章節名稱帶傳動概述授課形式講授課時1班級電氣、機電教學目的1、熟悉帶傳動的特點及類型；安裝和維護。2、掌握三角帶的構造、標準。教學重點帶傳動的特點、與應用。教學難點1、了解帶傳動的受力分析方法，熟悉帶傳動的應力分布規律。2、理解彈性滑動、打滑的概念及區別。輔助手段多媒體及教具教學進程及說明★教具演示并導入新課：（講解相關理論知識）帶傳動是由主動輪，從動輪和傳動帶所組成，靠帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運動和動力。一、帶傳動的特點和類型1．帶傳動的特點與其它傳動形式相比較，帶傳動具有以下特點：(1)由于傳動帶具有良好的彈性，所以能緩和沖擊、吸收振動，傳動平穩，無噪聲。但因帶傳動存在滑動現象，所以不能保證恒定的傳動比。(2)傳動帶與帶輪是通過摩擦力傳遞運動和動力的。因此過載時，傳動帶在輪緣上會打滑，從而可以避免其它零件的損壞，起到安全保護的作用。但傳動效率較低，帶的使用壽命短；軸、軸承承受的壓力較大。(3)適宜用在兩軸中心距較大的場合，但外廓尺寸較大。⑷結構簡單，制造、安裝、維護方便，成本低。但不適用于高溫、有易燃易爆物質的場合。2．帶傳動的類型帶傳動可分為平型帶傳動、三角帶傳動、圓形帶傳動和同步帶傳動等。(1)平型帶傳動

平型帶的橫截面為矩形，已標準化。常用的有橡膠帆布帶、皮革帶、棉布帶和化纖帶等。平型帶傳動主要用于兩帶輪軸線平行的傳動，其中有開口式傳動和交叉式傳動等。開口式傳動，兩帶輪轉向相同，應用較多；交叉式傳動，兩帶輪轉向相反，傳動帶容易磨損。(2)三角帶傳動

三角帶的橫截面為梯形，已標準化。三角帶傳動是把三角帶緊套在帶輪上的梯形槽內，使三角帶的兩側面與帶輪槽的兩側面壓緊，從而產生摩擦力來傳遞運動和動力。在相同條件下三角帶傳動比平型帶傳動的摩擦力大，由于楔形摩擦原理，三角帶的傳動能力為平帶的3倍。故三角帶傳動能傳遞較大的載荷，獲得了廣泛的應用。(3)圓形帶傳動圓形帶常用皮革制成，也有圓繩帶和圓錦綸帶等，它們的橫截面均為圓形。圓形帶傳動只適用于低速、輕載的機械，如縫紉機、真空吸塵器、磁帶盤的傳動機構等。(4)同步帶傳動同步帶傳動是靠帶內測的齒與帶輪的齒相嚙合來傳遞運動和動力的。由于鋼絲繩受載荷作用時變形極小，又是嚙合傳動，所以同步帶傳動的傳動比較準確。二、三角膠帶的構造和標準1．三角膠帶的構造三角膠帶都制成無接頭的環形。它由包布層、伸張層、強力層和壓縮層四個部分組成。包布層多由膠帆布制成，它是三角帶的保護層。伸張層和壓縮層主要由橡膠組成，當膠帶在帶輪上彎曲時可分別伸張和壓縮。強力層由幾層棉簾布或一層線繩制成，用來承受基本的拉力。2．三角膠帶的標準三角膠帶是標準件，由專業工廠生產。按截面尺寸的大小，三角膠帶分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。線繩結構的三角膠帶目前只生產Y、A、B、C四種型號。三角帶的內周長度稱公稱長度。三角帶中性層的長度稱節線長度。例如“B2400”表示三角帶型號為B型，內周長2400mm。三、帶傳動的受力分析1、靜止時帶預緊套在帶輪上，帶輪兩邊的張緊力相等，為初拉力（F0）。2、帶負載傳動時帶與帶輪接觸面間有摩擦力，帶繞上主動輪的一邊被拉緊（緊邊），拉力由F0增大到F1；另一邊（松邊）拉力由F0降至F2。有效拉力：緊邊與松邊拉力的差值（F1-F2）為帶傳動中起傳遞轉矩作用的拉力。又稱有效圓周力Ft。Ft=F1-F2=ΣFf實際上有效圓周力等于帶與帶輪之間的摩擦力總和ΣFf。