机械设计之皮带轮设计

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1、机械设计机械设计MachineDesignMachineDesignPARTⅡDesignofMechanismsandDrivesinCommonUseChapter11DesignofBeltDrives主讲教师主讲教师————钱瑞明SEU-QRM111.1Introduction概述TheCompositionofBeltDrives——带传动(beltdrives)通常由主动带轮(drivingpulleyorsheave)1、从动带轮(drivenpulley)2和张紧在两轮上的环形带(belt)3所组成。n22n113SEU-QR

2、M2TheTypesofBeltDrives——根据传动原理不同，带传动可分为摩擦传动型和啮合传动型两大类。1.BeltDrivesbasedonFriction(摩擦传动型)工作原理——利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力类型——按带截面形状的不同，可分为：普通平带(flatbelt)传动、V带(V-belt)传动、多楔带(poly-ribbelt)传动、圆带(circlebelt)传动、高速带(high-speedbelt)传动普通平带传动V带传动多楔带传动圆带传动SEU-QRM3普通平带传动——带的截面形状为矩形。有胶帆布平带(应

3、用最多)、编织带及强力锦纶带等类型。平带的规格已经标准化，通常整卷出售，使用时根据所需长度截取，并将其端部联接起来（硫化接头或机械接头）。带的挠性较好，带轮制造方便，工作时带的内面是工作面，与圆柱形带轮工作面接触，属于平面摩擦传动。V带传动——带的截面形状为等腰梯形。带的厚度较大，挠性较差，带轮制造比较复杂。带的两侧面是工作面，与带轮的环槽侧面接触，属于楔面摩擦传动。在相同的带张紧程度下，V带传动的摩擦力要比平带传动约大70%，其承载能力因而比平带传动高。在一般的机械传动中，V带传动现已取代了平带传动而成为常用的带传动装置。SEU-QRM4多

4、平楔带传动——带的截面形状为多楔形，相当于平带与若干等距纵向排列V带的组合，工作面为侧面，具有平带的柔软、V带摩擦力大的特点，比V带传动平稳、外廓尺寸小，用于要求结构紧凑的传动，特别是要求V带根数多或轮轴垂直地面的传动。圆带传动——带的截面形状为圆形，有圆皮带、圆绳带、圆锦纶带等，其传动能力小，主要用于v<15m/s，i=1/2~3的小功率传动，如仪器和家用器械中。高速带传动——v>30m/s,n=10000~50000r/min1高速带常用重量轻、薄而均匀、挠曲性好的环形平带。带轮用钢或铝合金制造，各面均精加工，并进行动平衡。为防带从带轮上

5、滑落，大、小带轮轮缘制成鼓形面，在轮缘表面开环形槽，以防止在带与轮缘表面间形成空气层而降低摩擦系数，影响正常传动。SEU-QRM52.BeltDrivesbasedonTeethMeshing(啮合传动型)工作原理——同步带传动(timingorsynchronousbeltdrives)靠带上的齿与带轮上的齿槽的啮合作用来传递运动和动力特点——同步带传动工作时带与带轮之间不会产生相对滑动，能够获得准确的传动比，因此它兼有带传动和齿轮啮合传动的特性和优点。同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为承载层，氯丁橡胶或聚氨酯为基体。这种带薄而轻，可用于较高

6、速度。传动时的线速度可达50m/s，传动比可达10，效率可达98%。此外，由于不是靠摩擦力传递动力，带的预紧力可以很小，作用于带轮轴和其轴承上的力也很小。其主要缺点在于制造和安装精度要求较高，中心距要求较严格。SEU-QRM6带传动的类型按传动比分类——定传动比，有级变速，无级变速按两轴的位置和转向分类——SEU-QRM7CharacteristicsofBeltDrives——两类带传动都采用带作为中间挠性元件来传递运动和动力。优点——ò结构简单，传动平稳，缓冲吸振ò能实现较大距离两轴间的传动ò摩擦型带传动具有过载时将引起带在带轮上打滑，起

7、到防止其它零件损坏的作用（过载保护）缺点——ò带与轮面之间存在相对滑动，导致传动效率较低，传动比不准确，带的寿命较短SEU-QRM811.2AnalysisofWorkingConditionsofBeltDrives带传动工作情况分析11.2.1ForceAnalysisofBeltDrives带传动的受力分析1.TheEffectiveTensileForcesofBeltDrives(带传动的有效拉力)带呈环形，以一定的FF0α2张紧力(初拉力)F套在带轮α100上，使带和带轮相互压2紧。静止时，带两边的拉1力相等，均为F。0Thean

8、gleofcontactF(包角)——0F0当带轮(sheave)1直径小于带轮2直径时，α<α。12SEU-QRM9传动时，由于带与轮面FF22间摩擦力的作用，带