第十章 挠性传动摩擦型带传动通常由主动轮、从动轮 和张紧在两轮上的挠性传动带组成（图10 1）。带紧套在两个带轮上，借助带与带 轮接触面间的压力所产生的摩擦力来传递 运动和动力。101 带传动概述一、带传动的类型和特点带传动的应用 有：带直齿轮、带 斜齿轮、带锥齿轮、带蜗轮、带链、 带齿蜗轮和带蜗齿轮等。图101摩擦型带传动 图102啮合型带传动 啮合型带传动由主动同步带轮， 从动同步带轮和套在两轮上的环形同 步带组成（图102），带的工作面制 成齿形，与有齿的带轮相啮合实现传 动。摩擦型带传动，按带横剖面的形状 是矩形、梯形或圆形，可分为平带传动 （图103a）、V带传动（图103b）、 楔带传动（图103c）和圆带传动（图 103d）。 图103带传动的类型 平带的横截面为扁平矩形，其工 作面是与轮面相接触的内表面（图10 4a），而V带的横截面为等腰梯形， V带靠两侧面工作（图104b）。 图104平带与V带传动的比较 当平带和V带受到同样的压紧力FN 时，它们的法向力却不相同。平带与带 轮接触面上的摩擦力为，而V带与带轮 接触面上的摩擦力为 式中，为V带轮轮槽角， 为当量摩擦系数。显然， 因此 在相同条件下，V带能传递较大的功率 。V带传动平稳，因此在一般机械中， 多采用V带传动。 二、V带的结构和规格V带已标准化，按其截面大小分为7 种型号（表101） 。V带的横剖面结构如图105所示，其中 图a是帘布结构，图b是绳芯结构，均由下面 几部分组成：（1）包布层：由胶帆布制成，起保护作用；（2）顶胶：由橡胶制成，当带弯曲时承受拉 伸；（3）底胶：由橡胶制成，当带弯曲时承受 压缩；（4）抗拉层：由几层挂胶的帘布或浸胶的 棉线（或尼龙）绳构成，承 受基本拉伸载荷。 图105 V带结构 当带受纵向弯曲时，在带中保持原 长度不变的任一条周线称为节线，由全 部节线构成的面称为节面，带的节面宽 度称为节宽（bp），当带受纵向弯曲时， 该宽度保持不变。在V带轮上，与所配用 的节宽bp相对应的带轮直径称为节径dp， 通常它又是基准直径dd（图106）。V带 在规定的张紧力下，位于带轮基准直径 上的周线长度称为基准长度Ld。普通V带 的长度系列见表102。 图106 带轮基准直径 三、带传动的优缺点（与齿轮传动比较）优点：1）适用于中心距较大的传动； 2）带具有弹性，可缓冲和吸振； 3）传动平稳，噪音小； 4）过载时带与带轮间会出现打滑，可 防止其他零件损坏，起安全保护作用 。5）结构简单，制造容易，维护方 便，成本低。1）传动的外廓尺寸较大；2）由于带的滑动，因此瞬时传动比不 准确，不能用于要求传动比精确的场合 ；3）传动效率较低；4）带的寿命较短。缺点：带传动多用于原动机与工作机 之间的传动，一般传递的功率 P100kW；带速v=525 m/s；传动 效率=0.900.95;传动比i7。需要 指出，带传动中由于摩擦会产生电 火花，故不能用于有爆炸危险的场 合。 四、带传动的几何参数带传动主要几何参数有中心距a、 带轮直径d、带长L和包角等，如图107 。图107 带传动的几何参数 4包角：带与带轮接触弧所对的中心 角。 3带长L：对V带传动，指带的基准长 度。用Ld表示带的基准长度 。1中心距a：当带处于规定张紧力时 ，两带轮轴线间的距离 。2带轮直径d：在V带传动中，指带轮 的基准直径，用dd表示 带轮的基准直径。由图107可知，带长 根据计算所得的带长L，由表102选 用带的基准长度。 因角很小，以代入上式得式中“+”号用于大轮包角2，“” 号用于小轮包角1。 包角如图108a所示，带必须以一定的 初拉力张紧在带轮上，使带与带轮的 接触面上产生正压力。带传动未工作 时，带的两边具有相等的初拉力F0。 102 带传动的工作能力分析一、带传动的工作原理图108 带传动的力分析 当主动轮1在转矩作用下以转速n1转 动时，由图108b可知，由于摩擦力的作 用，主动轮1拖动带，带又驱动从动轮2以 转速n2转动，从而把主动轮上的运动和动 力传到从动轮上。