假定帶工作時總長度不變，則F1-F0=F0-F2所以F1+F2=2F0則緊邊拉力F1=F0+Ft/2松邊拉力F2=F0-Ft/23、臨界狀態時在預緊力F0一定時，傳遞的有效拉力Ft等于極限摩擦力Flim時。帶將打滑。帶能傳遞的最大圓周力為Ftmax=F1（1-1/efα1）帶傳動的應力分析傳動帶工作時產生三種應力：拉應力工作時由緊邊拉力F1和松邊拉力F2引起的應力。σ1=F1/A（MPa）σ2=F2/A（MPa）彎曲應力傳動帶彎曲時產生的應力。3、離心拉應力傳動帶繞帶輪作圓周運動時帶上每一質點都不可避免地受離心力作用而產生離心拉應力各截面處應力是不相等的，傳動帶緊邊繞入小帶輪處應力最大σmax=σ1+σb1+σC（MPa）三、滑動分析彈性滑動傳動帶具有一定的彈性，受到拉力后要產生彈性伸長，拉力大伸長量也大。傳動帶工作時，緊邊拉力F1比松邊拉力F2大，所以緊邊比松邊的彈性變形量大。當傳動帶繞入主動帶輪時，輪上的A點和帶上的B點重合，線速度相等。隨著主動帶輪的轉動，帶上B點的拉力由F1減少到F2，帶的伸長量也相應地減少。這樣輪上的A點到了A1點時，帶上的B點才到B1點，，B1點滯后于A1點。由此可見，傳動帶隨主動帶輪運動的過程中，由向后的微小滑動，使帶的線速v落后于主動輪的線速度V1。傳動帶繞入從動輪時，帶上的C點和輪上的D點重合。傳動帶是由松邊過渡到緊邊的，所以帶所受的拉力F2增大到F1，帶的變形量也逐漸增加。帶上的C點已到C1點時，輪上的D點才到D1點，D1點滯后于C1點。可見傳動帶在從動輪表面有向前的微小滑動，使傳動帶的速度V大于從動輪的線速度V2。由傳動帶的彈性變形而引起的滑動稱為彈性滑動。彈性滑動在帶傳動中是不可避免的。因此帶傳動不能保證有準確的傳動比。2、打滑當傳動所需要的圓周力大于極限摩擦力時，傳動帶將在帶輪輪緣上產生顯著的相對滑動，這種現象稱為打滑。打滑時，傳動帶的速度迅速下降，使傳動失效。帶傳動正常工作時是不允許打滑的。四、帶傳動的失效形式和設計準則帶傳動的主要失效形式：打滑，疲勞破壞。帶傳動設計準則：既要保證傳動帶具有足夠的傳動能力，不打滑；又要保證傳動帶具有足夠的疲勞強度，達到預期使用壽命。五、三角帶傳動設計的原始數據和主要內容1、三角帶傳動的原始數據一般為：（1）傳遞的功率Ｐ（ＫＷ）；（2）大、小帶輪的轉速n2、n1(r/min)或傳動比；（3）傳動對外廓尺寸的要求；（4）傳動的用途和工作條件。2、三角帶傳動主要內容：（1）確定三角帶的型號，根數和長度；（2）選定傳動的中心距；（3）帶輪基準直徑及結構尺寸；（4）計算初拉力和帶對軸的壓力。六、三角帶傳動的設計步驟1、確定計算功率Ｐｃ計算功率Ｐｃ是根據所傳遞的名義功率Ｐ及三角帶傳動的工作情況確定的．Ｐｃ＝ＫＡＰ選擇三角帶型號根據計算功率Pc和小帶輪轉速n1,由圖9-8選取三角帶的型號。(若Pc、V的交點落在交線附近,可同時用兩種型號作為兩個方案計算,然后比較,選取。)3.確定大、小帶輪的直徑d１,d２初選小帶輪的直徑當三角帶的型號確定后,小帶輪直徑愈小,結構愈緊湊,三角帶的彎曲應力σb1則愈大,三角帶壽命降低,d1愈小,圓周速度愈小,單根三角帶傳遞的功率Po也愈小，故對最小直徑加以限制,d1max見表。校核帶的速度v帶速:V=πd1n1/60×1000（m/s）V愈小,單根三角帶傳遞功率Po的能力愈小,傳遞功率P時,所需帶的根數愈多。但V過高,使離心力過大,帶與帶輪間的正壓力降低,從而使摩擦力減小。故帶速在5m/s～25m/s較合適，否則要調整帶輪的直徑,以調整帶速。計算大帶輪的直徑d2=(n1/n2)d1=id1(mm)計算后得d2值按表9-4圓整。d初定中心距a0`中心距過小,結構緊湊,單位時間繞帶輪次數增加,應力循環次數增加,壽命下降,小帶輪包角α1也會減小,降低傳動能力.