带传动的常见失效形式
带传动
2)啮合式带传动 同步带传动是一种啮合传动，具有的优点是：无滑动，能保证固 定的传动比；带的柔韧性好，所用带轮直径可较小;传递功率大。 用于要求传动平稳,传动精度较高的场合.(强力层为钢丝绳,变形 小;带轮为渐开线齿形)
二、带传动的组成及特点 1．带传动的组成
（2）V带： 截面形状为梯形，两侧面为工作表面。应用最广的带 传动是Ｖ带传动，在同样的张紧力下，Ｖ带传动较平带传动能产生 更大的摩擦力。
在相同的张紧力作用下，V带可比平 带产生较大的正压力，因而获得较大 的摩擦力。
设平带与V带传动承受相同的张紧 力Q,则平带工作时产生的摩擦力为
Ff = fN = fQ V带工作时产生的摩擦力为
2
F
cos d
2
因d 很小，可取 sin d d , cos d 1 去掉二阶微量dF d
22
2
2
dFN Fd fdFN dF
dF fd
F
积分得： F1 dF
f d
F F2
0
ln F1 f
F2
紧边和松边的拉力之比为： F1 e f →绕性体摩擦的基本公式 F2
联立求解：
F1 = F0 + F/2 F2 = F0 + F/2
紧后，位于带轮基准直径上的周线长度Ld 。)
带轮基准直径——V带轮上与所配V带节宽bp
相对应的带轮直径。
带轮的基准直径是V带轮的公称直径。 V带的楔角： V带两个侧面的夹角。 带轮的槽角： 带轮轮槽两个侧面的夹角 中心距a： 两个带轮轴线之间的距离。
V带的尺寸已经标准化，其标准有截面尺寸和V带基准长度。
取绕在主动轮或从动轮上的传动带为研究对象，有:Ff＝F1－F2；
带、链传动习题及参考答案解析
习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案)1 带传动是依靠来传递运动和功率的。
A. 带与带轮接触面之间的正压力B. 带与带轮接触面之间的摩擦力C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力2 带张紧的目的是。
A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 使带具有一定的初拉力3 与链传动相比较，带传动的优点是。
A. 工作平稳，基本无噪声B. 承载能力大C. 传动效率高D. 使用寿命长4 与平带传动相比较，V带传动的优点是。
A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大5 选取V带型号，主要取决于。
A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力6 V带传动中，小带轮直径的选取取决于。
A. 传动比B. 带的线速度C. 带的型号D. 带传递的功率7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由决定。
A. 小带轮直径B. 大带轮直径C. 两带轮直径之和D. 两带轮直径之差8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起。
A. 带的弹性滑动加剧B. 带传动效率降低C. 带工作噪声增大D. 小带轮上的包角减小9 带传动的中心距过大时，会导致 。
A. 带的寿命缩短B. 带的弹性滑动加剧C. 带的工作噪声增大D. 带在工作时出现颤动10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 。
A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e FB. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e FC. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e FD. F elim ααv f v f e e F /)1(20+=11 设计V 带传动时，为防止 ，应限制小带轮的最小直径。
A. 带内的弯曲应力过大B. 小带轮上的包角过小C. 带的离心力过大D. 带的长度过长12 一定型号V 带内弯曲应力的大小，与 成反比关系。
31带传动
§3 普通Ｖ带传动的设计计算
普通带与带轮的基本尺寸
V带的种类：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、
齿形V带、汽车V带、联组V带传动和接头V带传动等。 其中普通V带传动应用最广。 普通V带为相对高度h/bp≈0.7的V带，它的规格尺寸、 性能、测量方法及使用要求等均已标准化。普通V带按 截面大小分为七种型号，其截面尺寸、长度见表。
带传动
带传动是两个或两个以上带轮之间以带 作为挠性构件，靠带与带轮接触面间的 摩擦（或啮合）进行运动及动力传递的 一种传动装置。带传动具有结构简单、 传动平稳、造价低廉以及缓冲吸振等特 点，在机械中被广泛应用。
带传动
优点： 有过载保护作用 有缓冲吸振作用 运 行平稳无噪音 适于远距离传动（amax=15m） 制造、安装精度要求不高 缺点： 有弹性滑动使传动比i不恒定 张紧力较 大（与啮合传动相比）轴上压力较大 结构尺寸较 大、不紧凑 打滑，使带寿命较短 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。
失效形式 1）打滑；2）带的疲劳破坏 另外：磨损静态拉断等 设计准则：保证带在不打滑的前提下，具有足 够的疲劳强度和寿命
根据设计准则，带传动应满足下列两个约束条件。
P 1 不打滑条件： F 1000 F1 1 f (N) v e 1
疲劳强度条件： max 1 b1 c [ ] 或
考虑到中心距调整、补偿F0，中心距a应有一个范围
(a 0.015L) a (a 0.03Ld )
⑤验算小带轮包角1
d d 2 d d1 1 180 60(57.3) 1 120(90) a
不满足措施： 1）a↑ 2）加张紧轮
⑥计算带的根数z Pca z ( P0 P0 ) K α K L
带传动
许用功率：实际工作条件与实验特定条件不同时，应对P0值
加以修正，得到实际工作条件下单根普通V带所能传递的功率 [P0]，称为许用功率。
