帶傳動知識培訓2015.12.08

1、LOGO帶傳動知識培訓 鄧青山2015.12.03務實 學習 拼博 感恩務實 學習 拼博 感恩帶傳動的類型與特點帶傳動的類型與特點帶傳動的應力分析帶傳動的應力分析V V帶設計的參數確定、計算帶設計的參數確定、計算帶的張緊與維護帶的張緊與維護務實 學習 拼博 感恩 （一）主要內容（一）主要內容 帶傳動概述；V帶和V帶輪的結構； V帶傳動的工作能力分析； V帶傳動的設計、 張緊、安裝與維護。務實 學習 拼博 感恩一、概述 帶傳動是一種常用的機械傳動裝置。主要作用：主要作用： 用來傳遞轉矩和改變轉速。工作原理：工作原理： 主要是依靠撓性傳動帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運動和動力。 務實 學習 拼博 感恩

2、帶傳動的組成：主動輪、從動輪、緊套在兩輪上的傳動帶和機架組成。 工作過程：原動機驅動主動帶輪轉動，通過帶與帶輪之間產生的摩擦力，使從動帶輪一起轉動，從而實現運動和動力的傳遞。務實 學習 拼博 感恩（一）帶傳動的類型 帶傳動的分類方法有三種:1、按傳動原理分：（1）摩擦帶傳動： 靠傳動帶與帶輪間的摩擦力實現傳動，如V帶傳動、平帶傳動等。（2）嚙合帶傳動： 靠帶內側凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實現傳動，如同步帶傳動。務實 學習 拼博 感恩2、按用途分傳動帶：用于傳遞動力輸送帶：用于輸送物品 3、按傳動帶的截面形狀分：平帶、V 帶、多楔帶、圓形帶、齒形帶（同步帶）務實 學習 拼博 感恩平帶 ： 平帶

3、的截面形狀為矩形,工作面為內表面, 主要用于兩軸平行, 轉向相同的較遠距離的傳動。務實 學習 拼博 感恩1外覆蓋層2、4布層3片基層5工作面覆蓋層務實 學習 拼博 感恩V帶: V帶的截面形狀為梯形,工作面為兩側面, 帶輪的輪槽截面也為梯形。 在相同張緊力和相同摩擦系數的條件下, V帶產生的摩擦力要比平帶的摩擦力大,所以, V帶傳動能力強, 結構更緊湊, 在機械傳動中應用最廣泛.V帶又分為普通V帶，窄V帶，聯組窄V帶。窄V帶帶頂呈弓形，兩側呈內凹形，與輪槽接觸面積增大，能承受較大預緊力，速度提高，壽命延長，傳動功率增加，單根可達75KW,帶輪寬度和直徑可減小，費用比普通V帶降低20%-40%。務

4、實 學習 拼博 感恩多楔帶: 多楔帶是平帶基體上有若干縱向楔形凸起, 它兼有平帶和V帶的優(yōu)點且彌補其不足, 多用于結構緊湊的大功率傳動中。 務實 學習 拼博 感恩圓形帶: 圓形帶的截面形狀為圓形。 僅用于如縫紉機、 儀器等低速小功率的傳動。務實 學習 拼博 感恩缺點（1）不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率低。（2）帶對軸有很大的壓軸力。（3）帶傳動裝置結構不夠緊湊。（4）帶的壽命較短。（5）不適用于高溫、易燃及有腐蝕介質的場合。務實 學習 拼博 感恩應用：應用： 帶傳動適用于要求傳動平穩(wěn)、傳動比不要求準確，100KW以下的中小功率的遠距離傳動。如：汽車發(fā)動機、拖拉機、石材切割機等。務實

5、學習 拼博 感恩二、V帶和V帶輪的結構 V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶、大楔角V帶等。其中以普通V帶和窄V帶應用較廣。8.2.1 普通V帶的結構和尺寸標準 標準V帶都制成無接頭的環(huán)形帶，橫截面結構如下:務實 學習 拼博 感恩簾布結構和線繩結簾布結構和線繩結 構的區(qū)別構的區(qū)別: : 簾布結構抗拉強度高簾布結構抗拉強度高, ,但柔韌性和抗彎強度較差但柔韌性和抗彎強度較差, ,所以所以, ,線繩結構線繩結構V V帶適用于轉速高帶適用于轉速高, ,帶輪直徑較小的帶輪直徑較小的場合。場合。帶的型號： 我國普通V帶和窄V帶都已標準化。按截面尺寸由小到大，普通V帶可分為Y、Z、A、B、C、D、E七

