機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第8章-帶傳動(dòng)

PAGE第8章帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)是一種常用的機(jī)械傳動(dòng)形式，它的主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。大部分帶傳動(dòng)是依靠撓性傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。本章將對(duì)帶傳動(dòng)的工作情況進(jìn)行分析，并給出帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算方法。著重討論V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)對(duì)同步帶傳動(dòng)作了簡(jiǎn)介。8.1概述如圖8.1所示，帶傳動(dòng)一般是由主動(dòng)輪1、從動(dòng)輪2、緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶3及機(jī)架4組成。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶輪1（即主動(dòng)輪）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶與帶輪間摩擦力的作用，使從動(dòng)輪2一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。圖8.1帶傳動(dòng)8.1.1帶傳動(dòng)的類型1．按傳動(dòng)原理分（1）摩擦帶傳動(dòng)靠傳動(dòng)帶與帶輪間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，如V帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)等；（2）嚙合帶傳動(dòng)靠帶內(nèi)側(cè)凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，如同步帶傳動(dòng)。2．按用途分（1）傳動(dòng)帶傳遞動(dòng)力用；（2）輸送帶輸送物品用。本章僅討論傳動(dòng)帶。3．按傳動(dòng)帶的截面形狀分（1）平帶如圖8.2a）所示，平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。常用的平帶有膠帶、編織帶和強(qiáng)力錦綸帶等。（2）V帶V帶的截面形狀為梯形，兩側(cè)面為工作表面，如圖8.2b）所示。傳動(dòng)時(shí)，V帶與輪槽兩側(cè)面接觸，在同樣壓緊力FQ的作用下，V帶的摩擦力比平帶大，傳遞功率也較大，且結(jié)構(gòu)緊湊。（3）多楔帶如圖8.3所示，它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶。多楔帶結(jié)構(gòu)緊湊，可傳遞很大的功率。（4）圓形帶如圖8.4所示，橫截面為圓形，只適用于小功率傳動(dòng)。（5）同步帶帶的截面為齒形，如圖8.5所示。同步帶傳動(dòng)是靠傳動(dòng)帶與帶輪上的齒互相嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，除保持了摩擦帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有傳遞功率大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，多用于要求傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度較高的場(chǎng)合。圖8.2平帶和V帶圖8.3多楔帶圖8.4圓形帶圖8.5同步帶8.1.2帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用帶傳動(dòng)屬于撓性傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，可緩沖吸振。過(guò)載時(shí)，帶會(huì)在帶輪上打滑，從而起到保護(hù)其他傳動(dòng)件免受損壞的作用。帶傳動(dòng)允許較大的中心距，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)較方便，且成本低廉。但由于帶與帶輪之間存在滑動(dòng)，傳動(dòng)比不能嚴(yán)格保持不變。帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率較低，帶的壽命一般較短，不宜在易燃易爆場(chǎng)合下工作。一般情況下，帶傳動(dòng)傳動(dòng)的功率P≤100kW，帶速v=5~25m/s，平均傳動(dòng)比i≤5，傳動(dòng)效率為94%~97%。高速帶傳動(dòng)的帶速可達(dá)60~100m/s，傳動(dòng)比i≤7。同步齒形帶的帶速為40～50m/s，傳動(dòng)比i≤10，傳遞功率可達(dá)200kW，效率高達(dá)98%~99%。8.1.3帶傳動(dòng)的形式帶傳動(dòng)的主要形式及各種形式對(duì)各帶型的適用性如表8.1所列。應(yīng)該注意V帶傳動(dòng)一般均采用開口傳動(dòng)形式。表8.1帶傳動(dòng)的主要形式及對(duì)各帶型的適用性傳動(dòng)形式簡(jiǎn)圖允許帶速υm/s傳動(dòng)比i安裝條件工作特點(diǎn)V帶平帶特殊帶普通V帶窄V帶膠帆布平帶錦綸片復(fù)合平帶高速環(huán)形帶多楔帶圓形帶同步帶開口傳動(dòng)25~50≤5兩輪輪寬對(duì)稱面應(yīng)重合平行軸、雙向、同旋向傳動(dòng)√√√√√√√√交叉?zhèn)鲃?dòng)15≤6平行軸、雙向、反旋向傳動(dòng)，交叉處有摩擦，中心距大于20倍帶寬××√○××√×半交叉?zhèn)鲃?dòng)15≤3一輪寬對(duì)稱面通過(guò)另一輪帶的繞出點(diǎn)交錯(cuò)軸、單向傳動(dòng)○○√√××√×有張緊輪的平行軸傳動(dòng)25~50≤10同開口傳動(dòng)，張緊輪在松邊接近小帶輪處，接頭要求高平行軸、單向、同旋向傳動(dòng)，用與i大、a小的場(chǎng)合√√√√√√√√傳動(dòng)形式簡(jiǎn)圖允許帶速υm/s傳動(dòng)比i安裝條件工作特點(diǎn)V帶平帶特殊帶普通V帶窄V帶膠帆布平帶錦綸片復(fù)合平帶高速環(huán)形帶多楔帶圓形帶同步帶有導(dǎo)輪的相交軸傳動(dòng)15≤4兩輪輪寬對(duì)稱面應(yīng)與導(dǎo)輪圓柱面相切交錯(cuò)軸、雙向傳動(dòng)××√○××√×多從動(dòng)輪傳動(dòng)25≤6各輪寬對(duì)稱面重合帶的曲繞次數(shù)多、壽命短√√√√○√√√注：√—適用，○—可用，×—不可用8.2V帶和V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、汽車V帶、大楔角V帶等。普通V帶和窄V帶應(yīng)用較廣,本章主要討論普通V帶傳動(dòng)。8.2.1普通V帶的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形帶,其橫截面結(jié)構(gòu)如圖8.6所示。V帶由包布層、伸張層、強(qiáng)力層、壓縮層組成。強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)形式有圖8.6a所示的簾布結(jié)構(gòu)和圖8.6b所示的線繩結(jié)構(gòu)兩種。簾布結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高,但柔韌性及抗彎曲強(qiáng)度不如線繩結(jié)構(gòu)好。線繩結(jié)構(gòu)V帶適用于轉(zhuǎn)速高、帶輪直徑較小的場(chǎng)合。V帶和V帶輪有兩種尺寸制,即基準(zhǔn)寬度制和有效寬度制,本書采用基準(zhǔn)寬度制。普通V帶的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化,按截面尺寸由小至大的順序分為Y、Z、A、B、C、D、E7種型號(hào)（表8.2）。在同樣條件下,截面尺寸大則傳遞的功率就大。V帶繞在帶輪上產(chǎn)生彎曲,外層受拉伸變長(zhǎng),內(nèi)層受壓縮變短,兩層之間存在一長(zhǎng)度不變的中性層。中性層面稱為節(jié)面,節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬bp（表8.2中插圖）。普通V帶的截面高度h與其節(jié)寬bp的比值已標(biāo)準(zhǔn)化（為0.7）。V帶裝在帶輪上,和節(jié)寬bp相對(duì)應(yīng)的帶輪直徑稱為基準(zhǔn)直徑,用dd表示,基準(zhǔn)直徑系列見(jiàn)表8.3。V帶在規(guī)定的張緊力下,位于帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長(zhǎng)度稱為基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld,它用于帶傳動(dòng)的幾何計(jì)算。