6.3 V带传动（课件）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

6.3 V带传动 《机械基础》（机工版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 01 03 02 了解V带的结构和类型、参数与结构。 掌握V带传动的参数选用要点。 掌握V带传动的正确使用方法。 新知学习 情景导入 同学们，咱们平时看到的汽车发动机里，有根宽宽的带子带动风扇、发电机转，那就是V带！家里的洗衣机、工厂的机床，很多都靠V带传递动力。为啥它比平带更常用？V带的截面像个梯形，这有啥讲究？带轮上的槽又有啥用？今天咱们就来揭开V带的秘密，看看它的结构、类型，带轮参数咋定，传动比怎么算，还有它的标记规则和适用场景，搞懂这些，以后修机器碰到V带问题就不怕啦！ 新知学习 V带是一种无接头的环形带，其横截面为等腰梯形或近似为等腰梯形，工作面是与V带轮相接触的两侧面。 1.V 带的结构 V带结构有包边V带和切边V带两种；切边V带又有普通切边V带、有齿切边V带和胶夹布切边V带三种，如图6-7所示。 新知学习 一、V带的结构和类型 新知学习 V带由包布层、压缩层、强力层、伸张层组成边V带四周都由胶帆布包裹，切边V带包布层只有顶布、底布或底胶夹布，主要对V带保护作用。伸张层和压缩层在V带和带轮接触工作时因弯曲而分别被伸张和压缩：强力是带传动的主要承力层。切边V带与包边V带相比，具有传动效率高，传动功率大，寿命长，节能效果明显高速传动等优点;有齿切边V带因其底部的齿能起到使V带纵向柔软和便于散热的作是目前应用最广泛的结构类型。按照强力层的材质分，V带又有帘布芯和线绳芯两种。线绳芯结构比帘布芯结构合理、力均匀、弯曲应力小、寿命长。随着新材料、新工艺的推广应用，线绳芯结构得到了广使用，帘布芯结构已逐步被淘汰。 新知学习 一、V带的结构和类型 新知学习 2.V 带的类型 V带传动中带的类型有普通V带、窄V带、半宽V带、宽V带等。普通V带按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，Y 型带截面尺寸最E型带截面尺寸最大；相同条件下，截面尺寸越大，带传递功率也越大。窄V带有SPZ、SPA、SPB、SPC4种。窄V带是在普通V带的基础上发展形成的一种型胶带，其结构型式与普通V带很相似，性能更为优良。它与普通V带相比，具有传动1率大、强度高、传动尺寸小、许用带速高、效率高、寿命长和节能等优点，已广泛应用于各种动力传递。我国的新型机器设备已陆续将普通V带传动改为窄V带传动。 新知学习 一、V带的结构和类型 新知学习 3.V带截面尺寸 V带截面形状如图6-8所示，截面尺寸有: (1)楔角α 带两侧边的夹角称为楔角。V带楔角都是40° (2)节宽bp V带绕过带轮发生弯曲，在截面上有一个中性面保持其宽度不变，这个中性面称为节面，节面的宽度称为节宽。 新知学习 一、V带的结构和类型 新知学习 (3)顶宽b V带中梯形横截面的最大宽度，称为顶宽。 (4)高度h V带梯形轮廓的高度称为带的高度 (5)相对高度h/bp 带的高度与节宽之比称为带的相对高度，系无量纲的值。普通V带相对高度约为0.7，窄V带的相对高度约为0.9。 新知学习 一、V带的结构和类型 新知学习 各种型号V带的截面尺寸见表6-1。 新知学习 一、V带的结构和类型 新知学习 新知学习 二、V带轮的参数与结构 新知学习 1.V带轮的主要参数 V带轮槽的截面形状如图6-9所示，其主要参数如下。 (1)基准宽度bd 带轮上与带节面处于同一位置的轮槽宽度称为带轮的基准宽度，其大小等于带节宽(bd=bp)。 (2)基准直径dd 基准宽度bd处的带轮直 径称为V带轮的基准直 径，它是V带轮的公称直 径。V带轮的基准直径不能太小，因为基准直径越小，带在带轮上的弯曲变形越严重，弯曲应力越大，带的寿命越短，故各种型号的V带都规定有V带轮的最小基准直径ddmin。普通V带允许的V带轮的基准宽度bd、最小基准直径ddmin及标准直径系列见表6-2。 新知学习 二、V带轮的参数与结构 新知学习 (3)V带带轮槽角φ V带带轮槽角是指带轮轮槽横截面两侧边的夹角。V带安装在带轮上，节线周长及节宽不变：伸张层受拉伸作用，周长变长，宽度变窄;压缩层受压缩作用，周长变短，宽度变宽，即受弯曲变形后，带的两侧夹角(角)会变小，且带轮直径越小，带的弯曲变形程度越大，楔角越小。为保证弯曲变形后的带与带轮轮槽两侧面接触良好，带轮槽角φ应小于带的楔角α。 新知学习 二、V带轮的参数与结构 新知学习 提示：普通V带的楔角为 40°，带轮槽角应选 38°、36°、34°、32°等，小带轮带轮槽角取较小值，大带轮带轮槽角取较大值。 