1、1（帶傳動）機機 械械 設設 計計2第五章第五章 帶傳動帶傳動5-1 概述5-2 帶傳動理論基礎5-3 帶傳動設計（V帶）5-4 張緊裝置5-5其它帶傳動簡介 帶傳動設計實例3 特點、應用 分類 帶的結構、型號和長度演示1、演示25 -1 5 -1 概述概述 帶傳動是利用張緊在帶輪上的帶，借助它們之帶傳動是利用張緊在帶輪上的帶，借助它們之間的摩擦或嚙合，進行兩軸或多軸間運動和動力的間的摩擦或嚙合，進行兩軸或多軸間運動和動力的傳遞。傳遞。4 一、特點和應用一、特點和應用 1 1 、優點、優點 52 2 、缺點、缺點63、 應用應用7二、二、 類類 型型Standard V-belt1 1、按傳動

2、原理：摩擦和嚙合。、按傳動原理：摩擦和嚙合。2 2、按帶的形狀、按帶的形狀: :如下分類如下分類83 3、按傳動形式分：、按傳動形式分：開口傳動開口傳動 交叉傳動交叉傳動 半交叉傳動半交叉傳動 張緊輪傳動張緊輪傳動見表見表5-15-19普通普通V V帶帶平形帶平形帶 多楔帶多楔帶 同步齒形帶同步齒形帶三、帶的結構、型號和長度三、帶的結構、型號和長度101. 普通普通V帶帶112 2、 平形帶平形帶123 3、多楔帶、多楔帶134 4、 同步齒形帶同步齒形帶14 5-2 5-2 帶傳動理論基礎帶傳動理論基礎 受力分析受力分析 應力分析應力分析 帶的滑動現象帶的滑動現象 失效形式和計算準則失效形式

3、和計算準則 承載能力確定承載能力確定15F F0 0F F0 02 21 1O O2 2O1預緊時預緊時1 1、預緊時帶兩邊所受的力、預緊時帶兩邊所受的力F F0 0 在帶傳動預緊時，帶的兩邊只受預緊拉力在帶傳動預緊時，帶的兩邊只受預緊拉力F F0 0的作用。的作用。一、受力分析一、受力分析16F F2 2FFF0 0 ( (緊邊緊邊) )O O1 1O O2 21 12 2F Ff fn n2 2n n1 1F Ff fF Ff f工作時工作時2 2、工作時帶兩邊所受的力、工作時帶兩邊所受的力F F1 1，F F2 2 在帶傳動工作時，帶兩邊的拉力在帶傳動工作時，帶兩邊的拉力F F0 0發生

4、變化，一邊的拉力增發生變化，一邊的拉力增加到加到F F1 1，稱為緊邊拉力；另一邊減小到，稱為緊邊拉力；另一邊減小到F F2 2，稱為松邊拉力。帶，稱為松邊拉力。帶的總長不變。因此，緊邊拉力的增長量與松邊拉力的減少量的總長不變。因此，緊邊拉力的增長量與松邊拉力的減少量也相等。則有也相等。則有: :2001FFFF0212FFF即：即：（1 1）173 3、帶傳遞的有效工作力、帶傳遞的有效工作力FeFe2/01eFFF2/02eFFFP1000FFF21efeFF 由（由（1 1）、（）、（2 2）兩式可得：）兩式可得：（2 2）a a、帶兩邊所受的力、帶兩邊所受的力F1F1，F2F2之差即為有

5、效拉力之差即為有效拉力FeFe（從（從動輪上看）。動輪上看）。21eFFFc c、效拉力、效拉力FeFe與功率之間的關系（傳遞運動功率看）與功率之間的關系（傳遞運動功率看）1811)q2(FFF20fmaxemaxee 當當F Fe e F Ff f ，始終保證，始終保證F Fe e F Ff f 。然而，在一。然而，在一定條件下，定條件下，F Ff f 是有一個極限值是有一個極限值F Ff f maxmax。當當F Fe e F Ff maxf max時，時，導致打滑，歐拉公式可描述這種極限狀況。導致打滑，歐拉公式可描述這種極限狀況。討論：討論：FeFe和和 FfFf關系關系2emaxema

