機械基礎產教融合

任務導向項目十一

分析工業帶傳動學習導圖情境導入

隨著工業技術水平的不斷提高，帶傳動有了多樣性、多領域的發展，在工業自動化產線、汽車工業、家用電器、機械設備中得到了越來越廣泛的發展，見下圖所示的發動機帶傳動案例。請分析：1.該發動機中采用了何種帶傳動？在生活中還見過哪些類型的帶傳動?2.V帶傳動、同步帶傳動各自的優缺點是什么？分別適用什么場合？3.V帶傳動平均傳動比為什么不是恒定的？原因是什么？4.圖片中1、2、3輪是什么輪？作用是什么5.帶傳動失效的形式有哪些？如何避免？6.SPZ1400GB/T11544-2012中SPZ、1400分別表示什么？HTBNV180-S5M-100中180、S5M、100的含義是什么？堅守崗位、持之以恒、不斷創新123學習目標知識目標1.了解帶傳動的組成、分類，熟悉帶傳動特點；2.掌握帶和帶輪的基本參數；3.掌握打滑和彈性滑動的定義以及產生原因；4.掌握帶傳動的張緊方式。能力目標1.具備查閱標準手冊，讀取V帶、帶輪代號能力；2.具備分析帶傳動打滑的原因給出合理建議的能力；3.具備帶的日常維護和使用的能力。育人目標1.培養遵守職業規范意識；2.培養克服困難，百折不撓的意志。學習方法掃一掃：邊學邊練電子活頁工單活頁工單樣例知識鏈接一、認識帶傳動目錄CONTENTS二、V帶傳動三、同步齒形帶一、認識帶傳動主動輪撓性帶從動輪機架帶傳動：由撓性帶與帶輪的摩擦或嚙合來傳遞運動和動力的一種傳動。11.1.1

辨別帶的類型及應用

同步帶同步帶傳動：發動機同步帶應用：發動機按工作原理，可分為嚙合型帶傳動和摩擦型帶傳動。嚙合型帶靠齒形帶與帶輪間的嚙合來實現傳動。適合于對傳動比嚴格要求，轉速高，力矩大的場合。一、認識帶傳動同步帶因傳動比準確在中小功率機電產品上應用廣泛。11.1.1

辨別帶的類型及應用摩擦型帶靠帶與帶輪接觸面上的摩擦力來傳遞運動和動力，常見的摩擦型帶有平帶、V帶、多楔帶、圓帶等。平帶

平帶平帶截面平帶應用摩擦型帶形狀為扁平矩形內表面是工作面用于傳送場合一、認識帶傳動11.1.1

辨別帶的類型及應用V帶V帶截面形狀為梯形工作面為兩側面適用于轉速高，力矩較大的工作場合，在機械傳動中應用最廣泛一、認識帶傳動11.1.1

辨別帶的類型及應用多楔帶多楔帶多楔帶截面多楔帶應用以平帶為基體、內表面排布有等間距楔角40°的梯形楔環形橡膠傳動帶工作面為楔的側面適用于結構要求緊湊、傳動功率大的高速傳動場合一、認識帶傳動11.1.1

辨別帶的類型及應用圓帶圓帶圓帶截面圓帶應用圓帶橫截面呈圓形主要用于小功率的傳遞，多用于輕型物體傳送或角度傳送。一、認識帶傳動11.1.1

辨別帶的類型及應用

主、從動輪張緊輪惰輪嚙合型帶為改變帶輪的包角或控制帶的張緊力而壓在帶上的隨動輪。引導帶的運動方向，使其導入邊對準輪寬中心平面的空轉帶輪。一、認識帶傳動傳動中用于驅動或者被驅動的帶傳動的輪。11.1.2

識別帶輪的類型二、V帶傳動遠距離傳動傳動平穩傳動比不準確有過載保護11.2.1

識別帶輪的類型傳動效率不高優點：缺點：-頂膠帶芯結構制造較方便，抗拉強度高，價格低廉，生產中應用較多。繩芯結構柔韌性好，抗彎強度高，適用于帶輪直徑小，但轉速較高的場合。普通V帶繩芯結構帶芯結構-抗拉體-底膠-包布層-頂膠-抗拉體-底膠-包布層二、V帶傳動11.2.2

分析V帶的結構、類型和參數按照GB/T11544-2012《帶傳動普通V帶和窄V帶尺寸》標準，普通V帶及窄V帶規格尺寸已經標準化，均采用基準寬度制，通常制成無接頭的環形。普通V帶按截面尺寸由小到大分為Y、Z、A、B、C、D、E共7種型號，如下圖，在同樣的條件下，截面尺寸大則傳遞的功率就大。

普通V帶截面尺寸二、V帶傳動11.2.2

分析V帶的結構、類型和參數V帶常用的截面參數為頂寬b、節寬bp

、高度h和楔角??。節面節寬bp

頂寬b高度h楔角??

