精密机械设计

精密机械设计 李月强 E-mail: larry1258@sina.com MSN:yqlee1258@hotmail.com QQ: 494618

第二章摩擦轮传动和带传动

本章内容： 摩擦轮传动的工作原理、特点、应用范围、材料摩擦轮传动中的滑动摩擦无级变速器简介带传动的工作原理、特点、应用范围带传动中的滑动带传动的类型和张紧装置 V带和带轮带传动的受力分析、应力分析普通V带传动设计计算同步带传动

八、带传动的受力分析、应力分析

1、带传动的受力分析 带传动在静止时的受力情况（F0为预张紧力）

带传动在传动时的受力情况 F1——紧边拉力 F2——松边拉力

有效拉力： 取主动轮一端的带为分离体在有效拉力不超过带传动所能传递的最大圆周力的情况下，此公式成立。

结论： 当传递的圆周力超过极限值时，带将在轮面上打滑。打滑会使带发热磨损，从而导致传动失效。设计带传动时应避免。

求带所能传递的最大有效圆周力： 假设：不考虑带上弯曲阻力和离心力，且带与轮开始滑动时的摩擦系数等于二者之间的静摩擦系数f。取微量长度的一段带，长度带两边受拉力：带轮对带的正压力：dFn 极限摩擦力：fdFn

式1 式2 式3 式4 经过计算：带传动避免打滑的条件： a）有足够大的摩擦系数f 。 b）增大包角。 c）增大预张紧力。

2、带传动的应力分析 带传动工作时，带中有三种应力： a)由紧边和松边拉力产生的拉应力 b)由离心力产生的拉应力 c)由带绕过带轮时产生的弯曲应力 1)由紧边和松边拉力产生的拉应力式中：A ——带的横截面面积(mm ) F1、F2 ——分别为紧边和松边的拉力(N) (Mpa) 2

2)由离心力产生的拉应力 单位长度的带的质量为q（kg/m）带速为 v (m/s) dl段的带产生的离心力为dFv 由于离心力dFv使dl段的带的两端受拉力Fc 经过计算：由离心力产生的拉应力：

结论： 为降低离心拉应力，设计高速带传动时，应采用薄而轻质的传动带；设计一般带传动时，带速也不宜过高。

3)由带绕过带轮时产生的弯曲应力 式中： E——带材料弹性模量 y——带的中性层到最外层的距离 ——中性层的曲率半径 ——带的厚度 D——带轮的直径带轮直径愈小，带愈厚，弯曲应力也愈大。如果两个带轮直径不同，则带在小带轮上的弯曲应力较大，故小带轮直径不宜太小。

结论： • 最大应力： • 弯曲应力对传动带的寿命影响最大，因此小带轮的直径不宜过小。 • 带的各截面均处于变应力状态下工作，带在工作一定时间之后会产生疲劳破坏。

九、普通V带传动设计计算

已知的数据和条件： • 传动的用途和工作情况 • 传递的功率 • 主、从动轮的转速或传动比 • 原动机类型 • 传动的空间尺寸限制 • 设计目标： • 带的型号 • 带轮的直径 • 带的长度 • 传动中心距 • 带的根数 • 作用在轴上的载荷 • 带轮的结构

十、同步带传动

同步带传动综合了带传动和齿轮传动的优点。 同步带以钢丝绳为强力层，带的工作面压制成齿形，与齿形带轮作啮合传动。由于钢丝绳在承受负荷后仍能保持同步带的节距不变，所以带与带轮之间无相对滑动，因此主动轮和从动轮能作同步传动。