6、x022emaxemax01q1F2FFFq1F2FFFeee此時：19二、應力分析二、應力分析)12(222)21(111. 1由帶繞過大輪時，拉應力由帶繞過小輪時，拉應力拉應力AFFAFF20)/kgq(dqR)q(Rd dC22m：帶沿弧面運動，微段帶沿弧面運動，微段dl產生離心力產生離心力dC：。）中包含，中包含，（作用于全帶長，離心應力：作用于整個帶長離心拉力發生于圓周部分離心力（離心拉力）根據力平衡關系：產生離心力段帶沿弧面運動，微弧c212c212ccc2c2c22qFFFAqAFFdCqF2d2dsindq2dsinF2)/kgq(dqR)q(RddCCmddl在垂直方向建立力

7、平衡關系：在垂直方向建立力平衡關系：2. 離心應力離心應力212b1bbbD2cED3 3. 彎曲應力彎曲應力（發生于帶與帶輪接觸的圓弧部分）（發生于帶與帶輪接觸的圓弧部分） E -E -帶的彈性模量帶的彈性模量D -D -帶輪的直徑帶輪的直徑C -C -帶邊緣到中性層距離帶邊緣到中性層距離22應力分布圖應力分布圖234. 4. 最大應力：最大應力： 等于拉應力（包括離心應力）與彎曲應力和等于拉應力（包括離心應力）與彎曲應力和; ;最最大應力發生于緊邊進入小帶輪處。大應力發生于緊邊進入小帶輪處。b1cb12b11b11max1eFeA1q1eFeA1AF24三、帶的滑動現象三、帶的滑動現象21

8、212121212211AA帶帶滑動（逐漸伸長），沿輪面帶繞過從動輪：滑動（逐漸縮短），沿輪面帶繞過主動輪：松邊應變：緊邊應變：1.1.帶的彈性滑動帶的彈性滑動 （固有的、不可避免的正?，F象固有的、不可避免的正?，F象）21212121212211AA帶帶滑動（逐漸伸長），沿輪面帶繞過從動輪：滑動（逐漸縮短），沿輪面帶繞過主動輪：松邊應變：緊邊應變：v由于帶的由于帶的彈性彈性和和拉力差拉力差引起的帶與帶輪之間的滑動，稱為引起的帶與帶輪之間的滑動，稱為彈性滑動彈性滑動。 25后果：后果：a. a. 效率降低；效率降低；b. b. 帶磨損；帶磨損；c. c. 帶溫升高；帶溫升高； d. vd. v2

9、 2vv1 1 傳動比不準確傳動比不準確 ）一般為21(111121212112211121iDDnnDDDnDnDn滑動率滑動率: :從動輪相對于主動輪圓周速度的降低率從動輪相對于主動輪圓周速度的降低率： 262. 2. 打滑打滑 （過載失效，必須避免）（過載失效，必須避免）27不是全部接觸弧均發生不是全部接觸弧均發生 相對滑動時，接觸弧分為滑動弧相對滑動時，接觸弧分為滑動弧和靜弧和靜?。◣нM入帶輪一側）兩部分。（帶進入帶輪一側）兩部分。 接觸接觸 弧的變化：弧的變化： 未加載時：未加載時： 0 0 加載工作時：加載工作時： F Fe e 載荷極限時載荷極限時: F: Fe eF Femax

10、emax 0 0 帶在帶輪上全面滑動，導致帶嚴重磨損、帶的運動處帶在帶輪上全面滑動，導致帶嚴重磨損、帶的運動處于不穩定狀態，這種現象稱為打滑于不穩定狀態，這種現象稱為打滑。分析：彈性滑動到打滑的發展過程分析：彈性滑動到打滑的發展過程28 1 1 2 2 打滑發生在小帶輪處打滑發生在小帶輪處29四、失效形式和計算準則四、失效形式和計算準則 1. 1. 失效形式：失效形式： 打滑、帶疲勞破壞打滑、帶疲勞破壞2. 2. 計算準則：計算準則： 在不打滑前提下，具有一定的疲勞強度和在不打滑前提下，具有一定的疲勞強度和壽命。壽命。 若按打滑、帶疲勞破壞兩種失效形式分別建立計若按打滑、帶疲勞破壞兩種失效形式

