图6-116带传动局部剖视图平带传动；V带传动平带传动结构最简单，带轮也容易制造，在传动中心距较大的情况下应用较多。在一般机械传动中，应用最广的是V带传动。再加上V带传动允许的传动比较大，结构较紧凑，以及V带多已标准化并大量生产等优点，因而V带传动的应用比平带传动广泛得多。同步带传动综合了带传动和链传动的优点。......
2023-06-26
带传动：摩擦式与啮合式的比较
【摘要】：通常带传动用于减速装置，一般安装在传动系统的高速级。另外，V 带没有接头，传动较平稳。2）啮合式带传动。因此，带传动多用于机械中要求传动平稳、传动比要求不严格、中心距较大的高速传动。本章仅讨论摩擦式带传动。图5－5 所示为V 带传动时采用的张紧轮装置，其位置应安放在V 带松边的内侧、靠近大带轮，这样可使V 带传动时只受到单方向的弯曲，同时小带轮的包角不至于过分减小。
带传动属于挠性传动，是一种应用较广的机械传动。带传动是通过中间的挠性件——传动带，把主动轴的运动和动力传递给从动轴的。通常带传动用于减速装置，一般安装在传动系统的高速级。
1.带传动的类型和特点
如图5－1（a）所示，带传动是由主动带轮1、从动带轮2 和柔性传动带3 组成的。按带传动的工作原理将其分为摩擦带传动和啮合带传动。摩擦带传动靠带与带轮接触面上的摩擦来传递运动和动力；啮合带传动靠带齿与带轮齿之间的啮合来传递运动和动力，这种带传动称为同步带传动。
1）摩擦带传动按其截面形状分为平带［见图5－1（b）］、V 带［见图5－1（c）］、多楔带［见图5－1（d）］和圆带［见图5－1（e）］等。
平带的截面为扁平矩形，其工作面是与带轮接触的内表面。它的长度不受限制，可依据需要截取，然后用接头（传动带卡子）将两端连接到一起，形成一条环形带。平带传动的结构简单、传动效率较高，主要用于高速和中心距较大的场合。
V 带的横截面形状为等腰梯形，其工作面是与带轮槽相接触的两侧面。由于轮槽的楔形增压效应，在同样张紧的情况下V 带传动产生的摩擦力比平带大3 倍，故传递功率也较大。另外，V 带没有接头，传动较平稳。因此V 带在机械传动中应用较广泛。其基体是由多根V 带组成的。它相当于平带与多根V 带的组合，兼有平带挠性好和V带摩擦力较大的优点，适用于传递功率较大且要求结构紧凑的场合。
图5-1 传动带及其类型
（a）带传动的组成；（b）平带；（c）V 带；（d）多楔带；（e）圆带
1—主动带轮；2—从动带轮；3—传动带
圆带的截面形状为圆形，其传动能力较小，常用于小功率传动，如缝纫机、牙科医疗器械等。
2）啮合式带传动。啮合式带传动靠传动带与带轮上的齿相互啮合来实现传动。同步带为啮合型传动带（见图5－2），其横截面为矩形，长度方向为齿形，所以没有弹性打滑，可用于要求传动比准确、结构紧凑的场合，如数控机床、纺织机械等。同步带薄而轻、强度高，带速可达40 m／s，传动比可达10，传递功率可达200 kW；传动效率高，可接近0.98。但它对制造和安装要求较高。
3）带传动的特点。
①带是挠性体，富有弹性，故可缓冲、吸振，因而工作平稳、噪声小。
②过载时，传动带会在小带轮上打滑，可防止其他零件的损坏，起到过载保护作用。
③结构简单，成本低廉，制造、安装、维护方便，适用于较大中心距的场合。
④传动比不够准确，外廓尺寸大，传动效率较图5－2 同步带传动低，不适用于有易燃、易爆气体的场合。
因此，带传动多用于机械中要求传动平稳、传动比要求不严格、中心距较大的高速传动。一般带速v＝5～25 m／s，传动比i＜5，传递功率P＜50 kW，效率η＝0.92～0.97。
本章仅讨论摩擦式带传动。
图5-2 同步带传动
1—节线；2—节圈
2.普通V 带
V 带按其宽度和高度相对尺寸的不同，又分为普通V 带、窄V 带、宽V 带、汽车V 带、大楔角V 带等多种类型。