V帶的a)簾布結(jié)構(gòu)b)線繩結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld已標(biāo)準(zhǔn)化,如表8.4所列。圖8.6V帶的結(jié)構(gòu)表8.2V帶（基準(zhǔn)寬度制）的截面尺寸（GB11544—89）mm帶型節(jié)寬bp基本尺寸普通V帶窄V帶頂寬b帶高h(yuǎn)楔角θY5.36440°Z（舊國(guó)標(biāo)O型）SPZ8.51068ASPA11.013810BSPB14.0171114CSPC19.0221418D27.03219E32.03825表8.3V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列mm基準(zhǔn)直徑dd帶型YZSPZASPABSPBCSPCDE外徑da2022.4252831.535.5404550566371758085909510010611211812513214015016017018020021223.225.628.231.234.738.743.248.253.259.266.274.283.293.2103.2115.2128.2+54+606775798494104116129136144154164184204+80.5+85.5+90.595.5100.5105.5111.5117.5123.5130.5137.5145.5155.5165.5185.5205.5+132+139147157167177187207219+209.6+221.6續(xù)表基準(zhǔn)直徑dd帶型YZSPZASPABSPBCSPCDE外徑da224236250265280315355375400425450475500530560630710800900100011201250160020002500228254284319359404504634229.5255.5285.5320.5360.5405.5455.5505.5565.5635.5715.5805.523124325728732236240745750756763771780790710071127233.6245.6259.6274.6289.6324.6364.6409.6459.6509.6569.6639.6719.6809.6909.61009.61129.61259.6371.2391.2416.2441.2466.2491.2516.2576.2646.2726.2816.2916.21016.21136.21266.21616.22016.2519.2549.2579.2649.2729.2819.2919.21019.21139.21269.21619.22019.22519.2注：1.有“+”號(hào)的外徑只用于普通V帶；2.直徑的極限偏差：基準(zhǔn)直徑按c11，外徑按h12；3.沒(méi)有外徑值的基準(zhǔn)直徑不推薦采用。表8.4V帶（基準(zhǔn)寬度制）的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列及長(zhǎng)度修正系數(shù)基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/mmKL普通V帶窄V帶YZABCDESPZSPASPBSPC20022425028031535540045050056063071080090010001120125014001600180020002240250028003150355040004500500056006300710080009000100000.810.820.840.870.890.920.961.001.020.870.890.910.940.960.991.001.031.061.081.111.141.161.180.810.820.850.870.890.910.930.960.991.011.031.061.091.111.131.171.190.810.840.860.880.900.920.950.981.001.031.051.071.091.131.151.180.830.860.880.910.930.950.970.991.021.041.071.091.121.151.181.211.230.830.860.890.910.930.960.981.001.031.061.081.110.900.920.950.971.001.021.051.070.820.840.860.880.900.930.940.961.001.011.021.051.071.091.111.130.810.830.850.870.890.910.930.950.960.981.001.021.041.061.081.090.820.840.860.880.900.920.940.960.981.001.021.041.061.081.101.121.140.810.830.860.880.900.920.940.960.981.001.021.041.061.081.10窄V帶的截面高度與其節(jié)寬之比為0.9。窄V帶的強(qiáng)力層采用高強(qiáng)度繩芯。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),窄V帶截面尺寸分為SPZ、SPA、SPB、SPC四個(gè)型號(hào)，（表8.2）。窄V帶具有普通V帶的特點(diǎn),并且能承受較大的張緊力。當(dāng)窄V帶帶高與普通V帶相同時(shí),其帶寬較普通V帶約小1/3，而承載能力可提高1.5~2.5倍，因此適用于傳遞大功率且傳動(dòng)裝置要求緊湊的場(chǎng)合。普通V帶和窄V帶的標(biāo)記由帶型、基準(zhǔn)長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)號(hào)組成。例如，A型普通V帶，基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1400mm，其標(biāo)記為A—1400GB11544—89又如,SPA型窄V帶，基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1250mm，其標(biāo)記為SPA—1250GB12730—91帶的標(biāo)記通常壓印在帶的外表面上,以便選用識(shí)別。8.2.2普通V帶輪的結(jié)構(gòu)1.V帶輪的設(shè)計(jì)要求帶輪應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量小且分布均勻，結(jié)構(gòu)工藝性好,便于制造；帶輪工作表面應(yīng)光滑，以減少帶的磨損。當(dāng)5m/s＜υ＜25m/s時(shí)，帶輪要進(jìn)行靜平衡,υ＞25m/s時(shí)帶輪則應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡。2.帶輪的材料帶輪材料常采用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應(yīng)用最廣。當(dāng)帶速υ≤25m/s時(shí)采用HT150；當(dāng)υ=25~30m/s時(shí)采用HT200；當(dāng)υ≥25~45m/s時(shí)則應(yīng)采用球墨鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼，也可以采用鋼板沖壓后焊接帶輪。小功率傳動(dòng)時(shí)帶輪可采用鑄鋁或塑料等材料。3.帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。輪槽尺寸見(jiàn)表8.5。表8.5基準(zhǔn)寬度制V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1—92）mm項(xiàng)目符號(hào)槽型YZSPZASPABSPBCSPCDE基準(zhǔn)寬度bd5.38.511.014.019.027.032.0基準(zhǔn)線上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下槽深hfmin4.77.09.08.711.010.814.014.319.019.923.4槽間距e8±0.312±0.315±0.319±0.425.5±0.537±0.644.5±0.7槽邊距fmin67911.5162328最小輪緣厚δmin55.567.5101215圓角半徑ｒ10.2~0.5帶輪寬BB=(z-1)e+2fz——輪槽數(shù)外徑da續(xù)表項(xiàng)目符號(hào)槽型YZSPZASPABSPBCSPCDE輪槽角32°相應(yīng)的基準(zhǔn)直徑dd≤60——————34°—≤80≤118≤190≤315——36°＞60————≤475≤60038°—＞80＞118＞190＞315＞475＞600極限偏差±30′注：槽間距e的極限偏差適用于任何兩個(gè)輪槽對(duì)稱中心面的距離，不論相鄰還是不相鄰。V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式：（1）S型—實(shí)心帶輪，如圖8.7a）所示；（2）P型—腹板帶輪，如圖8.7b)所示；（3）H型—孔板帶輪，如圖8.7c)所示；（4）E型—橢圓輪輻帶輪，如圖8.7d)所示。