11、分別建立計算公式，設計公式復雜且不便應用。這里采用單根帶算公式，設計公式復雜且不便應用。這里采用單根帶能傳遞功率的方式來建立帶傳動的強度計算公式。能傳遞功率的方式來建立帶傳動的強度計算公式。30（受打滑和疲勞破壞兩種失效形式制約（受打滑和疲勞破壞兩種失效形式制約 ） 1. 1. 單根單根V V帶在特定條件下，能傳遞的功率帶在特定條件下，能傳遞的功率P P0 0五、承載能力確定五、承載能力確定不打滑條件下，帶傳遞的最大載荷：不打滑條件下，帶傳遞的最大載荷：)1eFF()11)(qA()11)(qF(F2emax12121emaxqveee31保證帶具有一定疲勞強度：保證帶具有一定疲勞強度： ma

12、xmax1 1+b1b1 取峰值取峰值1 1 b1b1不打滑且有一定的疲勞強度時，單根帶傳遞的功率不打滑且有一定的疲勞強度時，單根帶傳遞的功率P P(KW)11 (1000)-()11 (1000)qA(1000Fcb121emaxeAeP32特定條件下單根帶傳遞的功率特定條件下單根帶傳遞的功率P P0 0（載荷平穩（載荷平穩 、 1 1 180180i i1 1、特定長度、特定長度L L）試驗試驗 + +計算計算 P P0 0列表。列表。2. 2. 單根單根V V帶實際能傳遞功率帶實際能傳遞功率P P P =(P P =(P0 0+ +P P0 0) )K K K KL L P P0 0 功

13、率增量功率增量（i i 1 1b2b2 , ,則相同壽命時則相同壽命時, ,可以增加可以增加P P ） 則：則： P P0 0 0.0001 0.0001 T Tn n1 1 （ T T：扭矩修正值，：扭矩修正值，n1n1：主動輪轉速）：主動輪轉速）33 K K 包角系數包角系數 （ 18030m/sV 30m/s，高速軸轉速，高速軸轉速n=1000050000r/minn=1000050000r/min的的帶傳動屬于高速帶傳動。其帶，常采用重量輕、薄而均帶傳動屬于高速帶傳動。其帶，常采用重量輕、薄而均勻的環形平帶，編制帶應用較多。其帶輪，加工精度較勻的環形平帶，編制帶應用較多。其帶輪，加工精

14、度較高，盡量采用輕質材料且要求動平衡，為防止掉帶，輪高，盡量采用輕質材料且要求動平衡，為防止掉帶，輪緣部分加工出凸度，圖緣部分加工出凸度，圖5-175-17所示。所示。46三、同步帶傳動：三、同步帶傳動： 同步帶靠嚙合來傳遞動力，它的基本參數是節距同步帶靠嚙合來傳遞動力，它的基本參數是節距P P（或者摸數（或者摸數M M），是在規定張緊力下相鄰兩齒對稱中心），是在規定張緊力下相鄰兩齒對稱中心的距離。的距離。1 1、特點：、特點： 傳動比準確，對軸作用力小，結構緊湊傳動效率高，傳動比準確，對軸作用力小，結構緊湊傳動效率高，可達可達0.980.98。制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴。制造和安

15、裝精度要求較高，中心距要求較嚴格。格。 2 2、分類：、分類： 同步帶主要被分為兩類，也就是梯形齒類和弧齒同步帶主要被分為兩類，也就是梯形齒類和弧齒類，其中弧齒類同步帶又能分為三個系列，分別是圓類，其中弧齒類同步帶又能分為三個系列，分別是圓弧齒同步帶、平頂圓弧齒同步帶和和凹頂拋物線齒同弧齒同步帶、平頂圓弧齒同步帶和和凹頂拋物線齒同步帶。步帶。47（2 2）弧齒同步帶）弧齒同步帶弧齒同步帶的齒形為曲線形，這樣齒高、齒根厚和齒根圓弧齒同步帶的齒形為曲線形，這樣齒高、齒根厚和齒根圓角半徑更大，在受載之后應力的分布狀態較好，避免齒根角半徑更大，在受載之后應力的分布狀態較好，避免齒根的應力過于集中而增加