帶截面尺寸確定了V帶的節寬和高度，就確定了V帶輪輪槽尺寸帶輪截面尺寸二、V帶傳動11.2.2

分析V帶的結構、類型和參數二、V帶傳動11.2.2

分析V帶的結構、類型和參數普通V帶截面如下圖所示，分別指出-所指的參數名稱。14普通V帶窄V帶寬V帶聯組V帶V帶可分為普通V帶、窄V帶、寬V帶和聯組V帶等類型，如下表所示。普通V帶是在一般的機械傳動中應用最廣泛的一種傳動帶，其傳動功率大，結構簡單，價格便宜。與同型號的普通V帶相比，窄V帶的高度為普通V帶的1.3倍，使用壽命長，是普通V帶的更新換代產品。寬V帶較薄，撓曲性好，適用于小的輪徑和中心距，多用于無極變速裝置。在傳遞功率較大且要求結構緊湊的場合，常采用多楔帶或者聯組V帶。二、V帶傳動11.2.2

分析V帶的結構、類型和參數窄V帶，截面尺寸按照基準寬度制，分為SPZ、SPA、SPB、SPC。

V帶基準長度Ld、外周長La、內周長Li以及V帶輪的基準直徑dd、V帶傳動時的中心距a和包角α均為影響傳動的重要參數。基準直徑dd基準長度Ld中心距a包角α帶傳動內長度Li外長度La二、V帶傳動11.2.3

分析V帶的結構、類型和參數V帶標記：型號基準長度標準號該帶是Z型普通V帶，內長度Li1000、基準長度Ld1022，由國內知名公司三力士股份有限公司生產，制造年份是2017年，遵循GB/T1171國家標準。某皮帶的代號是A1550GB/T11544-2012型號基準長度標準號二、V帶傳動11.2.4

識讀V帶代號實例思考：觀察該帶，識讀型號意義F0F0此時，帶只受初拉力F0作用。帶不工作時11.2.5

分析工作情況下帶的受力二、V帶傳動松邊－退出主動輪的一邊FfFfF1n1F2F2Ff=Fe=F1–F2

Fe－有效拉力，即圓周力

緊邊拉力--由于摩擦力的作用，由F0增加到F1；松邊拉力--由F0減小到F2。Ff－帶輪作用于帶的摩擦力緊邊－進入主動輪的一邊帶工作時11.2.5

分析工作情況下帶的受力二、V帶傳動傳動帶所能傳遞的最大有效圓周力FmaxF0-初拉力、q-單位長度帶的重量、v-帶速、f-當量摩擦系數、a-包角影響帶傳動能力參數主要是：初拉力F0、包角α、當量摩擦系數fa、帶速v二、V帶傳動初拉力F0、包角α、當量摩擦系數fv、帶速v對帶傳動能力影響初拉力F0若F0過大，將使帶的磨損加劇，加快松弛，縮短帶的壽命；若F0過小，帶的傳動能力就得不到充分發揮，工作時易跳動和打滑。包角α帶所能傳遞的圓周力增加，傳動能力增強，故應保證小帶輪的包角α1。為保證傳動能力，設計時一般要求α1≥120°。當量摩擦系數fvfv越大，最大有效拉力Femax就越大，傳動能力增加。f與帶與帶輪的材料、表面粗糙度、工作環境等。帶速v帶速過快，有效拉力降低，傳動的能力下降。且帶速越高，帶越短，單位時間繞過帶輪的次數越多，最后導致疲勞斷裂，使傳動失效。帶速過慢，在一定功率下，速度變小，有效圓周力就要變大，減低帶的疲勞壽命。二、V帶傳動帶橫截面的應力為三部分應力之和，最大應力發生在緊邊開始進入小帶輪處：即帶受變應力作用，這將使帶產生疲勞破壞。m—帶的單位長度質量，kg/mv—帶速，m/sA—帶的截面面積，mm2離心應力拉應力緊邊拉應力F1、F2—分別為緊邊、松邊拉力，N松邊拉應力彎曲應力

