V帶傳動 (NXPowerLite)語文

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1、8.1 概述8.1.1 帶傳動的類型 V帶傳動（也稱三角皮帶傳動）是帶傳動中的一種。如圖8-1的帶傳動，通常是靠張緊在帶輪1、帶輪2上的環(huán)形皮帶3與帶輪間的摩擦力來傳遞運動和動力的。帶傳動還有平型帶傳動、多楔帶傳動和同步齒形帶傳動（后兩種多用于汽車的時規(guī)帶傳動）。ODABC優(yōu)點：1、能用于兩軸中心距較大的場合；2、帶傳動有一定的彈性，因此可緩和沖擊和吸收 振動；3、過載時，帶在輪上打滑，可防止損壞其它零 件；4、結構簡單、成本低。缺點：傳動的外廓尺寸大；傳動比不能保證；需要安裝帶的張緊結構；帶的壽命短；效率較低；傳動比不大。8.1.3 包角和帶長 包角：1=180（d2d1）/a57.30帶長

2、：L=2 a（/2）（d1d2）（d2d1）2/4 a8.1.4 V帶的標準 見P173表8-1。選用長度時要注意選標準長度。要了解表8-1 V帶截面尺寸（GB/T11544-1997）和表8-2 V帶的基準長度（GB/T11544-1997）。（參考機械設計師手冊第十二章帶傳動837頁）B型皮帶上邊寬b=17.0mm，節(jié)圓寬度bp=14mm，高度h=11.0 mm，皮帶錐度400，（注意所有皮帶的錐度角均為400），表8-2中的皮帶長度Ld基準長度是指節(jié)圓處皮帶長度。定義有效拉力，即帶所傳遞的圓周力 F=F1-F2帶傳動依靠有效拉力F產生轉矩實現功率P的 傳遞。1000 PFv 最大圓周力F

3、與F0成正比，但F0過大將使皮帶發(fā)熱和磨損加??；如F0過小，則帶傳動的工作能力不能正常發(fā)揮，運轉時易調動和打滑；F又隨包角a和摩擦系數f的增大而增大。0121fafaeFFe傳動時，帶中應力由以下三部分組成：a 由于傳遞圓周力而產生的拉應力 b 由于離心力而產生的拉應力 c 由帶的彎曲而產生的彎曲應力 帶在運轉過程中，經受變應力作用，最大應力發(fā)生在緊邊與小輪接觸處的橫截面中。當帶剛繞上主動輪時，帶和帶輪相應的表面速度是相等的，但繞上后，由于帶的拉力由F1減小到F2，所以帶的伸長變形隨著運轉過程而逐步減小，也就是說，帶在逐漸縮短，因而帶速小于輪速，帶與帶輪表面間即產生相對滑動。由于帶的彈性變形引

4、起的滑動稱為彈性滑動。從動輪與主動輪線速度的相對降低率稱為滑動系數，用表示，即由此而得出帶傳動的傳動比或從動輪的轉速通常V帶傳動的滑動系數=0.010.02，在一般計算中可不予考慮。121 12211 1vvd nd nvd n1221(1)ndind1122(1)n dnd帶傳動的失效形式主要是打滑和疲勞損壞。a 打滑 若帶所傳遞的圓周力超過帶與帶輪接觸面間的極限摩擦力的總和時，帶就會沿著輪面發(fā)生全面的顯著滑動，這種現象稱為打滑。打滑如是短期過載引起的，只要負載正常即可消除。增大帶的初拉力F0也可阻止打滑的出現。但F0的值是有一定限度的，因此在設計帶傳動時，應保證帶在小輪上有一定大小的包角，