每種型式還根據(jù)輪轂相對(duì)于腹板（輪輻）位置的不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等幾種，如圖8.7所示。a)b)c)d)圖8.7V帶輪的結(jié)構(gòu)V帶輪的結(jié)構(gòu)形式及腹板（輪輻）厚度的確定可參閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。思考題8.1V帶截面角θ=40。，為什么V帶輪槽角卻有32。、34。、36。、38。等4個(gè)值？若帶輪直徑減小，輪槽角是增大還是減??？為什么？思考題8.2平帶傳動(dòng)，帶輪的輪面常制成凸弧面的，這是為什么？8.3帶傳動(dòng)的工作能力分析8.3.1帶傳動(dòng)的受力分析為保證帶傳動(dòng)正常工作，傳動(dòng)帶必須以一定的張緊力緊套在帶輪上。當(dāng)傳動(dòng)帶靜止時(shí)，帶兩邊承受相等的拉力，稱為初拉力F0，如圖8.8a所示。當(dāng)傳動(dòng)帶傳動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪接觸面間摩擦力的作用，帶兩邊的拉力不再相等，如圖8.8b所示。繞入主動(dòng)輪的一邊被拉緊，拉力由F0增大到F1，稱為緊邊；繞入從動(dòng)輪的一邊被放松，拉力由F0減少為F2，稱為松邊。設(shè)環(huán)形帶的總長(zhǎng)度不變，則緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松邊拉力的減少量F0-F2，即F0=(F1+F2)(8.1)帶兩邊的拉力之差F稱為帶傳動(dòng)的有效拉力。實(shí)際上F是帶與帶輪之間摩擦力的總和，在最大靜摩擦力范圍內(nèi)，帶傳動(dòng)的有效拉力F與總摩擦力相等，F(xiàn)同時(shí)也是帶傳動(dòng)所傳遞的圓周力，即F=F1－F2(8.2)a)不工作時(shí)b)工作時(shí)圖8.8帶傳動(dòng)的工作原理圖帶傳動(dòng)所傳遞的功率為P=(8.3)式中:P為傳遞的功率，單位為kW；F為有效圓周力，單位為N；υ為帶的速度，單位為m/s。在一定的初拉力F0作用下，帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當(dāng)帶所傳遞的圓周力超過(guò)帶與帶輪接觸面間摩擦力總和的極限值時(shí)，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。帶打滑時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降，使傳動(dòng)失效，同時(shí)也加劇了帶的磨損，因此應(yīng)避免出現(xiàn)帶打滑現(xiàn)象。當(dāng)傳動(dòng)帶和帶輪間有全面滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，摩擦力達(dá)到最大值，即有效圓周力達(dá)到最大值。此時(shí)，忽略離心力的影響，緊邊拉力F1和松邊拉力F2之間的關(guān)系可用歐拉公式表示，即(8.4)式中:F1、F2分別為帶的緊邊拉力和松邊拉力，單位為N；e為自然對(duì)數(shù)的底，e≈2.718；f為帶與帶輪接觸面間的摩擦系數(shù)(V帶用當(dāng)量摩擦系數(shù)fV代替f，fV=)；α為包角，即帶與小帶輪接觸弧所對(duì)的中心角，單位為rad。由式（8.1）、式（8.2）和式（8.4）可得(8.5)上式表明，帶所傳遞的圓周力F與下列因素有關(guān)：（1）初拉力F0F與F0成正比，增大初拉力F0，帶與帶輪間正壓力增大，則傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力就越大，故F越大。但F0過(guò)大會(huì)加劇帶的磨損，致使帶過(guò)快松弛，縮短其工作壽命。（2）摩擦系數(shù)ff越大，摩擦力也越大，F(xiàn)就越大。f與帶和帶輪的材料、表面狀況、工作環(huán)境、條件等有關(guān)。（3）包角αF隨α的增大而增大。因?yàn)樵黾应習(xí)拐麄€(gè)接觸弧上摩擦力的總和增加，從而提高傳動(dòng)能力。因此水平裝置的帶傳動(dòng)，通常將松邊放置在上邊，以增大包角。由于大帶輪的包角α2大于小帶輪的包角α1，打滑首先在小帶輪上發(fā)生，所以只需考慮小帶輪的包角α1。聯(lián)立式（8.2）和式（8.4），可得帶傳動(dòng)在不打滑條件下所能傳遞的最大圓周力為(8.6)思考題8.3為了提高傳動(dòng)能力，不是將帶輪工作面加工粗糙，增加摩擦系數(shù)，而是降低加工表面的粗糙度，為什么？8.3.2帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)工作時(shí)，帶中的應(yīng)力由以下三部分組成：1.由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉應(yīng)力松邊拉應(yīng)力式中,A為帶的橫截面面積。2.由離心力產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力σc工作時(shí)，繞在帶輪上的傳動(dòng)帶隨帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生離心拉力Fc，F(xiàn)c的計(jì)算公式為Fc=qυ2式中:q為傳動(dòng)帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，單位為kg/m，各種型號(hào)V帶的q值見(jiàn)表8.6；υ為傳動(dòng)帶的速度，單位為m/s。Fc作用于帶的全長(zhǎng)上，產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力為表8.6基準(zhǔn)寬度制V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量q及帶輪最小基準(zhǔn)直徑帶型YZABCDESPZSPASPBSPCq/(kg/m)0.020.060.100.170.300.620.900.070.120.200.37ddmin/mm2050751252003555006390140224思考題8.4帶速越高，帶的離心力越大，不利于傳動(dòng)。但在多級(jí)傳動(dòng)中，常將帶傳動(dòng)放在高速級(jí)，這是為什么？3.彎曲應(yīng)力σb傳動(dòng)帶繞過(guò)帶輪時(shí)發(fā)生彎曲，從而產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。由材料力學(xué)得帶的彎曲應(yīng)力為式中:E為帶的彈性模量，單位為MPa；h為帶的高度,單位為mm；d為帶輪直徑，單位為mm，對(duì)于V帶輪，則為其基準(zhǔn)直徑。彎曲應(yīng)力σb只發(fā)生在帶上包角所對(duì)的圓弧部分。h越大，d越小，則帶的彎曲應(yīng)力就越大，故一般σb1＞σb2(σb1為帶在小帶輪上的部分的彎曲應(yīng)力,σb2為帶在大帶輪上的部分的彎曲應(yīng)力)。因此為避免彎曲應(yīng)力過(guò)大，小帶輪的直徑不能過(guò)小。帶在工作時(shí)的應(yīng)力分布情況如圖8.9所示。由此可知帶是在變應(yīng)力情況下工作的，故易產(chǎn)生疲勞破壞。帶的最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊與圖8.9帶的應(yīng)力分布小帶輪的接觸處，其值為σmax=σ1+σc+σb1為保證帶具有足夠的疲勞壽命，應(yīng)滿足σmax=σ1+σc+σb1≤[σ](8.7)式中,[σ]為帶的許用應(yīng)力。[σ]是在α1=α2=180o、規(guī)定的帶長(zhǎng)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、載荷平穩(wěn)等條件下通過(guò)試驗(yàn)確定的。8.3.3帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比傳動(dòng)帶是彈性體，受到拉力后會(huì)產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過(guò)主動(dòng)輪進(jìn)入松邊時(shí)，帶內(nèi)拉力由F1減小為F2，其彈性伸長(zhǎng)量也由δ1減小為δ2。這說(shuō)明帶在繞經(jīng)帶輪的過(guò)程中，相對(duì)于輪面向后收縮了Δδ（Δδ=δ1-δ2），帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致帶的速度逐漸小于主動(dòng)輪的圓周速度，如圖8.10所示。同樣，當(dāng)帶由松邊繞過(guò)從動(dòng)輪進(jìn)入緊邊時(shí)，拉力增加，帶逐漸被拉長(zhǎng)，沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動(dòng)，使帶的速度逐漸大于從動(dòng)輪的圓周圖8.10帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)速度。