16、齒根的負載水平，因此弧齒同步帶的應力過于集中而增加齒根的負載水平，因此弧齒同步帶的齒根承載能力較好、使用壽命更長。的齒根承載能力較好、使用壽命更長。（1 1）梯形齒同步帶）梯形齒同步帶 梯形齒同步帶又可分為單面梯形齒同步帶和雙面梯梯形齒同步帶又可分為單面梯形齒同步帶和雙面梯形齒同步帶兩種子類型，一般簡稱為單面帶和雙面帶。形齒同步帶兩種子類型，一般簡稱為單面帶和雙面帶。雙面梯形齒同步下按照對稱形式的不同還能分為兩種型雙面梯形齒同步下按照對稱形式的不同還能分為兩種型號，它們分別是對稱齒型同步帶和交錯齒型同步帶號，它們分別是對稱齒型同步帶和交錯齒型同步帶3 3、應用：、應用： 弧齒同步帶目前主要應用

17、在食品、紡織、制藥、印弧齒同步帶目前主要應用在食品、紡織、制藥、印刷、造紙和汽車等行業。刷、造紙和汽車等行業。484 4、設計、設計已知條件：已知條件：1 1傳動功率、傳動功率、2 2帶輪轉速，帶輪轉速，3 3應用場合、原應用場合、原動機種類、工作制度、載荷性質。動機種類、工作制度、載荷性質。計算功率計算功率P Pd d帶型（節距帶型（節距P Pd d或摸數或摸數m m）小帶輪轉速小帶輪轉速n n1 1小帶輪齒小帶輪齒數數Z Z1 1小帶輪節小帶輪節圓直徑圓直徑d d1 1帶速帶速V V驗證驗證傳動比計傳動比計算算i i大帶輪節大帶輪節圓直徑圓直徑d d2 2大帶輪齒大帶輪齒數數z z2 2初

18、定中心初定中心距距a a0 0帶節線長度帶節線長度L Ld d及齒數及齒數z zp p實際中心實際中心距距a a小帶輪嚙小帶輪嚙合齒數合齒數z zm m設計步驟：設計步驟：49基準額定功率基準額定功率（摸數制無此（摸數制無此計算）計算） P P0 0帶寬帶寬b bs s剪切應力剪切應力計算（摸計算（摸數制）數制） 壓強演壓強演算（摸算（摸數制）數制）P P壓軸力壓軸力F Fr r50本章 結束51輸送機設計實例輸送機設計實例F F5000N5000N、v=0.4m/sv=0.4m/s、D D 300mm300mm、載荷平穩載荷平穩，兩班工作制兩班工作制 。52設計步驟分析設計步驟分析：電機選擇

19、、總傳動比及其分配，運動學計算電機選擇、總傳動比及其分配，運動學計算一、傳動裝置總體設計一、傳動裝置總體設計二、傳動件設計二、傳動件設計 帶帶 、齒輪、齒輪 、鏈、鏈 三、裝配圖設計三、裝配圖設計 軸軸 、軸承、軸承 、鍵、鍵四、零件圖設計四、零件圖設計五、說明書五、說明書 531 1、類型：、類型： 選擇選擇Y Y系列電動機系列電動機2 2、容量：、容量： P P電電P P工工/總總2/0.832/0.83 2.412.41（KWKW） （一（一 ）、選電機）、選電機一、傳動裝置總體設計一、傳動裝置總體設計P P工工Fv/1000Fv/1000500050000.4/10000.4/1000

20、2 2 （KWKW）總總 V V帶帶軸承軸承齒輪齒輪軸承軸承鏈鏈軸承軸承卷筒卷筒 V V帶帶軸承軸承3 3齒輪齒輪鏈鏈卷筒卷筒 0.960.960.9930.9930.970.970.960.960.96 0.96 0.830.83查手冊，取電機額定功率為查手冊，取電機額定功率為 P Peded3KW2.41KW3KW2.41KW543 3、轉速：、轉速： 電機大（價高）電機大（價高） 適中適中 傳動裝置體積大傳動裝置體積大750 rpm 1000 rpm 1500 rpm 3000 rpm750 rpm 1000 rpm 1500 rpm 3000 rpm 一般帶傳動一般帶傳動2-52-5、

