第三篇 机械传动 第8章 带传动 1. 机械传动在机器中的作用 2. 机械传动的类型及特点 8.1 概述 8.2 带传动基本理论

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1 第三篇 机械传动 第8章 带传动 1. 机械传动在机器中的作用 2. 机械传动的类型及特点 8.1 概述 8.2 带传动基本理论
第三篇 机械传动 1. 机械传动在机器中的作用 2. 机械传动的类型及特点 第8章 带传动 8.1 概述 8.2 带传动基本理论 8.3 V带传动的设计计算 8.4 V带轮设计 8.5 V带传动的安装、维护与张紧 作业要求 课堂练习 结束放映

2 第三篇 机械传动 1. 机械传动在机器中的作用 卷扬机 卷扬机的机构运动简图
第三篇 机械传动 1. 机械传动在机器中的作用 卷扬机 卷扬机的机构运动简图 工作机：这一大类包括得太多了：任何一个工厂，都根据它的产品有它一定的工作机。例如机械制造厂……；一个纺织厂有它一定数目的工作机等等。 智能化单元：智能是什么？智能就是智力和智慧。智力是指学习、记忆、思维、认识客观事物和解决实际问题的能力。其核心是思维能力。简单说，就是处理信息和应用信息的能力。所以，在现代机器中有一个信息流。第一要能采集信息，如人的手的触觉就像是采集信息的能力，传统的机械结构，并不具有这种功能。但是人的智能并不是仅仅依靠触觉，还有视觉、听觉、嗅觉和味觉。第二要能存储和管理信息，以便在需要时能方便地检索出来。第三要能从信息中提取特征，获取知识，这就是信息处理的能力。第四要能够做出决策，发出采取某种行动的指令，这就是应用信息。在采集信息、管理信息、处理信息和应用信息中，应用信息是智能的核心。机械结构应当能在获得决策的指令之后，准确地实现所需的行动。例如，无人驾驶汽车就需要把雷达、声纳和摄像机与油门、刹车、方向盘集成在一起，以保证汽车在高速行驶中能走在道路的中线上。

3 第三篇 机械传动 1. 机械传动在机器中的作用 在现代机器中有一个信息流，即信息采集、信息管理、信息处理和信息应用。例如，无人驾驶汽车就需要把雷达、声纳和摄像机与油门、刹车、方向盘集成在一起，以保证汽车在高速行驶中能走在道路的中线上。——机械信息化 动力源 传动装置 工作机 　　机器的驱动部分，它将各种能量（电能、热能等）转化为机械能并供给机器。 感知系统 （润滑、显示、照明等） 工作机：这一大类包括得太多了：任何一个工厂，都根据它的产品有它一定的工作机。例如机械制造厂……；一个纺织厂有它一定数目的工作机等等。 智能化单元：智能是什么？智能就是智力和智慧。智力是指学习、记忆、思维、认识客观事物和解决实际问题的能力。其核心是思维能力。简单说，就是处理信息和应用信息的能力。所以，在现代机器中有一个信息流。第一要能采集信息，如人的手的触觉就像是采集信息的能力，传统的机械结构，并不具有这种功能。但是人的智能并不是仅仅依靠触觉，还有视觉、听觉、嗅觉和味觉。第二要能存储和管理信息，以便在需要时能方便地检索出来。第三要能从信息中提取特征，获取知识，这就是信息处理的能力。第四要能够做出决策，发出采取某种行动的指令，这就是应用信息。在采集信息、管理信息、处理信息和应用信息中，应用信息是智能的核心。机械结构应当能在获得决策的指令之后，准确地实现所需的行动。例如，无人驾驶汽车就需要把雷达、声纳和摄像机与油门、刹车、方向盘集成在一起，以保证汽车在高速行驶中能走在道路的中线上。 　　直接实现规定的功能、完成生产任务的部分，其结构形式完全取决于机械本身的用途。 控制部分 智能化单元 （传感器、信息处理单元、驱动器等） 　　将动力机的动力和运动传递到工作机的中间环节。主要用于传递能量、分配能量、改变能量和扭矩以及改变运动形式等。

4 第三篇 机械传动 1. 机械传动在机器中的作用 为什么说传动装置是机器中不可缺少的核心部分？ 为什么必须使用传动装置？
第三篇 机械传动 1. 机械传动在机器中的作用 为什么必须使用传动装置？ 1）动力源的运动形式、运动及动力参数是有限的和确定的； 2）实际使用的工作机的功能和运动形式则是多种多样的； 3）用动力源来适应种类繁多的工作机的不同需要，常常是不经济的或难于实现的。 因此，只要动力源的运动和动力的输出达不到工作机的要求，就必须使用传动装置。 为什么说传动装置是机器中不可缺少的核心部分？ 1）随着机械向高效、高速、精密、多功能方向发展，对传动装置的功能和性能的要求也愈来愈高； 2）机械的工作性能、使用寿命、能源消耗、振动噪声等在很大程度上取决于传动系统的性能。