這種由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。打滑是指過(guò)載引起的全面滑動(dòng)，是可以避免的。而彈性滑動(dòng)是由拉力差引起的，只要傳遞圓周力，就必然會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)，所以，彈性滑動(dòng)是不可避免的。帶的彈性滑動(dòng)使從動(dòng)輪的圓周速度υ2低于主動(dòng)輪的圓周速度υ1，其速度的降低率用滑動(dòng)率ε表示，即100%式中:n1、n2分別為主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；d1、d2分別為主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的直徑，單位為mm，對(duì)V帶傳動(dòng)則為帶輪的基準(zhǔn)直徑。由上式得帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為(8.8)從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為(8.9)因帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε=0.01～0.02，其值很小，所以在一般傳動(dòng)計(jì)算中可不予考慮。8.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8.4.1帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則由帶傳動(dòng)的工作情況分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式有帶與帶輪之間的磨損、打滑和帶的疲勞破壞(如脫層、撕裂、或拉斷)等。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：在傳遞規(guī)定功率時(shí)不打滑，同時(shí)具有足夠的疲勞強(qiáng)度和一定的使用壽命，即滿足于式（8.6）和式（8.7）。8.4.2單根V帶傳遞的功率在包角a=180o、特定帶長(zhǎng)、工作平穩(wěn)的條件下，單根普通V帶的基本額定功率P0見(jiàn)表8.7~8.17。表8.7Y型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s202528①31.5①35.5①40①4550400730800—————0.03——0.03—0.030.04—0.040.05—0.040.050.040.050.060.050.060.07510980②0.020.030.040.040.050.060.070.0812000.020.030.040.050.060.070.080.091460②0.020.040.050.060.060.080.090.1116000.030.050.050.060.070.090.110.1220000.030.050.060.070.080.110.120.1424000.040.060.070.090.090.120.140.162800②0.040.070.080.100.110.140.160.1832000.050.080.090.110.120.150.170.2036000.060.080.100.120.130.160.190.2240000.060.090.110.130.140.180.200.2345000.070.100.120.140.160.190.210.2450000.080.110.130.150.180.200.230.2555000.090.120.140.160.190.220.240.26①為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。②為常用轉(zhuǎn)速。表8.8Z型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s505663①71①80①904000.060.060.080.090.140.14510152025730②0.090.110.130.170.200.228000.100.120.150.200.220.24980②0.120.140.180.230.260.2812000.140.170.220.270.300.331460②0.160.190.250.310.360.3716000.170.200.270.330.390.4020000.200.250.320.390.440.4824000.220.300.370.460.500.542800②0.260.330.410.500.560.6032000.280.350.450.540.610.6436000.300.370.470.580.640.6840000.320.390.490.610.670.7245000.330.400.500.620.670.7350000.340.410.500.620.660.7355000.330.410.490.610.640.6560000.310.400.480.560.610.56①為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。②為常用轉(zhuǎn)速。表8.9A型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s758090①100①112①125①1401602000.160.180.220.260.310.370.430.51510152025304000.270.310.390.470.560.670.780.94730②0.420.490.630.770.931.111.311.568000.450.520.680.831.001.191.411.69980②0.520.610.790.971.181.401.662.0012000.600.710.931.141.391.661.962.361460②0.680.811.071.321.621.932.292.7416000.730.871.151.421.742.072.452.9420000.841.011.341.662.042.442.873.4224000.921.121.501.872.302.743.223.802800②1.001.221.642.052.512.983.484.0632001.041.291.752.192.683.163.654.1936001.081.341.832.282.783.263.72—40001.091.371.872.342.833.283.67—45001.071.361.882.332.793.17——50001.021.311.822.252.64———55000.961.211.702.07————60000.801.061.501.80————①為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。②為常用轉(zhuǎn)速。

表8.10B型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s125140①160①180①2002242502802000.480.590.740.881.021.191.371.58510152025304000.841.051.321.591.852.172.502.89730②1.341.692.162.613.063.594.144.778001.441.822.322.813.303.864.465.13980②1.672.132.723.303.864.505.225.9312001.932.473.173.854.505.266.046.901460②2.202.833.644.415.155.996.857.7816002.333.003.864.685.466.337.208.1318002.503.234.155.025.836.737.638.4620002.643.424.405.306.137.027.878.6022002.763.584.605.526.357.197.97—24002.853.704.755.676.477.25——2800②2.963.854.805.766.43———32002.943.834.80—————36002.803.63——————40002.513.24——————45001.93———————①為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。②為常用轉(zhuǎn)速。

