带传动

这是一篇关于带传动的思维导图，主要内容有概述、失效形式及设计准则、普通v带传动设计、v带传动的张紧。

带传动

• 概述
  • 优点
    • 具有弹性，能缓冲、吸振，传动平稳，噪声小
    • 过载时，带在带轮上打滑，防止其他零部件损坏，起安全保护作用
      • 防止卡住
    • 适用于中心距较大的场合，且安装精度不高
    • 结构简单，成本较低，装拆方便
  • 缺点
    • 带在带轮上有相对滑动，传动比不恒定
    • 传动效率低，带的寿命较短
    • 传动的外廓尺寸大
    • 需要张紧，支承带轮的轴及轴承受力较大
    • 不适于高温、易燃场所
  • 因此带轮适用于
    • 大中心距、中小功率、带速v＝5-25m/s、传动比i≤7的情况
    • 一般把带传动装置放在多级传动的高速级
  • 工作原理
    • 摩擦
      • 摩擦不可靠
        • 传动比不恒定
        • 打滑
  • 带传动那类型
    • 按工作原理分
      • 摩擦性传动
      • 啮合性传动（同步带传动）
        • 没有相对滑动，能保证严格传动比
        • 效率高达98%
        • 传动比、传动速度、传动功率都比v带大
        • 但其对中心距和尺寸稳定性要求高
          • 要防止干涉、跳齿、爬齿
    • 按结构分
      • 平带传动
        • 结构简单、传动效率高、带轮容易制造，多在传动中心距较大的情况下应用
      • 圆带传动
        • 结构简单，多用于小功率传动
      • v带传动
        • 横截面呈等腰梯形，v带的两个侧面与轮槽接触
        • 槽面当量摩擦系数＞同条件下的平面
        • v带允许传动比大，结构紧凑，大多v带已标准化
          • v带是标准件
      • 多楔带传动
        • 兼有平带柔性好和v带摩擦力大的优点，并解决了多根v带长短不一而使各带受力不均的问题
        • 主要用于传递功率较大且结构紧凑的场合
• 失效形式及设计准则
  • 受力分析
    • 分析过程
    • 小带轮包角的影响因素
      • 中心距越大，包角越大
      • 带轮直径之差越小，包角越大（两带轮直径等时包角180°）
    • 最大有效拉力Fflim的影响因素
      • 初拉力F0
        • 越大 越大
          • 带与带轮之间正压力越大，传动时的摩擦力就越大，最大有效拉力就越大
          • F0过大，将使带磨损加剧，加快松弛，缩短寿命
          • F0过小，带的工作能力得不到充分发挥，运转时易跳动、打滑
      • 包角α
        • 越大 越大
          • 包角α越大，带和带轮接触面积越大，所产生的总摩擦力就越大，传动能力越高
      • 摩擦系数f
        • 越大 越大
      • 带速v
        • 越大 越小
          • 速度越大，带的离心力qv^2越大，带与带轮间的正压力就会减小，从而摩擦力会减小。 ps：离心力很小，只占带总应力的1%
      • 带型号
      • 带材质与结构
      • 带根数
  • 滑动弧与滑动角
    • 带的弹性滑动只发生在带离开主、从动轮之前的那一段接触弧上，这一段弧称为滑动弧，所对应中心角为滑动角
  • 静止弧与静止角
    • 把没有发生弹性滑动的接触弧称为静止弧，所对的中心角为静止角
  • 带的弹性滑动
    • 由于带是弹性体，而带的紧边拉力与松边拉力不等，使带在带轮接触面上出现局部接触弧面上微量滑动，是带的固有属性，不可避免
    • v主动轮＞v带＞v从动轮
    • 弹性滑动的大小与带传动传递的载荷的压力差在数值上刚好＝负载
      • 可用弹性滑动率表征弹性滑动的大小程度
  • 打滑
    • 打滑是带传动的失效形式，必须避免
    • 打滑实质：
      • 当有效拉力F达到或超过带与小带轮之间的摩擦力的总和的极限时，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动
    • 打滑缺点
      • 会加剧带的磨损，降低从动带轮的转速，甚至使传动失效，应极力避免
    • 打滑优点
      • 过载保护
    • 不打滑条件
      • 带所传递的圆周力＜带与带轮之间的最大摩擦力
        • 带的实际有效拉力＜最大有效拉力
      • 公式
  • 传动带的应力
    • 拉应力：存在于整个带上，在带轮部分逐渐变大或变小
    • 离心拉应力：存在与整个带上且相等
    • 弯曲应力：仅存在于带轮上的带上
    • 注
      • 带中最大应力发生在带紧边开始绕上小带轮处，其大小deltamax＝d1+dc+db1
      • 每种型号v带都规定了相应最小带轮基准直径，目的是为了防止过大的弯曲应力（带中弯曲应力占带总应力的85%）
        • 带的疲劳强度很大程度上决定于带轮计算直径选择是否合理，这就是为什么设计带传动时，不同型号的带，其带轮直径不能小于规定的最小直径dmin的原因
  • 主要失效形式
    • 打滑
      • 当传递圆周力F超过带与带轮之间的摩擦力的总和的极限时，发生过载打滑，使传动失效
    • 疲劳破坏
      • 传动带在变应力长期作用下，因疲劳而发生裂纹、脱层、松散，直至断裂
  • 设计准则
    • 
• 普通v带传动设计
  • 带传动设计计算
    • 确定计算功率Pca
    • 选择v带带型
    • 初选小带轮基准直径dd1
    • 验算带速v
    • 计算大带轮的基准直径
    • 初选中心距a
    • 初选计算带长
    • 确定实际中心距
    • 验算小带轮上的包角α1
    • 确定带的根数z（圆整
    • 确定带的初拉力F0
    • 计算压轴力FQ
  • 带传动参数选择
    • 小带轮包角α1
      • 包角越大，带的传动能力越强
    • 中心距a
      • a大①小带轮包角α1大，承载能力大；②单位时间内带的绕转次数变小，带的疲劳寿命增加；③a过大，则会加剧带的波动，降低带传动的平稳性，同时增大带传动的整体尺寸。a小则反之
    • 传动比i
      • i大，则小带轮包角α1减小，带传动承载能力降低。因此i不能过大
    • 带轮基准直径
    • 带速
      • 带速过大，离心力过大，带易疲劳损坏；带与带轮之间正压力过小，传动能力弱，易打滑
      • 带速过低，若带的速度过小，则带所受有效拉力过大，使带的根数增大，带传动能力得不到发挥
    • 带的根数
    • 带长Ld
    • 型号
• v带传动的张紧
  • 定期张紧装置
  • 自动张紧装置
  • 采用张紧轮的张紧装置
    • 当中心距不能调节时，可采用张紧轮张紧
    • 张紧轮应注意
      • 放在松边内侧，使带只受单向弯曲
      • 张紧轮应尽量靠近大带轮，以免减小小带轮的包角
      • 张紧轮轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮直径
      • 若中心距过小，可将张紧轮设置在带松边外侧，同时靠近小带轮
        • 但会使带产生反向弯曲，会降低带的疲劳寿命