P0 P0 P0 Kα KL
式中：Δ P0——功率增量，考虑传动比i≠1时，带在大带轮上的弯曲应力较 小，故在寿命相同条件下，可增大传递的功率。 Kα ——包角修正系数，考虑α 1≠180°时对传动能力的影响。
V带轮的材料常采用铸铁、铸钢、铝合金、工程塑料等， 其中灰铸铁应用最广。 带速v≤25m/s时常用HT150；带速v = 25～30m/s时常用HT200。 带速更高或特别重要的场合可采用铸钢。铝合金和塑料带轮多 用于小功率的带传动。
V带轮槽尺寸标准：
普通V带轮由轮缘、轮毂及轮辐三部分组成。
根据轮辐结构的不同，V带轮有实心式、腹板式、孔板式和 轮辐式四种典型型式。
F1 f e F2
——挠性体摩擦的基本公式（欧拉公式） α ：带轮包角(带与带轮接触弧所对应的中心角)
f：带与轮面间的摩擦系数；
e——自然对数的底，e≈2.718。
带传动在不打滑条件下所能传递的最大圆周力为： f e
e f 1 2F0 f e 1
窄V带的相对高度h/bp约为0.9，有SPZ、
SPA、SPB、SPC四种型号。窄V带具有普 通V带的传动特点，由于其抗拉体采用高 强度的绳芯，因而较普通V带能承受更大 的拉力，适用于传递大功率而又要求传 动装置紧凑的场合。
窄V带结构
V带的标记：由型号、基准长度和标准号组成
例1：A型普通V带，基准长度为1400mm，其标记为： A1400 GB/Tll544—1997 例2：SPA型窄V带，基准长度为1600mm，其标记为 SPA1600 GB/Tll544—1997 带的标记通常压印在带的顶面，便于选用识别。
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
机械基础——第五章 第一节 带传动
V带已经标准化，每根V带顶面都有水洗不掉的标记。
普通V带标记：
A2000 GB/T11544——1997
标准号 基准长度Ld=2000mm A型普通V带
（二）普通V带轮的典型结构
材料：灰铸铁、铸钢、铸铝、工程塑料
带轮由轮缘、腹板（轮辐） 和轮毂三部分组成。 轮缘指带轮的工作部分，制
有梯形轮槽。
轮毂是带轮与轴的联接部分。 轮辐（腹板）是连接轮缘与 轮毂的部分。
（二）普通V带轮的典型结构
V带轮按腹板结构的不同分为以下几种型式： 实心带轮 dd≤(2.5～3)d d—轴的直径
腹板带轮
dd≤250～300mm
孔板带轮 Dd=250～400mm
椭圆轮辐带轮 dd＞ 400 mm
三、V带的安装与张紧装臵 1、V带的正确安装与使用
（1）保证V带的截面在轮槽中的正确位臵。
二、普通V带与带轮的结构、型号 （一）普通V带的结构、型号
V 带为无接头环形带 , 带两侧
工作面的夹角α称为带的楔角 , 一
般取α=40°。
有帘布芯结构和绳芯结构两种。 帘布芯结构的V带抗拉强度较高，制造方便； 绳芯结构的V带柔韧性好，抗弯强度高，适用于转速较高、 带轮直径较小的场合。 现在生产中越来越多地采用绳芯结构的V带。
带的弹性滑动
产生的原因 带的弹性、松边与紧边拉力差
弹性滑动的特点
不可避免的
对带传动影响
传动比不准确、效率降低、带的磨损加重
带的打滑
带打滑时的现象？
产生的原因
外载荷增加，使得 F F f max 如何避免带发生 打滑？
打滑的特点
可以避免的
带的磨损急剧增加、从动轮的转速急剧下 降，直至传动失效。
机械设计第八章-带传动-思考题-答案
《带传动》课堂练习题一、填空题1、普通V带传动中，已知预紧力F0=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为2900 ，松边拉力F2为2100 。
2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于F0、α、 f 三个因素。
3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。
4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。
5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。
6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。
7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。
8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D1lim。
的主要目的是防止带的弯曲应力过大。
9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。
10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动，多发生在小带轮上。
刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=F2e fα。
11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。
12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥d rnin，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。
13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。
最大应力等于σ1+σb1+σc ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。
14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。
二、选择题1、带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系 B2、带传动中，选择V带的型号是根据 C 。
机械设计基础习题及答案10带、链传动