5 第三篇 机械传动 2. 机械传动的类型及特点 传动 机械传动
第三篇 机械传动 2. 机械传动的类型及特点 机械传动的优点：恒功率输出，传递运动的精度高，速度响应快，传动效率高。因而在多数机械系统中仍然是主要的传动形式。 传动 机械传动 流体传动 （液力或气力） 电传动 机械传动 （按传力方式分） 啮合传动 齿轮传动 蜗杆传动 链传动 螺旋传动 摩擦传动 带传动 摩擦轮传动 推压传动 凸轮机构 棘轮机构

6 第三篇 机械传动 2. 机械传动的类型及特点 机械传动 机械传动 齿轮传动 直接接触传动 蜗杆传动 带传动 有中间挠性件的传动 链传动
第三篇 机械传动 2. 机械传动的类型及特点 机械传动 （按结构分） 链传动 有中间挠性件的传动 带传动 直接接触传动 蜗杆传动 齿轮传动 （连杆机构） 有中间刚性件的传动 3. 机械传动类型的选择（放到课程设计讨论）。 机械传动 （按传动比是否可调） 变传动比传动（非圆齿轮传动） 可调传动比传动（无级变速器） 固定传动比传动（齿轮减速器）

7 第8章 带传动 8.1 概述 8.1.1 带传动的分类、特点及应用 ★带传动的工作原理 ———带中间挠性件（传动带）的摩擦传动※ 传动带
第8章 带传动 8.1 概述 带传动的分类、特点及应用 ★带传动的工作原理 传动带 主动轮 从动轮 ———带中间挠性件（传动带）的摩擦传动※

8 ★带传动的类型 (按剖面形状分) 多楔带 平型带传动 V带传动 圆形带传动 同步齿形带传动 ★带传动的类型（按传动方式分） 开口传动 交叉传动 半交叉传动

9 ★带传动的特点 带传动优点： 带传动缺点： 传动平稳、噪声小、可以缓冲吸振。 过载时打滑，有过载保护作用。 适用于两轴中心距较大的传动。
结构简单，加工和维护方便、成本低。 带传动缺点： 传动的外廓尺寸较大。 存在弹性蠕动现象，不能保证固定不变的传动比。 轴及轴承受力较大。 传动效率较低，V带传动约为0.94～0.97。带的寿命短 ，仅约3000～5000小时。 带传动中的摩擦会产生电火花，不宜用于易燃易爆场合。 一般需要有张紧装置。 因此，带传动多用于两轴传动比无严格要求，中心距较大的机械中 。一般，带速v=5～25m/s,传动比i<8,传递功率P≤45kW。

10 ★带传动的应用——汽车发动机 带传动概述4

11 ★带传动的应用 带传动概述4

12 ★带传动的应用 带传动概述4

13 ★带传动的应用 带传动概述4

14 8.1.2 V带的结构、类型与特点 1、 V带的结构 普通V带 ★V型带 窄型V带 包布层 拉伸层（顶层） 帘布结构 强力层 线绳结构
压缩层（底胶）

15 8.1.2 V带的结构、类型与特点 2、 V带的型号 普通V带 ★V型带 窄型V带 ★普通V带标准
1）按剖面尺寸分：Y、Z、A、B、C、D、E几种 小 大 bp dd bp 2）轮槽基准宽度 (节宽) bp 和带轮基准直径dd(节圆直径) 3）V带基准长度Ld（节线长度）

16 1、V带传动中，带横截面的楔角为 °，带轮的轮槽角应 该度数。
表8-2 带传动概述4 选择题： 1、V带传动中，带横截面的楔角为 °，带轮的轮槽角应 该度数。 a)34 °b)36 °c)38 d)40 ° e)大于 f)等于 g) 小于 d g

17 2、 V带的类型 ★ 轮槽基准宽度 bd(节宽 bp ) 和带轮基准直径dd(节圆直径) ★ V带基准长度Ld（节线长度） 带的长度 系列化
表8-3 带传动概述4 2、 V带的类型 bp dd bp ★ 轮槽基准宽度 bd(节宽 bp ) 和带轮基准直径dd(节圆直径) ★ V带基准长度Ld（节线长度） 带的长度 系列化 P141 → 表 8－1 → 型号、截面尺寸、长度 P142 → 表 8－2 → 长度系列