2n21n1σcσ1σ2σb1σb2σmax

危險！11.2.5

分析工作情況下帶的受力二、V帶傳動當電機順時針轉動時，下邊為緊邊，受力分析如右下圖所示。緊邊開始進入小帶輪處為應力最大處，也是最容易損壞的位置。n1F1F2F2危險！帶速過快，有效拉力降低，傳動的能力下降；帶速過慢，在一定功率下，速度變小，有效圓周力就要變大，減低帶的疲勞壽命。分析當帶速過高時，對帶傳動能力的影響。例：當電機順時針轉動時，分析傳動V帶的受力情況，指出傳動帶最容易疲勞損壞的位置。分析當帶速過高時，對帶傳動能力的影響。二、V帶傳動彈性滑動帶彈性變形引起的帶與帶輪之間的相對滑動現象不可避免彈性滑動引起的不良后果使從動輪的圓周速度v2低于主動輪v1，導致傳動比不準確。產生摩擦損失，引起帶溫度升高，降低了傳動效率，引起帶的磨損。彈性滑動微課講解滑動率相對降低率通常稱為帶傳動滑動系數或者滑動率，用??表示。其中11.2.6

描述V帶傳動的工作特性二、V帶傳動帶的實際傳動比i：一般傳動中，因滑動率并不大，在1%-2%之間，可不予考慮，因而取傳動比為載荷越大，有效拉力越大，滑動率??也越大，因而帶傳動不能保證準確的傳動比。11.2.6

描述V帶傳動的工作特性二、V帶傳動打滑打滑是帶傳動的一種失效形式。打滑是如何產生的？由于過載，使帶與帶輪間就將發生顯著的相對滑動，即產生打滑。打滑引起的不良后果打滑使帶傳動失效并加劇帶的磨損，正常工作時應避免打滑。11.2.6

描述V帶傳動的工作特性二、V帶傳動因為彈性滑動的存在，導致使從動輪的圓周速度v2低于主動輪v1

。載荷越大，有效拉力越大，滑動率??也越大，因而帶傳動不能保證準確的傳動比。但是一般傳動中，因滑動率并不大，在1%-2%之間，可不予考慮。探究帶傳動比不準確的原因11.2.6

描述V帶傳動的工作特性二、V帶傳動11.2.7

設計V帶帶輪二、V帶傳動小功率傳動采用鑄鋁或工程塑料；當??≤25??/??，一般灰鑄鐵HT150批量大時，采用壓鑄鋁合金等。輪輻或腹板輪轂（與軸連接）輪緣（安裝傳送帶）1．認識帶輪與材料11.2.7