5、使帶輪間在傳動時有足夠的摩擦力，避免打滑。帶每繞過帶輪一次，應力就由小至大，再由大至小地變化一次。帶繞過帶輪的次數愈多（如帶輪轉速愈高或帶愈短時），帶上的應力變化也愈頻繁，工作一段時間后傳動帶就會出現膠皮脫層，撕裂或拉斷等，這就是帶的疲勞損壞。疲勞損壞出現得愈快，帶的壽命就愈短，為此設計時應限制帶速（v25m/s）和疲勞應力。V帶傳動計算是以試驗為基礎的。在一定的試驗條件下：載荷平穩(wěn)、傳動比載荷平穩(wěn)、傳動比i=1i=1、包角、包角=180=1800 0、帶長一定、承載層材質為棉質纖維時，單根V帶所能傳遞的功率P1可從P178表8-3中查得。n1主動輪轉速；d1主動帶輪直徑；i傳動比（從動輪/主

6、動輪）；v皮帶的線速度。（見表8-3、178頁）例如B型皮帶當轉速為1450轉/分時，皮帶輪直徑為200mm時，單根皮帶的傳遞動力為5.13，該表使用方法在下節(jié)課還會講到。從表8-3中可以看出，Z型皮帶最小皮帶輪直徑為50mm，最大皮帶輪直徑為90mm，當帶輪直徑超過90mm時，應選用A型皮帶，依此類推。實際工作條件與上特定條件不同時，應對P1值加以修正。修正后即得工作條件下，單根V帶所能傳遞的功率，稱許用功率P1：P1=（P1P1）KkL 式中：P1功率增量，當傳動比不為1時，大帶輪上的彎曲應力較小，故在壽命相同條件下，許用功率會有一個增量，見表8-3；P1額定功率，從表8-3查得；K包角修

7、正系數，包角小于1800，系數小于1；KL帶長修正系數。（表8-5）（Y型皮帶的基準長度為450mm，小于450mm 系數小于1，大于450mm 系數大于1；Z型皮帶的基準長度為800mm，小于800mm 系數小于1，大于800mm 系數大于1；A型皮帶的基準長度為1600mm；B型皮帶的基準長度為2240mm；C型皮帶的基準長度為3550；D型皮帶的基準長度為6300mm；E型皮帶的基準長度為7100mm）KL帶長修正系數,見表8-5。表8-5 帶長修正系數（P180）8.3.1 設計依據和設計內容 設計V型帶傳動的原始條件和數據原始條件和數據一般是：傳動用途、載荷性質、傳遞的功率傳動用途、

8、載荷性質、傳遞的功率P P，帶輪的轉速，帶輪的轉速n n1 1、n n2 2（或傳動比（或傳動比i i1212）以及傳動外廓尺寸的要求等）以及傳動外廓尺寸的要求等。設計內容設計內容包括：選擇合理的傳動比，確定選擇合理的傳動比，確定V V帶帶的型號、長度和根數，確定帶輪的材料、結構和尺的型號、長度和根數，確定帶輪的材料、結構和尺寸。寸。A、確定設計功率Pd，選擇V帶型號 設計功率Pd系根據要求傳遞的名義功率P，并考慮其工作情況而確定的。Pd=KAP 式中KA工況系數，可從P181表8-6中查出。根據設計功率Pd和小輪轉速n1（由母機轉速或電機轉速而定），按圖8-10的推薦，選擇普通V帶的型號和小

9、輪的初定直徑。G1選選A型帶型帶G2可選可選Z、A型帶同時計算型帶同時計算注意：注意：當選型點在兩種型號交界線當選型點在兩種型號交界線（圖中粗實線圖中粗實線）附近時，可以對兩種型號附近時，可以對兩種型號 同時進行計算同時進行計算,如如P Pc c=4.4 kW=4.4 kW與與n n1 1=1420 r/min=1420 r/min交點交點G G2 2處處，可選可選Z Z、A A型帶型帶 同時計算，同時計算，最后擇優(yōu)選定。最后擇優(yōu)選定。普通普通V帶選型圖帶選型圖計算功率小帶輪轉速ADEdd=80100Zdd=5071dd=75100dd=112140Bdd=125140dd=160200Cdd