18 8.2 带传动基本理论 8.2.1 带传动的受力分析 F0 （未工作时） 关键词： 预（初）拉力F0 紧边拉力F1 松边拉力F2
8.2 带传动基本理论 8.2.1 带传动的受力分析 F0 （未工作时） 关键词： 预（初）拉力F0 紧边拉力F1 松边拉力F2 有效拉力Fe F2 （松边） （工作时） Ff Ff T2 n1 T1 F1 （紧边）

19 ★紧边拉力F1与松边拉力F2之关系 ——挠性体摩擦的欧拉公式
（8-5） 带与带轮的包角 带与带轮间静摩擦系数 自然对数的底 （2）欧拉公式的假设条件： ①带是理想的挠性体→带在工作时无内摩擦力和离心力。 ②忽略带的弹性变形、厚度与重量。 （3）欧拉公式的推导（略）﹡

20 由上式可知： 8-3 8-1a 8-2 8-7 8-6 8-5 F0↑、 α↑、μ↑，则F↑，传递的功率愈大。
μ过大，则磨损增加，∴带轮表面粗糙度要适当。

21 1、传动带工作时，带的横剖面上存在三种应力※：
带工作时的应力 1、传动带工作时，带的横剖面上存在三种应力※： ⑴、由紧、松边拉力F1、F2→拉应力σ1、σ2（作用于带的全长） ⑵、由带本身质量引起的离心拉力→离心拉应力σc（作用于带的全长） ⑶、带绕过带轮时，因弯曲→弯曲应力σb1、σb2 （作用于弯曲段上） A—带的截面积，mm2 q—传动带单位长度的质量，kg/m； v—带的圆周速度，m/s E—带的弹性模量，MPa； h—带的厚度，mm； dd—带轮的基准直径，mm；

22 2、传动带的应力分布图 σb1 σb2 3、结论： ⑴ 带是在变应力下工作的→带的疲劳损坏。 ⑵ 带的紧边开始进入小带轮处应力最大。
⑶ 最大应力值为：σmax=σ1+σb1+σc。

23 8.2.3 带的弹性滑动和打滑 使 使 1、弹性滑动 v＜v1 ——由于带的弹性变形不同而引起的微小局部蠕动。 主动轮上：
F2 F1 B1 n1 α动 同理：从动轮上： v2＜v 使 C1 α静 A1 可见：由于弹性滑动的存在，使得 ※ ① v2＜v＜v1； 　　　② 带传动不能保证固定的传动比； ③ 引起带的磨损并使效率降低。 若：v1=v 则:

24 ★滑动率ε— 弹性滑动使从动带轮圆周速度降低的程度。
通常ε=1%～2% ★传动比 i 当传动比不要求严格计算时，可忽略ε的影响，即 2、打滑 ——带的弹性滑动遍及全部接触弧，带在带轮上发生了全面滑动。 问题：弹性滑动和打滑的区别？※

25 8.3.1 带传动的失效形式、设计准则和单根V带的基本额定功率P0
打滑 带疲劳拉断 失效形式 设计准则 保证不打滑→ 带不发生疲劳拉断→ ∴单根V 带所能传递的功率 （许用功率）为： （kW） ↓ [σ]与带的材质和应力循环总次数有关，由实验得到 单根V 带的基本额定功率表 ↓ 但需注意实验条件：载荷平稳，包角为180°，传动比 i=1, 特定带长，承载层材质为化学纤维，规定的循环次数。当设计条件与实验条件不符时，应作修正： 长度系数 包角修正系数 单根V带基本额定功率 功率增量

26 8.3.2 V带传动的设计步骤和参数选择 1）确定计算功率Pca 1、已知条件：
传递的名义功率P，转速n1，n2（或传动比 i），传动用途，载荷性质，工作环境和外廓尺寸要求等。 2、设计计算任务： 　⑴ V型带：型号、长度和根数 ⑵ 带轮：直径、结构尺寸 ⑶ 传动：中心距、带速等 3、设计步骤及参数选择： 1）确定计算功率Pca ①计算功率：Pca=KAP kW 工作情况系数， 表8-7 传递的名义功率

27 2）选择V带的型号 虚线 粗实线

28 3）确定带轮的基准直径 dd1和dd2并验算带速v
要求： ①dd1 ≥ddmin 　　　 ②dd1 、dd2满足标准直径系列 　（一般要求保证Δi≤±5%） 理由：①dd1↓→σb1↑→承载能力↓ 　　 ②dd1↑ ↑→dd2↑↑，外廓尺寸↑ （m/s） ★验算带速v 要求：v =5～25 m/s（推荐v =10～20 m/s） 理由：①P=Fv，当P一定时，v↓则F↑→z↑ ② v↑↑，σc↑ → 摩擦力↓，承载能力↓ ③ v↑↑，单位时间内应力循环次数↑ →寿命↓