6、種型號；窄V帶可分為SPZ、SPA、SPB、SPC四個型號。在同樣條件下，截面尺寸大，則傳遞的功率就大。務實 學習 拼博 感恩V帶截面尺寸（見表8.2）： 其截面呈楔角等于40的梯形，如圖。 需要掌握的概念： 1、節(jié)寬bp ：長度不變層。所在位置稱為中性層。 2、截面高度h： 相對高度h/bp已標準化（普通V帶 為0.7，窄V帶為0.9）。務實 學習 拼博 感恩 3、基準直徑dd d: V帶裝在帶輪上，和節(jié)寬bp相對應的帶輪直徑。（標準值見表8.3） 4、基準長度Ld d：V帶在規(guī)定的張緊力下，位于帶輪基準直徑上的周線長度。它用于帶傳動的幾何計算。（標準值見表8.4）務實 學習 拼博 感恩 帶

7、的標記： 普通V帶和窄V帶的標記都是由帶型、帶長和標準號組成。 例如： A型、基準長度為1400的普通V帶，其標 記為： A-1400 GB11544-89。 又如： SPA型、基準長度為1250的窄V帶，其標記為： SPA1250 GB1273091。 帶的標記通常壓印在帶的外表面上，以便選用識別。 務實 學習 拼博 感恩（二）普通V帶輪的結構1、V帶輪的設計要求 （1）帶輪應具有足夠的強度和剛度，無過大的鑄造內應力； （2）質量小且分布均勻，結構工藝性好，便于制造；（3）轉速高時要經過動平衡；（4）輪槽工作面應光滑，以減小帶的磨損。務實 學習 拼博 感恩2 2、帶輪的材料、帶輪的材料 帶輪

8、的材料主要采用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應用最廣。常用材料的牌號為HT150（v25m/s時）或HT200 （v=2530m/s時） ；轉速較高時宜采用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼，也用采用鋼板沖壓后焊接帶輪。小功率時可采用鑄鋁或塑料等材料。 務實 學習 拼博 感恩3、帶輪的結構 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪緣是帶輪的工作部分，制有梯形輪槽。輪轂是帶輪與軸的聯接部分，輪緣與輪轂則用輪輻（腹板）聯接成一整體。務實 學習 拼博 感恩V帶輪的分類：V帶輪按腹板（輪輻）結構的不同分為以下幾種型式： （1）實心帶輪 （2）腹板帶輪 （3）孔板帶輪 （4）輪輻帶輪務實 學習 拼博 感恩實

9、心帶輪務實 學習 拼博 感恩腹板帶輪務實 學習 拼博 感恩孔板帶輪務實 學習 拼博 感恩輪輻帶輪務實 學習 拼博 感恩三、帶傳動的工作能力分析 （一）帶傳動的受力分析 為保證帶傳動正常工作，傳動帶必須以一定的張緊力套在帶輪上。 初拉力F0： 緊邊拉力F1： 松邊拉力F2： F1-F0=F0-F2 有效拉力F： F=F1-F2務實 學習 拼博 感恩 實質上，帶傳動的有效拉力是帶與帶輪之間摩擦力的總和。在最大靜摩擦力范圍內，二者是相等的。同時F也是帶傳動所傳動的圓周力。 帶傳動所傳遞的功率為：P=Fv/1000 式中：P為傳遞功率，單位為KW； F為有效圓周力，單位為N； V為帶的速度，單位為m/