10、=200315dd=355400dd=450500500214204.4（1）小輪直徑的確定 由初定的小輪的直徑根據P182表8-7確定小輪直徑（帶輪直徑小，皮帶的彎曲應力大，帶輪直徑大，皮帶輪的外型尺寸大，耗材多）。（2）大輪直徑的確定 d2=（n1/n2）d1（1）式中一般取0.02 （3）帶速校證 =（d1n1）（601000）各種類型的V帶的帶速參見P178表8-3，一般情況下，帶速在525m/s的范圍內。C C 確定中心距確定中心距a a和帶長和帶長L Ld d，并驗算包角，并驗算包角 1 1 初步確定中心距00.7（d1d2）a02（d1d2）由P172式（8-2）初定V帶基準長度

11、：Ld0=2 a0（/2）（d1d2）（d2d1）2/4 a0根據Ld0由表8-2選取接近的基準長Ld，再近似算出所需的中心距：aa0（LdLd0）/2小輪包角按P172式（8-1）計算：1=1800（d2d1）/2a600一般應使11200。否則應加大中心輪距或增加張緊輪。Z=Pd/（P1P1）KKLF F 確定初拉力確定初拉力F F0 0及作用在軸上的力及作用在軸上的力Q Q 考慮到離心力的不利影響，單根V帶所需的初拉力應為：201()21fafaF eFqve以式8-5代入，并引用包角修正系數Kaq為V帶每米長的質量，表8-1中可查得。作用在軸上的力Q為：此力為設計安裝帶輪的軸和軸承的依

12、據。202.5500(1)dPFqvKazv110002cos2cos()2sin2222aaQzFzFzF 例1：一臺大型車床的電機功率為22千瓦，電機轉速為1450轉/分，每天連續(xù)工作8小時，車床的輸入軸的轉速為750轉/分，試選用皮帶型號和確定皮帶輪的直徑。需要解決的問題：1、帶輪直徑是多少？2、選用什么型號的皮帶？3、需要幾根皮帶？1、設計功率的確定：車床的運轉較平穩(wěn)，根據表8-6（181頁）工況系數為1.2，則設計功率為：Pd=KAP=221.2=26.2千瓦 2、皮帶型號的選定：根據圖8-10查得應選用C型皮帶，帶輪（最?。┲睆皆?00315mm 3、確定小輪和大輪的直徑并驗證帶速

13、 （1）小輪直徑的確定 由初定的小輪的直徑根據P182表8-7確定小輪直徑（帶輪直徑小，皮帶的彎曲應力大，帶輪直徑大，皮帶輪的外型尺寸大，耗材多）。（2）大輪直徑的確定 d2=（n1/n2）d1（1）式中一般取0.02 （3）帶速校證 =（d1n1）（601000）各種類型的V帶的帶速參見P178表8-3，一般情況下，帶速在525m/s的范圍內。該車床為減速，初選小輪直徑為200 mm，則大輪直徑為2001450750=386 mm 帶速：=（d1n1）(601000)=（3.142001450(601000)=15.17m/s（符合要求）4、確定中心距a和帶長Ld，并驗算包角1初步確定中心距

14、00.7（d1d2）a02（d1d2）由P172式（8-2）初定V帶基準長度：Ld0=2 a0（/2）（d1d2）（d2d1）2/4 a0根據Ld0由表8-2選取接近的基準長Ld，再近似算出所需的中心距：aa0（LdLd0）/2小輪包角按P172式（8-1）計算：1=1800（d2d1）/2a600一般應使11200。否則應加大中心輪距或增加張緊輪。帶輪中心距：0.7（d1d2）a02（d1d2）0.7（200386）a02（200386）410a01172 取a0=800mm V帶基準長度：Ld0=2 a0（/2）（d1d2）（d2d1）2/4 a0 =28003.142（200386）（2

15、00386）2/4800=1600920107=2627mm從表8-2中查得帶長2800mm實際中心距：aa0（LdLd0）/2 =800（28002627）/2 =886 mm小輪包角：1=1800（d2d1）/2a600 =1800（386200）/2886600 =18006.30=173.704、按許用功率計算V帶根數z Z=Pd/（P1P1）KKL 因為1=173.70，由表8-4查得包角系數K=0.98 又因為Ld=2800mm，由表8-4查得包角系數KL=0.95 當帶輪直徑為200mm時，轉速為1450轉/分，由表8-3查得單根C型皮帶的額定功率為P1=5.84千瓦，P1=1.