在传动中，两轮与带的 摩擦力方向如图所示，这就使进入主动轮 一边的带拉得更紧，拉力由F0加到F1，称 为紧边。设环形带的总长不变，则在紧边 拉力的增加量F1F0应等于在松边拉力的 减少量F0F2，则 有带紧边和松边的拉力差应等于带与 带轮接触面上产生的摩擦力的总和 ，称为带传动的有效拉力，也就是带所 传递的圆周力F，即 由式（107）可知，当功率P一定时，带 速v小，则圆周力F大，因此通常把带传 动布置在机械设备的高速级传动上，以 减小带传递的圆周力；当带速一定时， 传递的功率P愈大，则圆周力F愈大，需 要带与带轮之间的摩擦力也愈大。圆周力F（N），带速V（m/s）和传 递功率P（kW）之间的关系为 （107）实际上，在一定的条件下，摩擦 力的大小有一个极限值，即最大摩擦 力 ，若带所需传递的圆周力超 过这个极限值时，带与带轮将发生显 著的相对滑动，这种现象称为打滑。出现打滑时，虽然主动轮还在转动 ，但带和从动轮都不能正常运动，甚至 完全不动，这就使传动失效。经常出现 打滑将使带的磨损加剧，传动效率降低 ，故在带传动中应防止出现打滑。在一定条件下当摩擦力达到极限值 时，带的紧边拉力F1与松边拉力F2之间的 关系可用柔韧体摩擦的欧拉方式来表示式中，F1、F2为紧边和松边拉力，N； f为带与轮之间的摩擦系数； 为带在带轮上的包角，rad。由式（108）可知，增大包角和增 大摩擦系数，都可提高带传动所能传递 的圆周力。对于带传动，在一定的条件 下f为一定值，而且21，所以摩擦力的 最大值取决于1。 带是弹性体，它在受力情况下会 产生弹性变形。由于带在紧边和松边 上所受的拉力不相等，因而产生的弹 性变形也不相同。从图108b可知，在 主动轮上，带由A点运动到B点时，带 中拉力由F1降到F2，带的弹性伸长相应 地逐渐减小，即带在轮上逐渐缩短并 沿轮面滑动，使带的速度小于主动轮 的圆周速度（即v带dmin，以减小带内的 弯曲应力。大带轮的基准直径dd2由式（ 1010）确定：3确定带轮基准直径dd1、dd2dd2值应圆整为整数。 （1017）图1010 普通V带型号选择线图 表104 普通V带轮最小基准直径mm型 号YZABC最小基准 直径ddmin205075125200注：带轮基准直径系列：20、22.4、25、28、31.5、35.5、40 、45、50、56、63、71、75、80、85、90、95、100、106、 112、118、125、132、140、150、160、170、180、200、212 、224、236、250、265、280、300、315、335、355、375、 400、425、450、475、500、530、560、600、630、670、710 、750、800、900、1000、1060、1120、1250、1400、1500、 1600、1800、2000、2240、2500 （摘自BG/T13575.11992）带速v应在525m/s的范围内，其中 以1020m/s为宜，若v25m/s，则因带绕 过带轮时离心力过大，使带与带轮之间 的压紧力减小，摩擦力降低而使传动能 力下降，而且离心力过大降低了带的疲 劳强度和寿命。而当v120故主动轮上的包角合适。 （6）验算主动轮上的包角1由式（1021）得由n1=1430r/min，dd1=80mm，查表106 得P0=0.03kw，查表107得K=0.90，查 表102查得KL=1.06，所以取z=6根 。（7）计算V 带的根数z由式（1022）得查表101，得=0.06kg/m，所以=56.8（8）计算V带合适的初拉力F0由式（1023）得FQ=2zF0sin=646.7（10）带轮结构设计（略）（9）计算作用在轴上的载荷FQ