带传动通过中间挠性件—带，传递运动和动力，其主要特点是适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它具有结构简单、价格低廉的优点。在工业中应用十分广泛的 V带传动，常用功率范围 50~100kW ，传动比≤ 8，传动效率 92%~97% 。

第 11章 带传动

基本要求

重点难点

主要内容

带传动的工作原理：由两个或多个带轮，带（中间拉曳件），借助零件间的摩擦（或啮合）来传递运动和动力。

11.1 概述

带传动的分类 ：

多楔带传动同步带传动带传动平带传动V 带传动的分类

常用的传动形式、应用范围见表 11.1 。

11.1.1 传动形式

两轴交错，不能逆转—半交叉传动两轴平行，转向相反—交叉传动两轴平行，转向相同—开口传动

11.1.2 优缺点 优缺点

11.1.3 应用范围

V=5~25m/s; P<500kw; P<700kw(V 带）

11.2.2 V 带和带轮

11.2 带和带轮11.2.1 平带和带轮

1 ． V 带

％。带等宽

带小约比普通带－高度相同时，宽度窄七种型号～、、带：普通

30

V

VV

EAZYV

V 带的构造： 见图 11.3

基准长度： －在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的带的周长。

V带的基准长度见图 11.4 。V带的截面尺寸和带轮的轮毂尺寸见表 11.4 图

节面－带中长度和宽度尺寸与自由状态相比保持不变的那个面。

－节面的宽度。节宽 bp

基准直径（带轮） D－ V带轮上，与所配用的 V带节面宽度相对应的带轮直径。——基准直径也称计算直径（ P180)

节面图

11.2.3 带轮轮辐计算

V 带的楔角为 400 ，带轮的楔角应＜ 400 。

11.3 带传动的几何计算带传动的主要几何参数 : α， L, D1 D2 ,a 等参数间的近似关系如下：

60180 121

a

DD （ 11.4）

a2

2cos2

22

)( 21212

aDaDDDD

L m

（ 11.2 ）

22 8)(4

1

4

m

m DLDL

a （ 11.3 ）

对于 V带传动，带长应为基准长度 Ld。

212 )2

(2

11cos,

2

DD

在上式中：

212 DD

Dm

2

12 DD

1 ．带传递的力

11.4 带传动的计算基础11.4.1 作用力分析

张紧力 F0

松边拉力 F2

紧边拉力 F1

有效拉力 F

v

PFFF

100021 (11.5)

联立式 11.5和 11.6，得到：

21 1

qve

FeF

2

2 1qv

e

FF

(11.6)eqvF

qvF

22

21

2 ．由离心力所产生的拉力

2qvFc

V<10m/s,Fc 可忽略 .

2sin2)(

2

d

FR

vRdq C

作用于整个带的周长上。

11.4.2 带的应力

1 ．紧边应力 σ 1 、松边应力 σ2 和张紧应力 σ0

A

F

A

F

A

F 00

22

11 ,,

紧边和松边的应力差用表示

A

F 21

2 ．离心应力 c

22

vA

qv

A

Fcc

3 ．弯曲应力 b

r

yEb

图中小带轮为主动轮，最大应力发生在紧边进入小小带轮处。

带的应力分布情况 见图 11.11 。

1 ．带的弹性滑动和打滑11.4.3 弹性滑动、打滑和滑动率

弹性滑动：

— 带为弹性体，由于摩擦力使带的两边拉力不等，发生不同程度的拉伸变形，使带和带轮间产生相对滑动。

— 由于过载引起的带在带轮上的全面滑动。

后果：

1) v2<v1; 2) 效率降低； 3）引起带的磨损等。

打滑

思考题：带的弹性滑动和打滑有何区别？

2 滑动率 ε

—从动轮的圆周速度相对于主动轮 的降低率。

一般 ε=1~2 ％

2

112 )1(

n

nDD

2

112 )1(

D

nDn

iD

D

nD

nD

nD

nDnD

v

vv 111

1

2

11

22

11

2211

1

21

设计依据：在不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。

11.4.4 带传动的疲劳强度

主要失效形式：打滑和疲劳破坏

][11max b

m

dhp

m

L

vtz

C

N

C

3600][

KWveA

veqvAveqvFFvP

ucb

uu

1000

)1()]([

1000

)1)((

1000

)1)((

1000

1

21

21

(11.16)