16、14千瓦，所以：Z=26.2/（5.841.14）0.980.95 =26.2/6.5=4.03（根）應取5根。A、帶輪材料 帶輪常用鑄鐵制造，因其鑄造性能好，摩擦系數較鋼大。用HT150、HT200牌號鑄鐵制成的帶輪，允許最大圓周線速度25m/s，速度更高時可選用鑄鋼，速度小的也可使用鑄鋁或塑料。B、結構尺寸 帶輪直徑較小的用實心式的結構（見184頁圖8-13）；帶輪直徑中等的使用輻板式結構（見184頁圖8-12和8-14）；帶輪直徑較大的采用輻條式結構（185頁見圖8-15），具體結構尺寸見P185表8-8。輪緣：是帶輪外圈的環(huán)形部分，制有楔形環(huán)槽，槽數等于V帶的根數z。輪轂：是帶輪與軸配

17、合的部分。輪輻：是把輪緣和輪轂連成一體的部分。根據帶輪直徑的大小，可以是輻板、輻條和實心三種形式。基準寬度基準線上槽深槽間距第一槽對稱面至端面的距離輪緣厚外徑da=dd+2ha B=（Z1）e2f （見185頁表8-8/）張緊裝置見186頁。例：設計一摩擦壓力機的V帶傳動裝置，已選定電動機的功率P=10KW，轉速n1=970r/min，傳動比i=3.75，工作時有輕微震動，每天工作10h。解：根據工況和工作時間，從P181表8-6中確定KA=1.2，再設計功率：Pd=KAP=1.210=12KW根據電機的轉速和設計功率，從P182圖8-10中確V帶的型號：B；小帶輪節(jié)圓直徑d1的確定：由P18

18、2圖8-10，表8-3可知，小帶輪節(jié)圓直徑d1在125140之間；取d1=1404、大帶輪節(jié)圓直徑d2的確定：d2=3.75140=525，按表8-7圓整得560；5、帶速驗證：=（d1n1）（601000）=（3.14140970）（601000）=7.11m/s25m/s；6、實際傳動比：d2=（n1/n2）d1（1）i=d2（1）d1=560（10.02）140=4.0877、初定中心距a0：07（d1d2）a02（d1d2）07（140560）a02（140560）490a01400取6408、初定膠帶節(jié)線長度Ld0：Ld0=2 a0（/2）（d1d2）（d2d1）2/4 a0=264

19、03.14（140560）2（560140）2/4 640=2447根據表8-2取Ld=25009、中心距a：aa0（LdLd0）2=640（25002447）2=666.5；10、小帶輪包角1：1=1800（d2d1）/2a600=1800（560140）（2666.5）600=18018.9=16112011、單根V帶傳遞功率：選用B型V帶，n1=970r/min和d1=140，從表8-3查得：P1=2.12KW12、單根膠帶傳遞功率的增量P1：選用B型V帶，n1=970r/min和d1=140，i=3.75，從表8-3查得：P1=0.31 KW13、膠帶根數z計算：根據1=1610 由表

20、8-4查得：K=0.95根據Ld=2500，由表8-5查得：KL=1.03Z=Pd/（P1P1）KKL=12（2.120.31）0.951.03=122.38=5.04 取六根14、帶輪結構尺寸：從表8-8中查得：e=19；f=11.5帶輪總寬 B=（Z1）e2f=（6-1）19211.5=1181、圖(a)為減速帶傳動，圖(b)為增速帶傳動，中心距相同。設帶輪直徑d1=d4，d2=d3，帶輪1和帶輪3為主動輪，它們的轉速均為n。其他條件相同情況下，試分析：(1)哪種傳動裝置傳遞的圓周力大?為什么?(2)哪種傳動裝置傳遞的功率大?為什么?(3)哪種傳動裝置的帶壽命長?為什么?解（1）兩種裝置傳