表8.11C型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s200①224①250①280①315①355400①4502001.391.702.032.422.863.363.914.51510152025303001.922.372.853.404.044.755.546.404002.412.993.624.325.146.057.068.205002.873.584.335.196.177.278.529.816003.304.125.006.007.148.459.8211.29730②3.804.785.826.998.349.7911.5212.988004.075.126.237.528.9210.4612.1013.80980②4.665.897.188.6510.2311.9213.6715.3912005.296.718.219.8111.5313.3115.0416.591460②5.867.479.0610.7412.4814.12——16006.077.759.3811.0612.7214.19——18006.288.009.6311.2212.67———20006.348.069.6211.04————22006.267.929.34—————24006.027.57——————26005.61———————2800②5.01———————①為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。②為常用轉(zhuǎn)速。表8.12D型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s355①400①450①500①560①6307108001003.013.664.375.085.916.888.019.22510152025301504.205.146.177.188.439.8211.3813.112005.316.527.909.2110.7612.5414.5516.762506.367.889.5011.0912.9715.1317.5420.183007.359.1311.0212.8815.0717.5720.3523.394009.2411.4513.8516.2018.9522.0525.4529.0850010.9013.5516.4019.1722.3825.9429.7633.7260012.3915.4218.6721.7825.3229.1833.1837.13730②14.0417.5821.1224.5228.2832.1935.9739.2680014.8318.4622.2525.7629.5533.3836.87—980②16.3020.2524.1627.6031.00———110016.9820.9924.8428.02————120017.2521.2024.84—————130017.2621.06——————1460②16.70———————160015.63———————①為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。②為常用轉(zhuǎn)速。表8.13E型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s500①560①630①710①800900100011201006.217.328.7510.3112.0513.9615.8418.0710152025301508.6010.3312.3214.5617.0519.7622.4425.5820010.8613.0915.6518.5221.0725.1528.5232.4725012.9715.6718.7722.2326.0330.1434.1138.7130014.9618.1021.6925.6930.0534.7139.1744.2635016.8120.3824.4228.8933.7338.8443.6649.0440018.5522.4926.9531.8337.0542.4947.5252.9850021.6526.2531.3636.8542.5348.2053.1257.9460024.2129.3034.8340.5846.2651.48——730②26.6232.0237.6443.0747.79———80027.5733.0338.5243.52————980②28.5233.00——————110027.30———————為優(yōu)先采用的基準(zhǔn)直徑。為常用轉(zhuǎn)速。表8.14SPZ型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s63717580901001122000.200.250.280.310.370.430.51510154000.350.440.490.550.670.790.93730①0.560.720.790.881.121.331.578000.600.780.870.991.211.441.70980①0.700.921.021.151.441.702.0212000.811.081.211.381.702.022.401460①0.931.251.411.601.982.362.8016001.001.351.521.732.142.553.0420001.171.591.792.052.553.053.6224001.321.812.042.342.933.494.162800①1.452.002.272.613.263.904.6432001.562.182.482.853.574.265.06為常用轉(zhuǎn)速。表8.15SPA型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s901001121251401601802000.430.530.640.770.921.111.30510152025304000.750.941.161.401.682.042.39730①1.211.541.912.332.813.424.038001.301.652.072.523.033.704.36980①1.521.932.442.983.584.385.1712001.762.272.863.504.235.176.101460①2.022.613.314.064.916.017.0716002.162.803.574.385.296.477.6220002.493.274.185.156.227.608.9024002.773.674.715.807.018.539.932800①3.003.995.156.347.649.2410.6732003.164.255.496.768.119.7211.09①為常用轉(zhuǎn)速。表8.16SPB型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s1401601802002242502802001.081.371.651.942.282.643.055101520253035404001.922.473.013.544.184.865.63730①3.134.064.995.886.978.119.418003.354.375.376.357.528.7510.14980①3.925.136.317.478.8310.2711.8912004.555.987.388.7410.3311.9913.821460①5.216.898.5010.0711.8613.7215.7116005.547.339.0510.7012.5914.5116.5618005.957.899.7411.5013.4915.4717.5220006.318.3810.3412.1814.2116.1918.1722006.628.8010.8312.7214.7616.6818.4824006.869.1311.2113.1115.1016.8918.432800①7.159.5211.6213.4115.1416.4417.1332007.179.5311.4313.0114.2236006.899.1010.7711.83①為常用轉(zhuǎn)速。表8.17SPC型單根V帶的基本額定功率P0kW小帶輪轉(zhuǎn)速n1r/min小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1/mm帶速υm/s2242252803153554004502002.903.504.184.975.896.867.9651015202535404005.196.317.599.0710.7212.5614.566007.218.8110.2612.7015.0217.5620.29730①8.8210.2712.4014.8217.5020.4123.4980010.4311.0213.3115.9018.7621.8425.07980①10.3912.7615.4018.3721.5525.1528.83120011.8914.6117.6020.8824.3427.3331.151460①13.2616.2619.4922.9226.3229.4032.01160013.8116.9220.2023.5826.8029.5331.33180014.3517.5220.7023.9126.6228.4228.69200014.5817.7020.7523.4725.3725.8123.95220014.4717.4420.1322.1822.94240014.0116.6918.8619.9819.22260012.9515.1416.4916.26①為常用轉(zhuǎn)速。當(dāng)實(shí)際工作條件與確定P0值的特定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)查得的單根V帶的基本額定功率P0值加以修正。