如1小于此
值，可适当加大中心距a；若中心距不可调时，可加张紧轮。
1也与传动比i有关 , i越大，则1越小 。通常为了在中心
缺点：①有弹性滑动，不能保证准确的传动比； ②带的寿命短，效率低。
3.带传动的应用
广泛应于各种机器中，但不宜用于易燃易爆及 高温的场合。
平带:
Ff fFN fFQ
V带:
FN

FQ
2
si
n
2
Ff
2 fFN

f
FQ
si
n
2

fv FQ
三、V带的结构、型号和基本尺寸 1. V带的结构
4．验算带的速度v 带速一般在v=5~25m/s内为宜 。
5．确定中心距a和V带基准长度Ld