21、遞的圓周力一樣大。因為根據 而兩種傳動裝置的最小包角a是一樣，摩擦系數f和初拉力F0也相同，故F相等。（2）（b）傳動裝置傳遞的功率大。因為d1d3，所以 又P=Fv/1000，而Fa=Fb，故PaPb(3)(a)傳動裝置的帶壽命長。因為兩種傳動裝置傳遞的圓周力相同，但vavb，單位時間內（b）裝置帶的應力循環(huán)次數多，容易疲勞破壞。0121fafaeFFe13601000601000abd nd nvv2.2.設計一帶式運輸機傳動系統(tǒng)中第一級用的設計一帶式運輸機傳動系統(tǒng)中第一級用的V V帶傳動。帶傳動。已知已知:電動機型號為電動機型號為Y112M-4Y112M-4，額定功率，額定功率P P=4

22、kW=4kW，轉速，轉速n n1 1=1440r/min=1440r/min，n n2 2=400 r/min=400 r/min，每天運轉時間不超過每天運轉時間不超過10h10h。設計計算項目設計計算項目設計計算依據設計計算依據結結 論論方案方案方案方案工況系數工況系數K KA A計算功率計算功率P PC C（kW)kW)選選V V帶型號帶型號小輪直徑小輪直徑d d1 1（mmmm）驗算帶速驗算帶速v v（m/sm/s）大輪直徑大輪直徑d d2 2（mmmm）表表8-68-6V V帶型號圖帶型號圖P PC C=K KA AP P表表8-78-7及推薦標準值及推薦標準值V V=dd1 1n n

23、1 1/60000/60000，要求要求V V 在在5 525m/s25m/sd d2 2=d d1 1n n1 1/n n2 2，應取標準值，應取標準值1.11.14.44.4Z Z型型A A型型801006.037.54280355設計計算項目設計計算項目設計計算依據設計計算依據結結 論論方案方案方案方案 從動輪轉速從動輪轉速n n2 2（r/min)r/min)n n2 2=n n1 1d d1 1/d d2 2 411411406406從動輪轉速誤差從動輪轉速誤差(n n2 2-n-n2 2)/n)/n2 2應不超過應不超過0.050.05+0.028+0.028+0.015+0.01

24、5初定中心距初定中心距 0 0（mmmm）0.7(0.7(d d1 1+d d2 2)0 0 2 2(d d1 1+d d2 2)252 252 720 720初定初定280280318.5 318.5 910 910初定初定350350初算帶長初算帶長L Lc c（mmmm）L Lc c=2=2 0 0+(d d1 1+d d2 2)/2+()/2+(d d2 2-d d1 1)2 2/4/4 0 011611461確確定基準長度定基準長度L Ld d（mmmm）表表8-28-21250125016001600確確定中心距定中心距（mmmm）0 0+(+(L Ld d-L Lc c)/2)/

25、2325325420420設計計算項目設計計算項目設計計算依據設計計算依據結結 論論方案方案方案方案 1驗算包角驗算包角357180121.adddd應應120120o o144.7144.7145.2145.2單根帶基本額定單根帶基本額定功率功率P P1 1（kWkW）表表8-38-30.3440.3441.311.31傳動比傳動比iid d2 2/d d1 13.3443.3443.53.55功率增量功率增量P P1 1（kWkW）表表8-38-30.030.030.170.17包角系數包角系數K K表表8-48-40.910.910.910.91帶長系數帶長系數K KL L 表表8-58-51.111.110.990.99單根帶許用功率單根帶許用功率 P P（kWkW）P P=(=(P P1 1+P P1 1)K KL L K K 0.3780.3781.331.33V V帶根數帶根數z zZZP PC C/P P，不宜超過，不宜超過推薦輪槽推薦輪槽數數11.6511.65取取12123.3083.308取取4 4帶輪寬帶輪寬B=（z1）e2 f 63mm1.皮帶是靠什么來傳遞動力的？2.帶傳動有哪些優(yōu)缺點？3.掌握包角、帶長的計算和V帶的基準長度、額 定功率的查取方法；4.掌握V帶傳動的設計計算及帶輪的結構尺寸。