2.V带轮的结构 V带轮有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式四种结构，如图6-10所示。一般小带轮(dd=2.5d0~3d0，dd为带轮直径，d0为轴的直径)可做成实心式；中等带轮(dd≤300mm)可做成腹板式或孔板式；大带轮(dd>300mm)可做成轮辐式，其结构尺寸通常按经验公式确定。 3.V带轮的材料 V带轮的材料主要根据带速确定，带速v≤25m/s 时，采用HT150、HT200等材料;带速 v>25m/s 时，采用铸钢;传递功率较小的带轮可选用铝合金、铜合金或工程塑料。 新知学习 二、V带轮的参数与结构 新知学习 不考虑V带的弹性滑动，V带的传动比等于主、从动带轮转速之比，也等于两带轮基准直径的反比，其公式为 i12 = = (6-5) 式中 n1 —— 主动带轮转速: n2 —— 从动带轮转速; dd2 —— 从动带轮基准直径: dd1 —— 主动带轮基准直径。 新知学习 三、V带的传动比 新知学习 提示：为使小带轮包角不至于过小，带传动的轮廓尺寸不至于过大，V带的传动比一般为 i≤7。 1.确定设计功率Pd，选择V带型号 设计功率Pd(kW)的计算公式为 Pd = KAP 式中 KA —— 工况系数(其值见表6-3); P —— 传递功率(kW)。 根据设计功率Pd及小带轮转速n1，参照 图6-11选择V带型号。 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 说明：GB/T6931.1-2020、GB/T6931.2-2020等国家标准中修改了部分带传动参数的符号，如包角(0)、中心距(C)、V带顶宽(W)、V带节宽(W)、V带高度(T)、V带相对高度(T/W.)、带轮槽角(a)、V带轮基准宽度(W)等，查相关书籍时注意区分。 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 2.确定两带轮的基准直径 若小带轮的直径太小，则V带在带轮上的弯曲变形严重，弯曲应力大，寿命短。因此，小带轮的基准直径应大于或等于带轮的最小基准直径ddmin，即 dd1≥ddmin。当然，小带轮的直径也不能太大，否则带传动的外廓尺寸会增大。 大带轮的基准直径根据传动比计算，即 dd2 = idd1 提示：计算后的 dd1、dd2 均须按表 6-2中的带轮标准直径系列进行圆整。 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 3.验算带速v 在V带传动中，带速不能太大也不能太小。带速过大，当V带做圆周运动时，离心惯生力增大，V带拉长，带与带轮间的压力减小，导致摩擦力减小，有效圆周力减小，从而H起打滑。带速过小，当传递相同功率时，所需有效圆周力过大，也易引起打滑。一般带应控制在5~25m/s。 不考虑弹性滑动的影响时，带速v(m/s)等于大、小带轮的圆周线速度，即 v = v1 = v2 = = 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 4.初定中心距 a0 中心距是两带轮传动中心之间的距离，其大小应适当。中心距越大，带传动外尺寸惑大，传动时还会使V带发生颤动；中心距越小，小带轮包角越小，摩擦力也减小，从而影响带传动的有效圆周力。此外，中心距减小，带在单位时间内的挠曲次数增多，带的寿命将缩短。一般初定中心距按下式确定 0.7(dd1+dd2) ≤ a0 ≤ 2(dd1+dd2) （6-7） 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 5.计算带的基准长度 Ld 带的基准长度是V带在规定张紧力的作用下，位于带轮基准直径上的周线长度，又称公称长度。普通V带的基准长度已标准化，其数值见表6-4。 V带根数z应满足公式 z = （6-11） 式中 Pd —— 设计功率（kW）； P1 —— 单根普通V带的基本额定功率； △P1 —— i≠1时，普通V带基本额定功率的增量（kW）； Ka —— 包角修正系数；KL —— 带长修正系数。 新知学习 四、V带传动主要参数的选择要点 新知学习 单根普通V带基本额定功率的增量△P1及带长修正系数KL可查GB/T13575.1-2022包角不等于180°的修正系数见表 6-6。 按式(6-11)计算并圆整的V带根数不应超过V带最多使用根数zmax，若超过则应加大带轮的直径或选择较大截面的带型，各种型号V带推荐使用的zmax见表6-7。 新知学习 五、V带的标记及应用特点 新知学习 1.V带的标记 普通V带的标记由型号、基准长度公称值和标准号三部分组成，示例如右上图。V带的标记通常压印在带顶面，如图6-12所示。 