11.4.5 V 带传动与平带传动比较

平带： QFF

V 带： )2

cos2

sin(2FF NQ

QvQ

N F

2cos

2sin

FF2F

与平带传动相比 V带的优点：（ 1）在同样的张力下产生较大的摩擦力 (楔形增压原理 )；（ 2） V带传动适用于短中心距和传动比较大的情况；（ 3）可用于垂直或倾斜传动中；（ 4） V带无接头，运转平稳；（ 5）数根带同时使用，即使损坏一根不至于立即停机。

缺点：使用寿命短，带轮价格高，效率低。

11.4.6 提高带传动工作能力的措施

3 . 适当增大张紧力

1．增大 μ

2 . 增大包角 α

带传动的张紧装置见 P198 表 11.15

0dv

dPlim

1 58.03

vq

Fvopt

最佳转速：

5. 采用新型带传动

6. 采用高强度带材料

4. 使带在靠近最佳速度下工作

q

A

q

Fv b )]([ 11

lim

021 qvF由 (11.16)

极限转速：

11.5.2 V 带传动设计及参数的选择

设计 V带传动带：型号、根数， Ld; 带轮：直径，工作图；验算：包角，带速 ;计算 : a, F0,Q

原始数据：P, n1, i , 动力机，工作机的工况，传动外廓尺寸要求等。

11.5 V 带传动设计

1. 定带的型号

PKP Ac 计算功率

弯曲应力是引起带疲劳损坏的重要原因。D1 不可太小，表 11－ 6给出了 Dmin.D1 的选取，参考图 11.15 和表 11 － 8取 .

2. 带轮直径 D1 、 D2

D1越小， 1b 越大

设计步骤：

（ 1）型号：由 Pc和 n1 选取。 图 11.15

2

112 )1(

n

nDD

D2 定后，验算 n2 相对误差是否 5℅以内。

计算后，取推荐的标准值（ P180 ）

3. 验算带速

10006011

dnv

（ m/s ） 5m/s ～ 25m/s 。

4. 确定带长 Ld

（ 1）初取中心距 a0

)(2)(55.0 2121 DDahDD

初步计算带长 L0

(2)确定带长 Ld

aL

4

)D(D

2

DD(2a

212)21

00

参考 L0选基准长度 Ld( 见图 11.4) 。

5. 求中心距 a和验算包角α1

22 8)(4

1)(

4

1 mm DLDLa

安装、调整及补偿 F0 的需要： (a-0.015Ld~a+0.03Ld)

小带轮包角：

12060180 121

a

DD

L

c

kkPP

Pz

)( 00

6. 求带根数 z

7. 求轴上载荷 FQ

（ 1 ）合适的 F02

0

)5.2(500 qv

k

k

vz

PF c

Z 应取整数， z<8

8 . 带轮结构

（ 2）轴上载荷 FQ

2sin2 1

0

zFFQ

带截面尺寸

缺点： 1)有弹性滑动和打滑，效率低，不能保持准确的传动比； 2)传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴

上压力比啮合传动大； 3)带的寿命较短。

优点： 1)缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声；2)过载打滑，可起保护作用； 3)制造、安装精度不象

啮合传动那么严格； 4)可增加带长以适应中心距大的工作条件。

2.按带的截面分

平带传动－底面是工作面，可实现多种形式 的传动

Ｖ带传动－带两侧面是工作面，当量摩擦 系数大，承载力大，只用于开口传动 多楔带传动－具平、Ｖ带的优点同步带传动－具带与链传动的特点

平带 Flat Belts 普通 V 带 Conventional

多楔带 Ribbed Belts 同步带 (RUBBER) Round Tooth(STPD)

圆形Round

普通 V 带Conventional

窄 V 带Narrow

双面齿同步带 (RUBBER) Double sided

同步带 (RUBBER) Round Tooth(STPD)

圆弧齿同步带 (RUBBER) Round Tooth (HTD)

包布 V 带 Wrapped V-belts

同步带 Synchronous Belts

变速 V 带Variable Speed

六角带 Hexagonal

异型带 Rugged

基本要求

1.熟悉带传动的工作原理、传动特点2.熟悉带传动受力分析、弹性滑动与打滑现象和带传动的失效形式

3.掌握 v 带传动的设计方法4.掌握提高带传动承载能力的措施5.了解各种类型带传动的结构形式、特点和应用，并加以比较。着重了解平带传动与 v带传动的特点

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重点、难点

重点：带传动的工作原理； V带传动的特点、标准；弹性滑动和打滑理论；受力分析、应力分析；带传动的失效形式和计算准则；普通 V 带传动的设计计算。

难点：带传动的受力分析；弹性滑动与打滑；普通 V 带传动的设计准则和设计方法。

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11.2 带和带轮11.1 概述

11.3 带的几何计算

11.4 带传动的计算基础

11.5 V 带传动设计