10、s。務實 學習 拼博 感恩 帶的打滑： 在一定的初拉力F0作用下，帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對滑動，這種現象稱為打滑。 帶打滑時從動輪轉速急劇下降，使傳動失效，同時也加劇了帶的磨損，打滑應避免。務實 學習 拼博 感恩帶傳動的最大有效圓周力： 當傳動帶和帶輪表面間即將打滑，摩擦力達到最大值，即有效圓周力達到最大值。此時，緊邊拉力和松邊拉力之間的關系可用歐拉公式表示，即 ffeFFeFF2121式中： 包角，帶與小帶輪的接觸弧所對圓心角（rad）。 f 帶與帶輪接觸面間的摩擦系數。務實 學習 拼博 感

11、恩將將F F1 1-F-F0 0=F=F0 0-F-F2 2 和和F=FF=F1 1-F-F2 2 代入上式，整理后可代入上式，整理后可得帶傳動的最大有效圓周力（臨界值）：得帶傳動的最大有效圓周力（臨界值）：)1111(2)11(200ffffeceeFeeFF務實 學習 拼博 感恩上式表明，上式表明，帶所傳動的圓周力與下列因素有關：帶所傳動的圓周力與下列因素有關： （1）初拉力F0 0 ： F與F0 0成正比。增大F0 0，帶與帶輪間正壓力增大（ F0 0 =f Q），傳動時摩擦力就大，F越大。但F0 0過大會加劇帶的磨損，致使帶過快松弛，縮短其工作壽命。 （2）摩擦系數f:f越大，摩擦力越

12、大，F越大。 （3）包角 : F隨包角的增大而增大，所以包角增大，帶的傳動能力提高。務實 學習 拼博 感恩（二)帶傳動的應力分析 帶傳動工作時,帶中的應力由以下三部分組成： 1、由拉力產生的應力：緊邊拉應力1：松邊拉應力2：式中, A為帶的橫截面面積, 單位為mm2。 AFAF221121務實 學習 拼博 感恩2、 由離心力產生的離心拉應力 由于帶本身的質量, 帶繞過帶輪時隨著帶輪作圓周運動將產生離心力。離心力將使帶受拉, 在截面產生離心拉應力Aqc2 式中, c為離心拉應力, 單位為MPa； v為帶速, 單位為m/s；q為帶單位長度上的質量, 單位為kg/m, 見表8.6。 務實 學習 拼博

13、 感恩3、帶的彎曲產生的彎曲應力 傳動帶繞經帶輪時要彎曲, 其彎曲應力可近似按下式確定：dbdEh 式中, E為帶的彈性模量, 單位為MPa； h為帶的厚度, 單位為mm； dd 為帶輪的基準直徑, 單位為mm。 因為 dd 1 dd2 所以21bb務實 學習 拼博 感恩帶工作時的應力分布情況帶工作時的應力分布情況 ： 帶中最大應力發(fā)生在緊邊剛繞上主動輪處(A點)，其值為Cb11max 為保證帶具有足夠的疲勞強度, 應滿足：max=1+c+b1務實 學習 拼博 感恩(三）帶傳動的彈性滑動和傳動比 傳動帶是彈性體，受到拉力后會產生彈性伸長，伸長量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過主動輪進入松邊

14、時，帶的拉力由F1減小為F2，其彈性伸長量也減小。這說明帶在繞過帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮，帶與帶輪輪面間出現局部相對滑動，導致帶的速度逐步小于主動輪的圓周速度。務實 學習 拼博 感恩 同樣，當帶由松邊繞過從動輪進入緊邊時，拉力增加，帶逐漸被拉長，沿輪面產生向前的彈性滑動，使帶的速度逐漸大于從動輪的圓周速度。務實 學習 拼博 感恩帶的彈性滑動： 由于帶的彈性變形而產生的帶與帶輪間的滑動稱為彈性滑動。由于彈性滑動引起的從動輪圓周速度的降低率稱為帶傳動的滑動系數。 112211112211121ndndndndndnddddddd由上式的帶傳動的傳動比為 ：211221(1)dddnind務

15、實 學習 拼博 感恩注意： 一般帶傳動的滑動系數 ，因值很小，非精確計算時可以忽略不計。02. 001. 0彈性滑動和打滑的區(qū)別： 彈性滑動和打滑是兩個截然不同的概念。打滑是指過載引起的全面滑動，是帶傳動的失效形式，是可以避免的。而彈性滑動是由于拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會發(fā)生彈性滑動，所以彈性滑動是不可以避免的。務實 學習 拼博 感恩四、V帶傳動的設計（一）帶傳動的失效形式和設計準則失效形式：打滑和疲勞斷裂（如脫層、撕裂或拉斷）。設計準則：在保證不打滑的條件下，應具有一定的疲勞強度和壽命。（二）單根V帶允許傳遞的功率 在包角=1800、特定帶長、工作平穩(wěn)的條件下，單根普通V帶的基本

