10带传动基础知识解析

带传动基础知识介绍：

带传动的工作原理：.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或动力。

带传动的分类及优缺点：

带传动的分类：

按其传动原理不同可分为：摩擦型和啮合型两大类，摩擦型过载可以打滑但传动比不准确，啮合型可保证同步传动比。以传动的原理来分：摩擦带传动，啮合带传动。按用途分类：传动带，输送带； 按带的截面形状来分：平带，V 带，同步带。

胶帆布平带

编织带

棉纶片复合

高速环形胶带 窄V 带

普通V 带 联组V 带

汽车V 带

齿形V 带

多楔带

大楔角V 带

双面V 带

圆形带 宽V 带

V 带

平带 摩

擦

传动

分类 梯形齿同步带 圆弧同步齿形带 同步齿形带 啮合传动分类

图： 带传动的类型（根据形状划分的）

带传动优点：

1）有过载保护作用(过载打滑可起到保护作用) 2）有缓冲吸振作用 3）运行平稳无噪音 4）适于远距离传动,传动最大距离为15m ）制造、安装精度要求不高 带传动的缺点：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。

主要失效形式：1.带在带轮上打滑，不能传递动能。2.带由于疲劳产生脱层、撕裂和拉断。3.带的工作表面产生磨损。

带传动的应用：

带传动应用于两轴平行，并且主动轮、从动轮平行的场合。带传动的应用范围较为广泛，其工作速度一般为5m/s-25m/s, 使用高速环形胶带时可达60m/s ；使用锦纶片复合平带时，可达80m/s 。胶帆布平带传递功率小于500Kw ，普通V 带传递功率小于700kW 。带传动因具有许多的的优点，它广泛应用于各种中低精度的传动领域。运动简图如图所示：

电机

输送带

V 带

减速器 联轴器

图：带传动运动简图

带和带轮

平带和V 带

平带。胶帆布平带抗拉强度较大，耐湿性好，价廉，开边式教柔软。在平带中应用最多。此外编织带曲挠性好，传递功率小，易松弛。棉纶片复合平带强度高，摩擦因数大，曲挠性好，不易松弛，适合于大功率传动。高速环形胶带的带体薄而软，曲挠性好，强度较高，传动平稳，耐油、耐磨性好，不易松弛，适应于高速传动。

V 带是V 形胶带或者三角带简称，是断面为梯形的环形传动带的统称，分特种带芯V 带和普通V 带两大类。V 带与平型传动带相比，具有安装容易、占地面积小、传动效率高和噪音小等优点，在整个传动领域中占有重要地位。按其截面形状及尺寸可分为普通V 带、窄V 带、宽V 带、多楔带等；按带体结构可分为包布式V 带和功边式V 带；

带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成。根据带轮轮辐结构的不同可将带轮分为：实心式、腹板式、孔板式和椭圆轮辐式四种形式。带速v ≦30m/s 的带传动其带轮一般使用HT200制造，高速时宜使用钢制带轮，速度可达45m/s 带传动的计算基础

作用力分析

带传动的力 带传动中带呈环形，并以一定的拉力（称为张紧力）套在一对带轮上，使带和带轮之间相互压紧。当带传动带不工作时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力0F ，如图3.2a 所示。当带传动工作时，由于带和带轮接触面间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等，如图3.2b 所示，使其一边拉力加大到1F ，称为紧边拉力，另一边拉力减小到F 2，为松边拉力。两者之差21F F F -=即为有带的效拉力，它等于沿带轮的接触弧边上的摩擦力总和。在一定条件下，摩擦力有一定的极限值，如果工作阻力超过极限值，带在轮上就会打滑而不能正常工作。

摩擦力的极限值取决于带的材料、张紧程度、包角（带与轮的接触角）大小等因素。当其他条件相同时，张紧力和包角（两轮包角中较小的一个）越大，摩擦力的极限值也越大。因此，带传动必须适当地控制张紧力和维持不要过小的包角，后一要求限制了带传动的最小中心距和最大传动比。

以v 表示速度，m/s ；P 表示名义传动功率，kW ； 则有效拉力

υ/100021P F F F =-= (3.1)

1F 和2F 的关系可用如下公式表示

22

2q 1q u F u F -- （3.2） 其中e —自然对数的底；u —带与带轮之间的摩擦系数；a —带在带轮上的包角；q —每米带长带质量，kg/m ，查表可得。

由公式3.1和3.2，可得紧边拉力F1和松边拉力F2为

(3.3)

(3.4) 列出dl 微断弧的带离心力NC F d 与离心拉力的c F 的平衡式：

2s i n 2)

(2αυαd F R Rd q c = 当αd 很小时：2

2sin ααd d ≈ 因此带的离心力产生的拉力： （3.5）

图3.2 带传动的工作原理图

当有效拉力F 到达极限拉力max F 时，带传动处于即将打滑的临界状态，此时1F 达到最大，2F 达到最小值。

211qv

e Fe F +-=μαμα221qv e F F +-=μα2

qv

F c =

以上式子表明，带传动的有效拉力与以下因素有关：

1．增大张紧力0F ，带和带轮的正压力增大，则传动产生的摩擦力将增大，故有效拉力F 增大。但0F 过大会加剧带的磨损，使带过快松弛，缩短了其工作寿命；张紧力过小带的工作能力不能充分发挥，易产生跳动和打滑。

2．摩擦系数μ大，摩擦力也越大，F 就越大。μ带和带轮的材料、

表面状况、工作环境、条件等有关。

3．包角α的增大而增大。因为增加口会使整个接触弧上摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。因此水平装置的带传动，通常将松边放置在上边，以增加包角。由于大带轮的包角2α于小带轮的包角1α，打滑首先在小带轮上发生，所以只需考虑小带轮的包角1α。

3.3.2 带传动的应力分析

带传动是产生的应力拉应力，离心应力，张紧应力三部分组成。

1.拉应力σ

紧 边 拉应力 A

F 11=σ 松 边 拉应力 A

F 22=σ 张紧力： A

F 00=σ 其中A 为带的横截面的面积。

2.离心应力c σ 由离心力产生（沿横截面处处相等）

（3.8）

由此可见，离心力与每米带长的质量q 成正比，与速度v 的平方成正比

2

2

ρυσ===A qv A F C C