新知学习 五、V带的标记及应用特点 新知学习 2.V带传动的应用特点 与其他摩擦带传动一样，V带传动的特点是传动平稳、传递距离远、过载会打滑、传动比不准确。相对于平带传动，V带传动还具有如下特点。 1)结构紧凑，应用更广。 2)摩擦力大，传递功率大，相同条件下的传动能力为平带的3倍。 3)传动效率低于平带，价格高、寿命短。 4)V带传动只用于平行传动。 新知学习 六、V带传动的安装与正确使用 新知学习 正确地安装、使用、调整与维护V带，是保证带传动正常工作，延长带使用寿命的有效途径，一般应注意以下几点。 (1)V带型号及基准长度的选择。选择V带时， 型号及基准长度不能选错，应保证V带在带轮 槽中的正确位置，如图6-13所示。V带顶面与 带轮槽顶面应平齐(新安装时可略高于带轮槽 顶面)，这样可以保证V带两侧面与带轮槽面充分接触。若带顶面高出带轮槽顶面太多，则工作中实际接触面减小，传动能力降低:若带顶面低于带轮槽顶面太多，则易使带底面与带轮槽底面接触，造成带两侧工作面接触不良，摩擦力锐减，进而丧失传动能力。 新知学习 六、V带传动的安装与正确使用 新知学习 (2)V带轮的安装要求 安装V带轮时，要求两带轮轴线相互平行，两带轮对应V形槽的对称平面重合，误差不超过20'，如图6-14所示。带轮安装在轴上不得摇晃摆动，以免传动中因V带发生扭曲而使工作面过早磨损，缩短带的寿命。 新知学习 六、V带传动的安装与正确使用 新知学习 (3)V带的安装方法及松紧程度。安装V带时，应先将带套在小带轮上，再旋入大带轮中。安装好后，应调整带的松紧程度，不宜过松或过紧。带过松，不能保证足够的张紧力，传动时易打滑;带过紧，张紧力过大，传动中带损加剧，寿命缩短。实践证明，在中等中心距情况下，若大拇指能够将带压下 15mm左右，则张紧程度合适，如图6-15 所示。 (4)V带的定期检查与调整。在使用过程中，应定期检查并及时调整V带，发现不宜继续使用的V带时应及时更换，更换时应一组V带同时更换，不能新、旧带混用。旧带可通过测量，将实际长度相同的组合在一起重新使用，避免浪费，同时保证传动时受力均匀。 (5)V带的防护。V带传动要加防护罩，以免发生意外事故，并可保护带传 动的工作环境，防止润滑油、切削液及其他杂物飞溅到V带上，影响传动 效果，还可以避免因日光曝晒而使带过早老化变质。 随堂练习 （1）简述普通V带的结构组成及各部分作用。 （2）V带轮的主要参数有哪些？简述基准直径的选择要求。 课堂练习 答案：B 解析：V带适合中功率、结构紧凑的场合（如汽车发动机带动附件）；精密仪表需精确传动，长距离用平带，重型设备用齿轮或链传动。 1.下列场合中，V带传动最适用的是（ ） A. 精密仪表 B. 汽车发动机 C. 长距离传送带 D. 重型起重机 课堂练习 答案：B 解析：不同型号的V带（如A、B、C型）对应不同的槽型尺寸，槽型必须与V带型号匹配才能保证良好接触。 2.V带轮槽型的选择依据是（ ） A. 带轮转速 B. V带型号 C. 传递功率 D. 中心距 课堂练习 答案：C 解析：窄V带截面更紧凑，能承受更大张力，适用于高速、大功率传动，效率高于普通V带。 3.窄V带与普通V带相比，特点是（ ） A. 传递功率更小 B. 结构更宽松 C. 适用于高速场合 D. 成本更低 课堂练习 答案：B 解析：中心距过短，带与带轮的接触范围减小，包角变小，摩擦力不足，易打滑。 4.V带传动中，中心距过短会导致（ ） A. 带长过长 B. 包角过小 C. 传动比过大 D. 带速过低 课堂练习 答案：A 解析：标记中首字母为型号（C），数字为基准长度（2000mm），是V带选型的核心参数。 5.解读V带标记“C2000”，可知该V带（ ） A. 型号为C，基准长度2000mm B. 宽度2000mm，型号C C. 基准直径2000mm，型号C D. 中心距2000mm，型号C 课堂练习 答案：B 解析：V带过松易打滑，过紧会加剧磨损，10~15mm的按压量是经验标准，保证传动效果和寿命。 6.V带安装时，松紧程度应适中，一般以大拇指能按下（ ）为宜 A. 5~10mm B. 10~15mm C. 15~20mm D. 20~25mm 课堂练习 答案：C 解析：V带传动效率（约92%~96%）略高于平带（约90%~94%），因侧向摩擦更有效，能量损失小。 7.下列关于V带应用特点的说法，错误的是（ ） A. 能缓冲吸振 B. 不适用于油污环境 C. 传动效率比平带低 D. 结构紧凑 课堂练习 答案：B 解析：不同型号V带的承载能力不同，需根据传递功率和转速（计算功率）选择，功率越大、转速越高，需选更大型号。 8.选择V带型号的主要依据是（ ） A. 带轮转速 B. 传递功率和转速 C. 中心距 D. 带轮材料 课堂小结 感谢观看 $$