修正后即得實(shí)際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率[P0]，[P0]的計(jì)算公式為[P0]=(P0+ΔP0)KαKL(8.10)(8.11)式中△P0為功率增量，考慮傳動(dòng)比i≠1時(shí)，帶在大輪上的彎曲應(yīng)力較小，故在壽命相同的條件下，可傳遞的功率應(yīng)比基本額定功率P0大；Kα為包角系數(shù)，考慮α≠180°時(shí)，α對(duì)傳遞功率的影響，查圖8.11；KL為帶長(zhǎng)修正系數(shù)，考慮帶為非特定長(zhǎng)度時(shí)帶長(zhǎng)對(duì)傳遞功率的影響，查表8.4；Kb為圖8.11小帶輪包角系數(shù)彎曲影響系數(shù)，考慮i≠1時(shí)不同帶型彎曲應(yīng)力1—V帶傳動(dòng)；2—V-平帶傳動(dòng)差異的影響，查表8.18；n1為小帶輪轉(zhuǎn)速，單位為r/min；Ki為傳動(dòng)比系數(shù)，考慮i≠1時(shí)帶繞經(jīng)兩輪的彎曲應(yīng)力差異對(duì)△P0的影響，查表8.19和表8.20表8.18彎曲影響系數(shù)Kb表8.19普通V帶傳動(dòng)比系數(shù)Ki帶型KbiKi普通V帶Y0.0204×10-31.00~1.011.0000Z0.1734×10-31.02~1.041.0136A1.0275×10-31.05~1.081.0276B2.6494×10-31.09~1.121.0419C7.5019×10-31.13~1.181.0567D2.6572×10-31.19~1.241.0719E4.9833×10-31.25~1.341.08751.35~1.511.1036窄V帶(基準(zhǔn)寬度制)SPZSPASPBSPC1.2834×10-32.7862×10-35.7266×10-31.3887×10-31.52~1.991.1202≥2.001.1373表8.20窄V帶傳動(dòng)比系數(shù)KiiKiiKi1.00~1.011.02~1.051.06~1.111.12~1.181.00001.00961.02661.04731.19~1.261.27~1.381.39~1.571.58~1.941.06541.08041.09591.10938.4.3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，一般已知條件是：傳動(dòng)的工作情況，傳遞的功率P，兩輪轉(zhuǎn)速n1、n2（或傳動(dòng)比i）以及空間尺寸要求等。具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：確定V帶的型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)，傳動(dòng)中心距及帶輪直徑，畫出帶輪零件圖等。⒈確定計(jì)算功率計(jì)算功率PC是根據(jù)傳遞的額定功率（如電動(dòng)機(jī)的額定功率）P，并考慮載荷性質(zhì)以及每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短等因素的影響而確定的，即PC=KAP(8.12)式中KA為工作情況系數(shù)，查表8.21可得。表8.21工作情況系數(shù)KA工況KA空、輕載起動(dòng)重載起動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)＜1010~16＞16＜1010~16＞16載荷變動(dòng)微小液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5Kw）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3續(xù)表工況KA空、輕載起動(dòng)重載起動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)＜1010~16＞16＜1010~16＞16載荷變動(dòng)小帶式輸送機(jī)（不均勻載荷）、通風(fēng)機(jī)（＞7.5kW）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式）、發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī)、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機(jī)和木工機(jī)械1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)床、橡膠機(jī)械、振動(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載輸送機(jī)1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8注：1.空、輕載起動(dòng)：電動(dòng)機(jī)（交流起動(dòng)、△起動(dòng)、直流并勵(lì)），4缸以上的內(nèi)燃機(jī)，裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī)。重載啟動(dòng)：電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流啟動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)），4缸以下的內(nèi)燃機(jī)；2.反復(fù)啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)頻繁、工作條件惡劣等場(chǎng)合，KA應(yīng)乘1.2；3.增速傳動(dòng)時(shí)KA應(yīng)乘下列系數(shù)：增速比1.25~1.741.75~2.492.5~3.49≥3.5系數(shù)1.051.111.181.28⒉選擇V帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率PC和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1,由圖8.12和圖8.13選擇V帶型號(hào)。當(dāng)所選的坐標(biāo)點(diǎn)圖8.12普通V帶選型圖圖8.13窄V帶（基準(zhǔn)寬度制）選型圖在圖中兩種型號(hào)分界線附近時(shí)，可先選擇兩種型號(hào)分別進(jìn)行計(jì)算，然后擇優(yōu)選用。⒊確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2帶輪直徑小可使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，但另一方面彎曲應(yīng)力大，使帶的壽命降低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1≥ddmin，ddmin的值查表8.6。忽略彈性滑動(dòng)的影響，dd2=dd1·n1/n2，dd1、dd2應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值（查表8.3）⒋驗(yàn)算帶速υ(8.13)帶速太高會(huì)使離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，傳動(dòng)中容易打滑。另外單位時(shí)間內(nèi)帶繞過(guò)帶輪的次數(shù)也增多，降低傳動(dòng)帶的工作壽命。若帶速太低，則當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，使傳遞的圓周力增大，帶的根數(shù)增多。一般應(yīng)使υ＞5m/s，對(duì)于普通V帶應(yīng)使υmax=25~30m/s，對(duì)于窄V帶應(yīng)使υmax=35~40m/s。如帶速超過(guò)上述范圍，應(yīng)重選小帶輪直徑。⒌初定中心距和基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld傳動(dòng)中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)帶較短，包角減小，且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低了帶的壽命，致使傳動(dòng)能力降低。如果中心距過(guò)大則結(jié)構(gòu)尺寸增大，當(dāng)帶速較高時(shí)帶會(huì)產(chǎn)生顫動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)要求或按下式初步確定中心距0.7（+）≤≤2（+）(8.14)由帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系可得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算公式(8.15)L0為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算值，查表8.4即可選定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，而實(shí)際中心距可由下式近似確定≈+(8.16)考慮到安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，應(yīng)將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)式，有一定的調(diào)整范圍，一般取min=-0.015Ldmax=+0.03Ld⒍校驗(yàn)小帶輪包角(8.17)一般應(yīng)使≥120°（特殊情況下允許≥90°），若不滿足此條件，可適當(dāng)增大中心距或減小兩帶輪的直徑差，也可以在帶的外側(cè)加壓帶輪，但這樣做會(huì)降低帶的使用壽命。