16、額定功率Po見表8.7-8.15。務實 學習 拼博 感恩 當實際工作條件與確定Po值的特定條件不同時，應對查得的Po值進行修正。修正后得實際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率Po：LKKPPP)(000)11 (10ibknKP式中:K包角系數，查表8.11； KL帶長修正系數，查表8.4； Kb彎曲影響系數，查表8.18； n1小帶輪轉速； Ki傳動比系數，查表8.20。 P0功率增量，i121時單根普通V帶傳遞功率的增量；務實 學習 拼博 感恩（三）V帶傳動的設計步驟和方法已知條件一般為： 帶傳動的工作情況;傳動功率;兩帶輪的轉速n1、n2（或傳動比i12）;外廓尺寸要求。設計內容：1、確定

17、普通V帶的型號、基準長度Ld和根數z；2、基準直徑dd1、dd2；3、確定傳動的中心距a；4、畫出帶輪的零件工作圖。務實 學習 拼博 感恩設計步驟和方法： （1）確定計算功率 PKPAc式中：Pc計算功率(kW)； KA 工作情況系數，查表8.21； P 傳遞的額定功率(kW)。 務實 學習 拼博 感恩（2）選擇V帶的型號 根據計算功率Pc和小帶輪轉速n1，按下圖選擇普通V帶的型號。務實 學習 拼博 感恩（3）確定帶輪的基準直徑dd1、dd2 一般取 ，若過小則帶的彎曲應力太大而導致帶的壽命降低；反之，則帶傳動的外廓尺寸增大。普通V帶輪的最小基準直徑查表8.6。1mindddd大帶輪的基準直徑

18、由下式計算:2121(1)dddi d帶輪的基準直徑、應符合帶輪基準直徑尺寸系列，如下表：20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 900 1000 務實 學習 拼博 感恩（3）確定帶輪的基準直徑dd1、dd2 一般取 ，若過小則帶的彎曲應力

19、太大而導致帶的壽命降低；反之，則帶傳動的外廓尺寸增大。普通V帶輪的最小基準直徑查表8.6。1mindddd大帶輪的基準直徑由下式計算:2121(1)dddi d帶輪的基準直徑、應符合帶輪基準直徑尺寸系列，如下表：20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 67 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300 315 355 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 75

20、0 800 900 1000 務實 學習 拼博 感恩（4）驗算帶速v11601000ddnv 式中: dd1小帶輪的基準直徑(mm)； n1小帶輪的轉速(r/min) 帶速一般限制在525m/s之間。務實 學習 拼博 感恩（5）確定中心距a和帶的基準長度Ld 設計時如無特殊要求，可按下式初步確定中心距a00.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 基準長度計算：由帶傳動的幾何關系可得帶的計算公式： 021221004)()(22addddaLddddL0帶的基準長度計算值，查表8.4選定Ld實際中心距a:200LLaad務實 學習 拼博 感恩考慮到安裝、張緊的調整，將中心距設計成可調式

21、amin=a-0.015Ld amax=a+0.03Ld （6）驗算小帶輪包角 adddd/ )(3 .57180121 一般要求 ，若不能滿足，可增大中心距或設置張緊輪。 （7）確定帶的根數 z000()ccLPPzPPP K K 1201務實 學習 拼博 感恩（8）確定單根帶的初拉力 F0 保持適當的初拉力是帶傳動正常工作的必要條件。初拉力過小，則傳動時摩擦力過小易打滑；過大則降低帶的壽命，并增大了軸和軸承的壓力。單根V帶的初拉力可按下式計算 20(2.5)500cKPFqvK zvNq為每米帶長的質量(kg/m),查表8.6 帶的根數應取整數。為使各根帶受力均勻，帶的根數不能太多，一般2