設計V帶帶輪二、V帶傳動2．V帶輪輪槽基本參數基準寬度bd槽頂高hamin槽底高hfmin槽間距e帶邊距f楔角φ11.2.7

設計V帶帶輪二、V帶傳動（1）實心式結構：當dd≤2.5d，d為軸直徑，

dd為軸直徑，采用實心式結構。實心式結構實物實心式結構圖紙11.2.7

設計V帶帶輪二、V帶傳動（2）腹板式結構：當2.5d≤dd≤300mm，且

dd-d1≤100mm其中d為軸直徑，

d1為帶輪輪轂的直徑，dd為軸直徑，采用腹板式結構。腹板式結構實物腹板式結構圖紙11.2.7

設計V帶帶輪二、V帶傳動（3）帶孔腹板式結構：當2.5d≤dd≤300mm，且

dd-d1>100mm其中d為軸直徑，

d1為帶輪輪轂的直徑，dd為軸直徑，采用帶孔腹板式結構。帶孔腹板式結構實物帶孔腹板式結構圖紙11.2.7

設計V帶帶輪二、V帶傳動輪輻式結構（4）輪輻式結構：

當dd>300mm，其中dd為軸直徑，采用輪輻式結構。11.2.8

安裝與張緊帶二、V帶傳動1.為避免各帶受力不均，新舊V帶、不同廠家聲場的V帶不能同組混用。2.安裝帶輪時，應使兩帶輪軸線保持平行，兩帶輪對應槽輪的中心線應重合，傾斜角度小于20′，以防帶側面磨損加劇。3.安裝后，V帶的頂面應與帶輪的外緣平齊或略高出一點，底面與輪槽底部留出一定間隙。4.選用帶的安裝形式：開口傳動、平行傳動、交叉傳動、半交叉傳動和多輪傳動圖1帶的安裝圖2帶安裝后效果圖3帶的安裝形式二、V帶傳動帶傳動需要在一定初拉力F0的作用下才能工作，由于工作一段時間后會因塑性變形而松弛，造成初拉力F0減小，傳動能力降低，此時需要重新張緊。帶的張緊要適當，可按規定數值安裝，但在實踐中可根據經驗調整，帶的張緊度以大拇指能按下10~15mm為宜。帶傳動常見的張緊方法是調節中心距。當中心距不可調整時，可采用張緊輪。圖1帶的張緊程度二、V帶傳動通過調整螺栓來改變電動機在滑道上的位置，以增大中心距，從而達到張緊的目的。此方法常用于水平布置的帶傳動。通過調整螺栓來改變擺架的位置，以增大中心距，從而達到張緊的目的。此方法常用于近似垂直布置的帶傳動?？侩妱訖C和機座的自重，使帶輪繞固定軸擺動，以自動調整中心距達到張緊的目的。此方法常用于小功率近似垂直布置的帶傳動。利用張緊輪張緊，張緊輪一般安裝在帶的松邊內側，盡量靠近大帶輪，以避免使帶受雙向彎曲應力作用及帶輪包角減小過多。此方法常用于中心距不可調節的V帶傳動場合。二、V帶傳動通過調整螺栓來改變電動機在滑道上的位置，以增大中心距，從而達到張緊的目的。此方法常用于水平布置的帶傳動。通過調整螺栓來改變擺架的位置，以增大中心距，從而達到張緊的目的。此方法常用于近似垂直布置的帶傳動?？侩妱訖C和機座的自重，使帶輪繞固定軸擺動，以自動調整中心距達到張緊的目的。此方法常用于小功率近似垂直布置的帶傳動。利用張緊輪張緊，張緊輪一般安裝在帶的松邊內側，盡量靠近大帶輪，以避免使帶受雙向彎曲應力作用及帶輪包角減小過多。此方法常用于中心距不可調節的V帶傳動場合。11.2.8

安裝與張緊帶二、V帶傳動1.采用安全防護罩，以保證操作人員的安全，同時防止油、堿、酸等對帶腐蝕；2.定期檢查帶有無松弛和斷裂現象，如有一根松弛和斷裂應全部更換新帶；3.及時清理帶槽輪及帶上的油污，常溫下貯存，一般溫度為20℃~50℃;4.工作溫度一般不超過60℃，并距離熱源一米以上，以防止老化。三、同步齒形帶11.3.1描述同步齒形帶傳動的原理及特點圖1同步齒形帶同步齒形帶是由一根內周表面設有等間距齒形的環行帶。傳動比恒定傳動平穩性好無需潤滑適合長距離特點：圖2包裝機應用三、同步齒形帶11.3.1描述同步齒形帶傳動的原理及特點同步齒形帶應用傳動場合同步齒形帶應用定位精度高傳送場合圖1同步齒形帶傳動圖2同步齒形帶傳送三、同步齒形帶11.3.2認知同步齒形帶結構與類型同步齒形帶主要由齒面、齒頂、齒底面三個部分組成，從材料上看主要是由齒布、橡膠以及內含鋼絲或玻璃纖維組成的材料骨架。采用的橡膠一般是聚氨酯橡膠及氯丁橡膠兩種。其優點是撓曲性能好，伸長率小，強度高，同時具有耐油、耐熱等特點。三、同步齒形帶11.3.2認知同步齒形帶結構與類型圖1梯形齒同步齒形帶圖2圓弧齒同步齒形帶梯形同步齒形帶：用于普通轉矩傳動或高負載傳送場合，如各種儀器。圓弧齒同步齒形帶：多用于高轉矩傳動或高轉矩、高精度定位傳動。三、同步齒形帶11.3.3識讀同步齒形帶合同步齒形帶輪參數節線長度：L節距：p同步齒形帶輪的節圓和節圓直徑：d齒數：ZL=pZ

n1-主動輪轉速，r/min；n2-從動輪轉速，r/min；Z1、Z2-主、從動輪齒數；三、同步齒形帶11.3.3識讀同步齒形帶合同步齒形帶輪參數V帶標記：

同步帶類型同步帶長度

HTBNV180-S5M-100，表示類型HTBNV，同步齒形帶公稱長度180mm，節距5mm，寬度10mm。實例思考：某同步帶的代號代號是HTBNV180-S5M-100同步帶節距同步帶寬度三、同步齒形帶11.3.4維護同步齒形帶同步齒形帶發生如下情況，需要更換圖4皮帶側面磨損圖5皮帶產生缺齒圖6皮帶背部的磨損嚴重