⒎確定V帶根數(shù)z(8.18)帶的根數(shù)應(yīng)取整數(shù)。為使各帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過(guò)多，一般應(yīng)滿足z＜10。如計(jì)算結(jié)果超出范圍，應(yīng)改選V帶型號(hào)或加大帶輪直徑后重新設(shè)計(jì)。⒏單根V帶的初拉力F0單根V帶所需的初拉力F0為(8.19)由于新帶易松弛，對(duì)不能調(diào)整中心距的普通V帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為計(jì)算值的1.5倍。⒐帶傳動(dòng)作用在帶輪軸上的壓力FQV帶的張緊對(duì)軸、軸承產(chǎn)生的壓力FQ會(huì)影響軸、軸承的強(qiáng)度和壽命。為簡(jiǎn)化其運(yùn)算,一般按靜止?fàn)顟B(tài)下帶輪兩邊均作用初拉力F0進(jìn)行計(jì)算（圖8.14）,得(8.20)⒑帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖8.14帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力參見(jiàn)本章第8.2.2節(jié)。設(shè)計(jì)出帶輪結(jié)構(gòu)后還要繪制帶輪零件圖。⒒設(shè)計(jì)結(jié)果列出帶型號(hào)、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld、帶的根數(shù)z、帶輪直徑dd1、dd2、中心距a，軸上壓力FQ等。思考題8.5試分析參數(shù)、、υ、i、對(duì)V帶傳動(dòng)有何影響？如何選?。克伎碱}8.6若普通V帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸（）、型號(hào)及帶根數(shù)z一定時(shí)，其所能傳遞的功率是否完全確定，為什么？思考題8.7技術(shù)革新中采用一現(xiàn)有V帶傳動(dòng)，在試運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)從動(dòng)輪丟轉(zhuǎn)太多，有時(shí)甚至處于時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的不穩(wěn)定狀態(tài)，試分析其原因，提出解決辦法。例8.1設(shè)計(jì)某鼓風(fēng)機(jī)用普通V帶傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率P=10kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2=400r/min，中心距約為1500mm，每天工作24h。解(1)確定計(jì)算功率PC由表8.21查得KA=1.3，由式（8.12）得PC=KAP=1.3×10=13kW取普通V帶型號(hào)根據(jù)PC=13kW、n1=1450r/min，由圖8.12選用B型普通V帶。確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2根據(jù)表8.6和圖8.12選取dd1=140mm,且dd1=140mm>ddmin=125mm。大帶輪基準(zhǔn)直徑為dd2=mm按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=500mm，則實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為n2=n1/i=1450/3.57r/min=406r/min從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為在±5%以內(nèi)為允許值。驗(yàn)算帶速υm/s帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距=1500mm。由式（8.15）得由表8.4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=4000mm由式（8.16）得實(shí)際中心距為中心距的變化范圍為min=α-0.015Ld=(1487-0.015×4000)=1427mmmax=α+0.03Ld=(1487+0.03×4000)=1607mm校驗(yàn)小帶輪包角由式（8.17）得確定V帶根數(shù)z由式（8.18）得根據(jù)dd1=140mm、n1=1450r/min,查表8.10，根據(jù)內(nèi)插法可得取P0=2.82KW。由式（8.11）得功率增量ΔP0為由表8.18查得Kb=2.6494×10-3根據(jù)傳動(dòng)比i=3.57，查表8.19得Ki=1.1373，則kW由表8.4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)KL=1.13，由圖8.11查得包角系數(shù)Kα=0.97，得普通V帶根數(shù)根圓整得z=4根。求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ由表8.6查得B型普通V帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力為N由式（8.20）可得作用在軸上的壓力FQ為N帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按本章8.2.2進(jìn)行設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)過(guò)程及帶輪零件圖略）。(10)設(shè)計(jì)結(jié)果選用4根B–4000GB11544—89的V帶，中心距=1487mm，帶輪直徑dd1=140mm，dd2=500mm，軸上壓力FQ=2067.4N。8.5帶傳動(dòng)的張緊、安裝和維護(hù)8.5.1帶傳動(dòng)的張緊帶傳動(dòng)工作一段時(shí)間后就會(huì)由于塑性變形而松弛，使初拉力減小，傳動(dòng)能力下降，這時(shí)必須重新張緊。常用的張緊方式可分為調(diào)整中心距方式與張緊輪方式兩類。⒈調(diào)整中心距方式a)滑道式b)擺架式1-機(jī)架；2-螺母；3-調(diào)整螺釘1-調(diào)整螺母圖8.15帶的自動(dòng)張緊裝置⑴定期張緊定期調(diào)整中心距以恢復(fù)張緊力。常見(jiàn)的有滑道式（圖8.15a）和擺架式(圖8.15b)兩種，一般通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘來(lái)調(diào)節(jié)中心距。滑道式適用于水平傳動(dòng)或傾斜不大的傳動(dòng)場(chǎng)合。⑵自動(dòng)張緊自動(dòng)張緊將裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)裝在浮動(dòng)的擺架上，利用電動(dòng)機(jī)的自重張緊傳動(dòng)帶，通過(guò)載荷的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)張緊力，如圖8.16所示。⒉張緊輪方式若帶傳動(dòng)的軸間距不可調(diào)整時(shí)，可采用張緊輪裝置。⑴調(diào)位式內(nèi)張緊輪裝置（圖8.17a）。⑵擺錘式內(nèi)張緊輪裝置（圖8.17b）。a)b)圖8.16帶的自動(dòng)張緊裝置圖8.17張緊輪裝置張緊輪一般設(shè)置在松邊的內(nèi)側(cè)且靠近大輪處。若設(shè)置在外側(cè)時(shí)，則應(yīng)使其靠近小輪，這樣可以增加小帶輪的包角,提高帶的疲勞強(qiáng)度。8.5.2帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)⒈帶傳動(dòng)的安裝⑴帶輪的安裝平行軸傳動(dòng)時(shí)，必須使兩帶輪的軸線保持平行，否則帶側(cè)面磨損嚴(yán)重，一般其偏差角不得超過(guò)±20′，如圖8.18所示。各輪寬的中心線、V帶輪和多楔帶輪的對(duì)應(yīng)輪槽中心線及平帶輪面凸弧的中心線均應(yīng)共面且與軸線垂直，否則會(huì)加速帶的磨損，降低帶的壽命，如圖8.19所示。正確錯(cuò)誤圖8.18帶輪的安裝要求圖8.19兩帶輪的相對(duì)位置⑵傳動(dòng)帶的安裝1）通常應(yīng)通過(guò)調(diào)整各輪中心距的方法來(lái)安裝帶和張緊。切忌硬將傳動(dòng)帶從帶輪上拔下或扳上，嚴(yán)禁用撬棍等工具將帶強(qiáng)行撬入或撬出帶輪。2）在帶輪軸間距不可調(diào)而又無(wú)張緊的場(chǎng)合下，安裝聚酰胺片基平帶時(shí)，應(yīng)在帶輪邊緣墊布以防刮破傳動(dòng)帶，并應(yīng)邊轉(zhuǎn)動(dòng)帶輪邊套帶。安裝同步帶時(shí)，要在多處同時(shí)緩慢地將帶移動(dòng)，以保持帶能平齊移動(dòng)。