21、齒輪傳動、齒輪傳動3-83-8、鏈傳動、鏈傳動1-31-3，因，因此整個傳動的傳動比此整個傳動的傳動比i i總總=6-120=6-120。rpm5 .253003.144 . 0100060Dv100060n卷n n電電= = i i總總n n電電=25.5=25.5* *（6-1206-120）=153-3060=153-3060可選電機轉速：可選電機轉速：55 綜合考慮，選擇額定轉速：綜合考慮，選擇額定轉速：n n電電960rpm960rpm4 4、電機選擇結果：、電機選擇結果： 根據以上的功率和電機轉速范圍，查手冊最后選定電根據以上的功率和電機轉速范圍，查手冊最后選定電機型號為：機型號為

22、： Y132SY132S6 6 相應的主要參數為相應的主要參數為 P Peded3KW3KW、 n n電電960rpm960rpm56（二）、總傳動比及分配（二）、總傳動比及分配總傳動比總傳動比 i i總總rpm5 .253003.144 . 0100060Dv100060n 65.375 .25960nn卷卷電總i572. 2. 傳動比分配傳動比分配636242為各部分尺寸相稱：齒輪鏈帶齒輪鏈帶鏈齒輪帶總iiiiiiiiii14. 45 . 36 . 265.375 . 36 . 2鏈帶總齒輪鏈帶iiiiii選?。哼x取：58 （三）、運動學計算（各軸（三）、運動學計算（各軸P P、n n、T

23、 T）P P1 1 P P電電2.41KW2.41KW P P2 2 P P1 1 V V帶帶2.412.410.960.962.31KW2.31KW P P3 3 P P2 2 軸承軸承齒輪齒輪2.312.310.990.990.970.972.22KW2.22KW1.1. P P4 4 P P3 3 軸承軸承 鏈鏈2.222.220.990.990.96 0.96 2.11KW2.11KW 2. n 2. n1 1n n電電960rpm960rpm n n2 2n n1 1/ /i i V V帶帶=960/2.6=369.2rpm=960/2.6=369.2rpm n n3 3n n2 2

24、/ /i i 齒齒= 369.2/4.14=89.2rpm= 369.2/4.14=89.2rpm n n4 4n n3 3/ /i i 鏈鏈=89.2/3.5=25.5rpm=89.2/3.5=25.5rpm593.790.22NM25.52.11109.55nP109.55T237.68NM89.22.22109.55nP109.55TNM75. 95369.22.31109.55nP109.55T23.97NM9602.41109.55nP109.55T3443433333322323113160(一一)、帶傳動設計、帶傳動設計已知 ： P12.41KW、i2.6（n1960rpm、n2

25、369.2rpm）、載荷平穩 、 兩班制二、傳動件設計二、傳動件設計61一、帶型號一、帶型號P40 圖48 ： P1=2.41KWPdKAP1 1.12.412.65KW n1960rpm （P39表44：KA1.1）A型62二、帶輪計算直徑二、帶輪計算直徑 vP40 表45或表46 ：v A型：Dmin75mmv 取D1 100mm 則 D2 D1 i1002.6 =260mm （圓整 ，取尾數為0或5）63 校驗傳動比誤差 Check the error of speed ratio)DD(%50100%512實際實際iiiiiiii64校驗速度 Check peripheral velo

26、city111,/5/255/02. 510006096010014. 3100060DsmsmsmnD則增大若合適65三、確定長度Ld和中心距a Length of belt and centre-to-centre distance Owing to： 0.55（D1D2）+ha2 （D1D2） 初取 a0 D1D2 100+260360mm66v2.確定帶長度mm1250L3438P13033604)100260()260100(236024)()(22d2212210，取表根據mmaDDDDaL67mm335mm5 .3332130312503602LL0d0取aaa3. 求實際中心距

27、a The final centre-to-centre distance 684. 校驗包角1 Check the arc of contact）可以增大中心距（如果合適aa,1201202 .1516033500126018060DD180o1ooooo12o169)12103Z.93. 010445P92. 09444P1.2T8444PKW115. 09602 . 10001. 0nT0001. 0KW95. 074429 . 293. 092. 0)115. 095. 0(65. 2)(10000（?。罕恚罕恚罕恚罕鞮LdKKPPPKKPPPZ四、確定帶根數Z Numbers of belt)12103Z.93. 010445P92. 09444P1.2T8444PKW115. 09602 . 10001. 0nT0001. 0KW95. 074429 . 293. 092. 0)115. 095. 0(65. 2)(10000（取