目前，普通V 带应用最广。普通V 带的结构如图5－3 所示，由包皮层、拉伸层、强力层、压缩层四部分组成。
普通V 带分帘布芯［见图5－3（a）］和绳芯［见图5－3（b）］两种结构。帘布芯结构的V 带，制造方便、抗拉强度好；而绳芯结构的V 带，柔韧性好、抗弯强度高，适用于带轮直径小、转速较高的场合。在V 带轮上，与V 带节宽bp 处于同一位置的轮槽宽度，称为基准宽度，仍以bp 表示；基准宽度处的带轮直径称为V 带轮的基准直径，用da 表示，它是V 带轮的公称直径。普通V 带（楔角θ＝40°，h／bp≈0.7）已标准化，有Y、Z、A、B、C、D、E 七个型号（见表5－1），分别对应不同的基准宽度（反映V 带的粗细程度）。
图5-3 普通V 带结构
（a）帘布芯结构；（b）绳芯结构
表5-1 普通V 带和窄V 带尺寸（GB/T 11544—1997）及V 带轮轮槽尺寸（GT/T 13575.1—2008）
在规定的张紧力下，位于带轮基准直径上的周线长度，称为V 带的基准长度，用Ld 表示，它是V 带的公称长度。V 带基准长度的尺寸系列见表5－2。
表5－2 普通V 带基准长度Ld 的标准系列值
普通V 带的标记是由型号、基准长度和标准号三部分组成的，如基准长度为1 800 mm 的B 型普通V 带，其标记为：B—1800－GB／T 11544—1997。V 带的标记及制造年月及生产厂名通常都压印在带的顶面。为使各根带受力比较均匀，带传动使用的根数不宜过多，一般取2～5 根为宜，最多不能超过8 根。
3.V 带轮
普通V 带的带轮一般由轮缘、轮毂及轮辐组成。根据轮辐结构的不同，常用V 带轮分为三种类型，即实心式、腹板式和辐条式（参见齿轮结构）。V 带轮的结构形式可根据V 带型号、带轮的基准直径da 和轴孔直径来确定。V 带轮的结构尺寸按《机械设计手册》提供的图表选取；轮缘截面上槽形的尺寸见表5－1；普通V 带的楔形角θ 为40°，当绕过带轮弯曲时，会产生横向变形，使其楔形角变小。为使带轮轮槽工作面和V 带两侧面接触良好，一般轮槽制成后的楔角都小于40°，带轮直径越小，所制轮槽楔角也越小。
V 带轮常用的材料有灰铸铁、铸钢、铝合金、工程塑料等，其中灰铸铁应用最广。当v＜30 m／s 时，用HT200；当v ＞25 m／s 时，用孕育铸铁或铸钢；小功率传动可选用铸铝或工程塑料。
4.带传动的张紧和维护
（1）带传动的张紧装置
传动带使用一段时间后会因带的伸长而松弛，及时将传动带张紧是保证带传动正常工作的基础。一般利用调整螺钉来调整中心距。在水平传动（或接近水平）时，电动机装在滑槽上，利用调整螺钉调整中心距［见图5－4（a）］。图5－4（b）所示为垂直传动时的调整螺钉。也可利用电动机自身的重量［见图5－4（c）］来达到自动张紧的目的，这种方法多用在小功率的传动中。
当中心距不能调整时可采用张紧轮装置。图5－5 所示为V 带传动时采用的张紧轮装置，其位置应安放在V 带松边的内侧、靠近大带轮，这样可使V 带传动时只受到单方向的弯曲，同时小带轮的包角不至于过分减小。
图5-4 带传动的张紧
（2）带传动的维护
1）传动带应防止与酸、碱、油等对橡胶有腐蚀的介质接触，以延长其使用寿命；也不宜在阳光下曝晒，工作温度一般不超过60 ℃，以防V 带加速老化。
2）对于V 带传动，更换V 带时，应全部更换，以免新旧带混用形成载荷分配不均，造成新带的急剧损耗。
3）安装传动带时，两轴必须平行，两带轮的轮槽必须对准，否则会加速带的磨损。
4）安装传动带时，应使松边在上，这样可以增加包角。
5）安装时应先将中心距减小，松开张紧轮，带装好后再调整到合适的张紧程度，不能将带强行撬入。
6）为确保安全，带传动一般应安装防护罩，并在使用过程中定期检查，调整带的张紧力。
图5-5 用张紧轮张紧
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