3）同組使用的V帶應(yīng)型號(hào)相同、長(zhǎng)度相等，不同廠家生產(chǎn)的V帶、新與舊V帶不能同組使用。4）安裝V帶時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的初拉力張緊。對(duì)于中等中心距的帶傳動(dòng)，也可憑經(jīng)驗(yàn)張緊，帶的張緊程度以大拇指能將帶按下15mm為宜，如圖8.20所示。新帶使用前，最好預(yù)先拉緊一段時(shí)間后再使用。⒉帶傳動(dòng)的維護(hù)⑴帶傳動(dòng)裝置外面應(yīng)加防護(hù)罩，以保證安全，防止帶與酸、堿或油接觸而腐蝕傳動(dòng)帶。⑵帶傳動(dòng)不需潤(rùn)滑，禁止往帶上加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，應(yīng)及時(shí)清理帶輪槽內(nèi)及傳動(dòng)帶上的油污。⑶應(yīng)定期檢查膠帶，如有一根松弛或損壞則應(yīng)全部更換新帶。⑷帶傳動(dòng)的工作溫度不應(yīng)超過(guò)60℃。⑸如果帶傳動(dòng)裝置需閑置一段時(shí)間后再用，應(yīng)將傳動(dòng)帶圖8.20V帶的張緊程度放松。8.6同步帶傳動(dòng)8.6.1同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用同步帶傳動(dòng)綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的特點(diǎn).同步帶的強(qiáng)力層為多股繞制的鋼絲繩或玻璃纖維繩,基體為氯丁橡膠或聚氨酯橡膠,帶內(nèi)環(huán)表面成齒形,如圖8.21所示。工作時(shí),帶內(nèi)環(huán)表面上的凸齒與帶輪外緣上的齒槽相嚙合而進(jìn)行傳動(dòng)。帶的強(qiáng)力層承載后變形小,其周節(jié)保持不變,故帶與帶輪間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),保證了同步傳動(dòng)。圖8.21同步齒形帶的結(jié)構(gòu)圖8.22同步齒形帶傳動(dòng)1-強(qiáng)力層;2-帶齒;3-帶背同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是;(1)無(wú)相對(duì)滑動(dòng),帶長(zhǎng)不變,傳動(dòng)比穩(wěn)定;(2)帶薄而輕,強(qiáng)力層強(qiáng)度高,適用于高速傳動(dòng),速度可達(dá)40m/s;(3)帶的柔性好,可用直徑較小的帶輪,傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊,能獲得較大的傳動(dòng)比;(4)傳動(dòng)效率高,可達(dá)0.98～0.99,因而應(yīng)用日益廣泛;(5)初拉力較小,故軸和軸承上所受的載荷小。主要缺點(diǎn)是制造、安裝精度要求高、成本高。同步帶主要用有于要求傳動(dòng)比準(zhǔn)確的中、小功率傳動(dòng)中,如計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)、磨床和紡織機(jī)械等。8.6.2同步帶的參數(shù)、型式、尺寸和標(biāo)記同步帶的參數(shù)節(jié)距Pb同步帶工作時(shí)保持原長(zhǎng)度不變的周線稱為節(jié)線,節(jié)線長(zhǎng)Lp為公稱長(zhǎng)度。在規(guī)定的張緊力下,同步帶縱截面上相臨兩齒對(duì)稱中心線間沿節(jié)線測(cè)量的距離稱為同步帶的節(jié)距(如圖8.22所示),它是同步帶的最基本參數(shù)。模數(shù)m同步帶的型式、尺寸和標(biāo)記同步帶的工作齒面分為梯形齒和弧齒兩大類。從結(jié)構(gòu)上劃分，同步帶又有單面齒和雙面齒兩種，分別稱為單面帶和雙面帶。雙面帶的帶齒排列分為DA型和DB型兩種型式，DA型雙面同步帶兩面的齒呈對(duì)稱排列，DB型雙面同步帶兩面的齒呈交錯(cuò)排列，如圖8.23所示。此外還有用于特殊用途結(jié)構(gòu)同步帶，如圖8.24所示。本節(jié)僅討論單面、梯形齒同步帶。DA型DB型圖8.23雙面同步帶圖8.24特殊結(jié)構(gòu)同步帶梯形齒同步帶有周節(jié)制和模數(shù)制兩種，周節(jié)制梯形齒同步帶已標(biāo)準(zhǔn)化，因此稱其為標(biāo)準(zhǔn)同步帶。標(biāo)準(zhǔn)同步帶有7種型號(hào)，其齒形尺寸見(jiàn)表8.22，節(jié)線長(zhǎng)度系列見(jiàn)表8.23，帶寬系列見(jiàn)表8.24。周節(jié)制梯形齒同步帶的標(biāo)記由長(zhǎng)度代號(hào)、型號(hào)、帶寬代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)組成。對(duì)XXL型同步帶，帶寬代號(hào)用帶寬尺寸表示，對(duì)雙面同步帶還要在前面注出型式代號(hào)。表8.22周節(jié)制梯形齒同步帶的齒形尺寸（GB11616—89）mm帶型（節(jié)距代號(hào)）節(jié)距pb齒形角2β/（°）齒根厚s齒高h(yuǎn)1帶高h(yuǎn)齒根圓角半徑rr齒頂圓角半徑raMXL（最輕型）2.032401.140.511.140.130.13XXL（超輕型）3.175501.730.761.520.200.30XL（特輕型）5.080502.571.272.30.380.38L（輕型）9.525404.651.913.60.510.51H（重型）12.700406.122.294.31.021.02XH（特重型）22.2254012.576.3511.21.571.19XXH（超重型）31.7504019.059.5315.72.291.52表8.23周節(jié)制梯形齒同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度、齒數(shù)（GB11616—89）長(zhǎng)度代號(hào)節(jié)線長(zhǎng)度Lp/mm齒數(shù)z長(zhǎng)度代號(hào)節(jié)線長(zhǎng)度Lp/mm齒數(shù)z長(zhǎng)度代號(hào)節(jié)線長(zhǎng)度Lp/mm齒數(shù)zMXLXXLXLLXLLHXHHXHXXH3691.4445210533.40105566301600.201267240101.0050220558.801106601676.4013244111.7655225571.50607001788.00140805648121.9260230584.201157501905.0015050127.0040240609.6012064487701955.808856142.2470250635.001258002032.001606460152.40754830255647.70688402133.609664162.5680260660.401308502159.6017070177.805635270685.8072549002286.001807272182.8890285723.90769802489.2011280203.201006440300762.00806010002540.002008088223.52110322819.158690228.60724511002794.00220100254.001258050330838.206611202844.80128110279.408855345876.309212003048.0096112234.48140360914.407212503175.00250120304.809660367933.459812603200.40144124314.9615533390990.501047814003556.00280160112130330.20104654201066.801128415403911.60176140355.60175112704501143.001209016004064.00128150381.0012075404801219.201289617004318.00340160406.40200128805071289.055817504445.00200170431.80855101295.4013610218004572.00144180457.20225144905401371.60144108187476.25505601422.4064190482.60955701447.80114200508.002501601006001524.00160120表8.24周節(jié)制梯形齒同步帶的帶寬系列（GB11616—89）帶寬代號(hào)帶寬bsmm寬度系列MXLXXLXLLHXHXXH0123.0√√0194.8√√0256.4√√√0307.9√0379.5√05012.7√07519.1√√10025.4√√15038.1√20050.8√√√30076.2√√√400101.6√√500127.0√標(biāo)記示例：橡膠同步帶420L050GB11616—89帶寬代號(hào)，帶寬12.7mm型號(hào)L，節(jié)距9.525mm長(zhǎng)度代號(hào)，420，節(jié)線長(zhǎng)1066.8mm表示節(jié)線長(zhǎng)1066.8mm、節(jié)距9.525mm、帶寬12.7mm的橡膠同步帶。聚氨酯同步帶DB240H100