习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案)1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。
A. 带与带轮接触面之间的正压力B. 带与带轮接触面之间的摩擦力C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力2 带张紧的目的是 D 。
A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 使带具有一定的初拉力3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。
A. 工作平稳，基本无噪声B. 承载能力大C. 传动效率高D. 使用寿命长4 与平带传动相比较，V带传动的优点是 D 。
A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大5 选取V带型号，主要取决于 A 。
A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力6 V带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。
A. 传动比B. 带的线速度C. 带的型号D. 带传递的功率7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 D 决定。
A. 小带轮直径B. 大带轮直径C. 两带轮直径之和D. 两带轮直径之差8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。
A. 带的弹性滑动加剧B. 带传动效率降低C. 带工作噪声增大D. 小带轮上的包角减小9 带传动的中心距过大时，会导致D。
A. 带的寿命缩短B. 带的弹性滑动加剧C. 带的工作噪声增大D. 带在工作时出现颤动10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim与初拉力F0之间的关系为 C 。
A. Felim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim)1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。
A. 带内的弯曲应力过大B. 小带轮上的包角过小C. 带的离心力过大D. 带的长度过长12 一定型号V 带内弯曲应力的大小，与 B 成反比关系。
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带传动的常见失效形式
一、传动皮带的失效形式
1. 裂纹破裂：由于使用时间久或负荷过大，传动皮带可能会出现裂纹破裂的情况。
这种失效形式通常会导致传动皮带无法正常工作，进而影响整个传动系统的运行。
2. 磨损磨蚀：长时间的摩擦和磨损会导致传动皮带表面磨损磨蚀，使其失去原有的弹性和抗拉力，进而影响传动效果。
此外，传动皮带与其他零件的接触摩擦也可能导致磨损磨蚀现象。
3. 变形变软：在使用过程中，由于受到高温、高负荷或其他外界因素的影响，传动皮带可能会发生变形变软的情况。
这种失效形式会导致传动皮带松弛，无法正常传递动力。
4. 胶合断裂：传动皮带由于工作时会产生热量，长时间的高温作用下，胶粘剂可能会失去粘合力，导致传动皮带出现胶合断裂的现象。
这种失效形式会导致传动皮带无法正常工作，需要及时更换。
5. 齿面磨损：在带齿传动中，传动皮带的齿面可能会因为摩擦和磨损而失去原有的形状和功能。
这种失效形式会导致传动效率下降，甚至影响整个传动系统的正常运行。
二、链条传动的失效形式
1. 拉断：链条在使用过程中受到冲击或负荷过大时，可能会出现链条拉断的情况。
这种失效形式会导致传动链条无法正常工作，需要更换新的链条。
2. 锈蚀：由于链条长时间暴露在潮湿或者恶劣环境中，链条表面可能会出现锈蚀现象。
这种失效形式会导致链条松弛，无法正常传递动力。
3. 链节磨损：链条在传动过程中，链节与链节之间会产生摩擦和磨损，长时间的使用会导致链节磨损。
这种失效形式会导致链条松弛，无法正常传递动力。
4. 链条打滑：传动链条与其他传动零件的接触摩擦，可能会导致链条打滑的情况。
这种失效形式会降低传动效率，甚至造成传动系统无法正常工作。
5. 过度拉伸：链条在使用过程中由于负荷过大或者使用时间过长，可能会出现过度拉伸的情况。
这种失效形式会导致链条松弛，无法正常传递动力。
三、齿轮传动的失效形式
1. 齿面磨损：长时间的使用会导致齿轮表面磨损，使得齿轮失去原有的几何形状和功能。
这种失效形式会导致传动效率下降，甚至影响整个传动系统的正常运行。
2. 齿轮断裂：齿轮在使用过程中由于负荷过大或者受到冲击，可能会出现齿轮断裂的情况。
这种失效形式会导致传动齿轮无法正常工作，需要更换新的齿轮。
3. 轴孔磨损：长时间的使用会使齿轮轴孔表面磨损，使得齿轮无法稳固地固定在轴上。
这种失效形式会导致齿轮轴孔松动，影响传动
效果。
4. 轴承失效：齿轮传动系统中的轴承由于长时间的高速旋转和负荷作用，可能会出现失效的情况。
这种失效形式会导致齿轮传动系统的运行不稳定，需要及时更换轴承。
四、带传动的其他失效形式
1. 张紧装置失效：带传动系统中的张紧装置由于长时间的使用或负荷过大，可能会出现失效的情况。
这种失效形式会导致传动带松弛，无法正常传递动力。
2. 弹簧断裂：带传动系统中的弹簧由于长时间的使用或负荷过大，可能会出现断裂的情况。
这种失效形式会导致传动带无法正常工作，需要更换弹簧。
3. 轴向偏移：带传动系统中的轴承由于长时间的使用或外界因素的影响，可能会出现轴向偏移的情况。
这种失效形式会导致传动带无法稳定传递动力。
总结：
带传动常见的失效形式包括传动皮带的裂纹破裂、磨损磨蚀、变形变软、胶合断裂和齿面磨损；链条传动的拉断、锈蚀、链节磨损、链条打滑和过度拉伸；齿轮传动的齿面磨损、齿轮断裂、轴孔磨损和轴承失效；带传动的其他失效形式有张紧装置失效、弹簧断裂和轴向偏移。
了解这些失效形式，可以帮助我们及时发现和解决问题，保证带传动系统的正常运行。