29 4）计算传动的中心距a和带的基准长度Ld 5)验算小轮包角α1 ⑴ 初取中心距a0 要求：a0≈（0.7～2）（ dd1 +dd2）
⑵求带的基准长度Ld0 →查表选标准长度Ld ⑶求实际中心距a或按公式近似计算： ⑷考虑安装调整和补偿因带的伸长导致张紧力减小，实际中心距还需给出最大、最小值。通常取： amin= a－0.015 Ld （mm） amax= a＋0.03 Ld （mm） 5)验算小轮包角α1 要求：α1≥120°（90°） 理由： ①α1 ↑总摩擦力↑→传动能力↑ ② α1 ↓↓ →易打滑→应↑ a 或加张紧轮。

30 ★ 包角和带长计算方法 θ a b c d dd2 θ α2 α1 dd1 a ⌒

31 6）确定带的根数z 7）确定带的初拉力F0 8）计算作用在轴上的力（压轴力）FQ 包角修正系数，表8-6 长度系数，表8-3
要求：z 取≥计算值的整数，通常，z =3～5＜10， 若z＞6，可改选型号。 理由：z↑↑→载荷分布不均↑ 单根V带额定功率，查8-5a表可得 功率增量，见表8-5b 7）确定带的初拉力F0 8）计算作用在轴上的力（压轴力）FQ zF0 FQ

32 8.4 V带轮的设计 8.4.1 对V带轮的要求 8.4.2 V带轮的材料和结构 1. 材料
重量轻，质量分布均匀，结构工艺性好，易于制造等。 轮槽工作表面应精加工以减少带的磨损，其表面粗糙度Ra≤1.6μm。 8.4.2 V带轮的材料和结构 1. 材料 一般传动（v<25m/s时）：HT150 重要传动（ v =25～30m/s时）：HT200 高速传动：铸钢或钢板焊接或球墨铸铁 小功率传动：铸铝或工程塑料 轮毂 轮辐 轮缘 2.典型结构

33 实心轮 腹板轮

34 孔板轮 椭圆辐轮

35 8.5 带传动的安装、维护与张紧 8.5.1 V带传动的安装与维护 8.5.2 V带传动的张紧
8.5 带传动的安装、维护与张紧 V带传动的安装与维护 V带传动的张紧 1、中心距可调张紧装置（定期张紧装置----滑道式） 调整螺钉 电动机 滑轨

36 §8-5 带传动的张紧装置 V带传动的张紧 1、中心距可调张紧装置（定期张紧装置----摆架式） 摆动轴 托板 调整螺钉

37 §8-5 带传动的张紧装置 V带传动的张紧 2、中心距可调张紧装置（自动张紧装置） 托板

38 §8-5 带传动的张紧装置 V带传动的张紧 3、中心距不可调张紧装置（加张紧轮） 张紧轮

39 作业： 电动机 V带传动 单级齿轮减速器 联轴器 带式运输机 F v
8-11 某带式运输装置采用普通V带传动。已知电动机的额定功率P=7kW，转速n1=960 r/min。减速器输入轴转速n2=330 r/min，传动比允许误差±5%，运输机工作时有轻度冲击 ，两班制工作，试设计此普通V带传动。 电动机 V带传动 单级齿轮减速器 联轴器 F v 带式运输机

40 3～4人一组（自由组合），每人选一组参数设计，然后将设计结果统计列表并进行分析讨论。
作业要求： 1、采用标准作业格式： 25mm 计算结果 计算项目和计算过程 1、计算功率PC Pca=KAP=1.1×7.5= kW PC=8.25kW 2、分组作业： 3～4人一组（自由组合），每人选一组参数设计，然后将设计结果统计列表并进行分析讨论。

41 dd1 一、协作小组组员： 级 专业 班 学号 姓名 二、设计参数汇总表 A型带 B型带 计算项目 三、设计结果比较分析
首页格式 一、协作小组组员： 级 专业 班 学号 姓名 二、设计参数汇总表 A型带 B型带 90mm 100mm 125mm 140mm dd1 计算项目 三、设计结果比较分析 四、对本次作业形式的看法

42 课堂练习: 补充下列标注。 注：①键槽尺寸及偏差查《课程设计》P119表12-11。 ② 键槽的位置公差查《互换性与技术测量》（其中公称尺寸指键宽b）。 52 ④ ① ③ ⑤ ⑧ +0.025 ⑥ ② ⑦