22、-5根為宜，最多不多于8-10根。否則應加大帶輪基準直徑或選擇較大型號的帶，重新設計。 務實 學習 拼博 感恩（9）計算作用在帶輪軸上的壓力FQ 為了設計軸和軸承，必須求出V帶作用在軸上的壓力。可按下式計算 012sin(/ 2)QFzF（10）帶輪結構設計 確定帶輪結構，繪制帶輪零件圖。務實 學習 拼博 感恩 例 設計一鼓風機用普通V帶傳動。已知電動機額定功率P=10kW、轉速n1=1450r/min，從動軸轉速n2=400r/min ，中心距約為1500mm，每天工作24h。解:1、確定計算功率 根據已知工作條件查表8.21，取KA=1.3則則kWkWPKPAc13103 . 12、選定帶

23、型 根據Pc=13kW、n1=1450r/min ，由圖8.13選用B型普通V帶。務實 學習 拼博 感恩3、選小帶輪數z1和帶輪直徑d1、d2mmdmmdd125140min1mmmmdnnddd5.50714040014501212mmdd5002 則實際傳動比i、從動輪的實際轉速分別為57. 314050012ddddimin40657. 3145012rinn從帶輪的轉速誤差率為 （406-400）/400=1.5%務實 學習 拼博 感恩4、校核帶速v smsmndv/63.10/100060145014010006011帶速在5-25m/s范圍內。5、確定中心距a及帶長Lp根據機器的結

24、構要求，初定中心距a0=1500mm。帶長L0為021221004)()(22addddaLmm15004)140500()500140(2150022mm9 .4026務實 學習 拼博 感恩4、校核帶速v smsmndv/63.10/100060145014010006011帶速在5-25m/s范圍內。5、確定中心距a及帶長Lp根據機器的結構要求，初定中心距a0=1500mm。帶長L0為021221004)()(22addddaLmm15004)140500()500140(2150022mm9 .4026由表8.4選取基準長度 mmLp4000務實 學習 拼博 感恩因為軸間距可調整，則實際

25、中心距a為mmmmLLaad1487)29 .402640001500(200中心矩a的變動范圍為：mmLaad1427015. 0minmmLaad160703. 0max6.校核小帶輪包角3 .57180121adddd3 .57148714050018012013.166務實 學習 拼博 感恩7、確定V帶根數zLcKKPPPz)(00根據min1450,14011rnmmdd查表8.10，用內插法得mmp816. 2120014501200146047. 283. 247. 20)11 (10ibKnKP取P0=2.82k，得功率增量3106494. 2bK查表8.18，根據傳動比 ，查

26、表8.19得 ，則57. 3i1373. 1iKkWP46. 0)1373. 111 (1450106494. 230務實 學習 拼博 感恩查得長度修正系數 ，包角系數mmK97. 0得普通V帶的根數62. 313. 197. 0)46. 082. 2(13z圓整得z4根。8.確定初拉力 F0及帶輪軸上的壓力FQ20(2.5)500cKPFqvK zvNN33.260mmKL13.1務實 學習 拼博 感恩作用在軸上的壓力NzFFQ4 .20672sin2109.帶輪的結構設計10.設計結果 選用4根B-4000GB1171-89V帶，中心矩a1487mm，帶輪直徑dd1=140mm ，dd2=500mm，軸上壓力FQ2.6704N。務實 學習 拼博 感恩五、V帶傳動的張緊、安裝和維護 （一）帶傳動的張緊 帶傳動工作一段時間后就會由于塑性變形而松弛，使初拉力減小，傳動能力下降，這時必須重新張緊。常用的張緊方式可分為調整中心距方式和張緊輪方式。1.調整中心距方式（1）定期張緊 采用定期改變中心距的方法來調節(jié)帶的張緊力，使帶重新張緊。常見的有滑道式和擺架式兩種結構。務實 學習 拼博 感恩滑道式滑道式務實 學習 拼博 感恩擺架式務實 學習 拼博 感恩2.張緊輪方式 當中心距不能調節(jié)時，可采用張緊輪張緊。張緊輪一般放在松邊的內側，使帶只受單向彎曲，同時張緊輪還應盡量靠