中心距過大,速度大時,會產生顫動,傳動尺寸也增大.一般取值:0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)若設計時未提中心距要求,可估算:a0=(1～1.5)d2(2)初算帶的基準長度LdL0=2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0（mm）根據L0和三角帶型號,由表9-1選取相應的Lp。(3)確定實際中心距a近似計算:a=a0+(Lp-L0)/2（mm）考慮調整,補償的需要,中心距的變化范圍:amin=a-0.015Ld（mm）amax=a+0.03Ld（mm）（4）校核小帶輪包角α1小帶輪包角近似計算:α1＝1800－(d2－d1)×°／a≥1200由上式可見,α1與i有關,i愈大,d2-d1的差值愈大,則α1愈小.故三角帶的傳動比一般取i<7,必要時可達10。一般i=2～5。也可用增大中心距a的方法增大α1。Z=Pc/(P0+ΔP0)KαKLKqKα—包角系數見表9-5。Kq—強力層材質系數見表9-6。KL—長度系數見表9-7。膠帶根數Z取整數為避免載荷分布不均,帶的根數不宜過多,一般不宜超過8根。0適當的初拉力是保證帶正常工作的重要因素。初拉力不足:摩擦力小,可能打滑。初拉力過大:會使膠帶壽命降低,對軸及軸承的壓力增大。單根三角帶初拉力可按下式計算:F0α-1)+qv2（N）為了設計支承帶輪的軸和軸承,需確定帶對軸的壓力Q,若不考慮拉力差,則壓力Q可近似按兩邊的張緊力F0的合力來計算。Q=2ZF0cos(β/2)=2ZF0cos(900-α1/2)=2ZF0sin(α1/2)（N）七、三角帶輪的結構三角帶輪重量輕,結構工藝性好,質量分布均勻。輪槽工作表面粗糙度Ra為1.6～3.2,具有一定尺寸精度，可延長帶的使用壽命。1、材料:鑄鐵,常用HT150、HT200。轉速高時：用鑄鋼、鋼的焊接結構低速、小功率時：用鋁合金、塑料。2、三角帶典型結構：（4種）實心式：當帶輪直徑d≤（2.5-3）dS(帶輪軸孔直徑)采用。腹板式:當帶輪直徑d≤300mm時采用。孔板式:當帶輪直徑d≤300mm時采用。輪輻式:當帶輪直徑d≥300mm時采用。八、帶傳動的張緊裝置1、定期張緊裝有帶輪的電動機安裝在移動導軌上,旋轉調節螺釘以增大或減小中心距，從而達張緊或松開的目的。電動機安裝在擺動底座上,通過旋轉調整螺母來調節中心距，達到張緊目的。2、自動張緊把電動機安裝在的搖擺架上,利用電動機的自重,使帶輪隨電動機繞固定軸擺動,以達到自動張緊的目的。3、采用張緊輪若中心距不能調整,可采用張緊輪張緊。圖所示張緊裝置適宜平帶傳動。圖所示張緊裝置適宜三角帶傳動，張緊輪一般安裝在松邊內側,使帶只受單彎曲;同時盡量靠近大帶輪,以免減小小帶輪的包角。張緊輪直徑可小于小帶輪直徑，其輪槽尺寸與帶輪相同。九、帶傳動的維護為了延長使用壽命，保證正常運轉，須掌握正確的使用與維護。1．帶傳動在安裝時，必須使兩帶輪軸線平行，輪槽對正，否則會加劇磨損。安裝時應縮小中心距后套上，然后調整。2．嚴防與礦物油、酸、堿等腐蝕性介質接觸，也不宜在陽光下曝曬。3．為保證安全，帶傳動應加防護罩。十、本次課小結本次課重點通過帶圖形說明帶傳動的工作原理，從本質上講解帶傳動是一種摩擦傳動。V帶的工作面是兩側面，能傳遞較大圓周力。帶傳動工作情況的分析主要講力分析、應力分析，通過分析說明打滑是可以避免的，而彈性滑動不能避免。從而引出帶傳動的設計準則為：在不打滑的條件下，具有一定的疲勞強度和壽命。十一、布置作業練習冊