单元1 带传动（课件）《机械基础》上好课（苏教版·凤凰职教）

《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 上好课—中职专业课 模块三 机械传动 单元1 带传动 教学目标 知识目标 1. 掌握带传动的两大分类：摩擦型带传动、啮合型（同步带）传动。 2. 理解带传动工作原理、传动比定义及计算公式，明确平带、V带、同步带的传动比限制。 能力 目标 1. 能够准确识别平带、V带、多楔带、圆带、同步带等不同类型传动带。 2. 能够独立完成平带、V带传动的传动比、包角、带长、中心距的基础计算。 情感 目标 1. 培养严谨的机械专业思维，树立规范操作、精准计算的职业素养。 2. 激发学生对机械专业的学习兴趣，增强岗位认同感。 教学引入 你身边的带传动在哪里？ 带传动在我们的生活中无处不在： 汽车发动机 —— 正时皮带驱动凸轮轴 家用洗衣机 —— 皮带驱动滚筒旋转 工厂输送机 —— 带传动传递动力 通风机 —— 电机通过带带动风扇 汽车发动机正时皮带系统 知识讲授：什么是带传动？ 定义：依靠张紧在带轮上的柔性带，传递运动和动力的机械传动。 V带与V带轮传动结构示意 基本组成： 主动轮、从动轮、传动带、机架 两大类： 摩擦型带传动、啮合型带传动（同步带） 知识讲授：摩擦型带传动的四种类型 平带轮 V带轮（多槽） 平带 —— 截面为矩形，工作面是内表面 V带 —— 梯形截面，两侧面为工作面，应用最广 多楔带 —— 柔性好，汽车发动机常用 圆带 —— 圆形截面，小功率场合 知识讲授：平带传动 截面形状：矩形 工作面：带的内表面 特点：结构简单，传动平稳，噪声小 适用：中心距较大、速度较高的场合 四种传动形式： 开口传动（平行同向）、交叉传动（平行反向） 半交叉传动（交错轴）、角度传动（相交轴） 平带传动带轮 知识讲授：V带传动 V带传动结构 截面形状：等腰梯形环形带 工作面：两侧面（不是底面） 原理：槽面摩擦效应，摩擦力远大于平带 优势：传动能力约为平带的 3 倍 应用：金属切削机床、输送机、通风机、汽车 知识讲授：V带传动 知识讲授：多楔带传动 汽车发动机多楔带 结构：平带基体上有纵向楔（多个V形条） 特点：兼有平带的柔性和V带的摩擦力 优点：传动平稳，结构紧凑，承载均匀 应用：汽车发动机，一根带同时驱动多个附件 常见型号：4PK、5PK、6PK、7PK 等 （数字代表楔的数量） 知识讲授：圆带传动 铸铁带轮（多槽结构） 截面形状：圆形 工作面：带的圆周表面 特点：结构简单，制造方便，成本低 缺点：承载能力小 应用：小功率场合 常见于家用仪器、办公设备、缝纫机等 不需要大传动功率的轻载场合 知识讲授：同步带传动（啮合型） 原理：带齿与带轮齿互相啮合传递运动 核心特点：无滑动，传动比准确 优点：传动准确、效率高（0.98~0.99） 传动平稳噪声低、寿命长、轴压力小 缺点：成本高，安装精度、中心距要求高 应用：精密仪器、计算机、数控机床、汽车 齿形同步带 知识讲授：带传动的应用场景 汽车发动机多楔带 金属切削机床 —— 主轴传动 输送机 —— 物料输送系统 农业机械 —— 收割机、脱粒机 纺织机械 —— 纺纱、织布设备 通风机 —— 风机、水泵 汽车 —— 发动机附件驱动 知识讲授：带传动的工作原理 摩擦型带传动： 依靠带和带轮接触面间的摩擦力传递动力 啮合型（同步带）： 依靠齿的啮合传递动力 传动过程： 主动轮 → 带动传动带 → 驱动从动轮 实现两轴之间动力和运动的传递 发动机正时皮带传动 知识讲授：传动比 i 定义：主动轮与从动轮的角速度之比 （或转速之比） ω₁、ω₂：主、从动轮角速度（rad/s） n₁、n₂：主、从动轮转速（r/min） 同步带与带轮 知识讲授：带传动的优点 聚氨酯同步带 01 结构简单，维护方便 适合两轴中心距较大的传动场合 02 缓冲吸振，传动平稳 带具有弹性，能缓冲吸振，噪声低 03 过载保护作用 过载时带打滑，保护薄弱零件不受损坏 知识讲授：带传动的缺点 正时皮带传动系统组件 01 不能保证准确传动比 摩擦型带传动会产生弹性滑动 不用于传动比要求精准的场合 02 外形尺寸较大 整体结构比齿轮传动大 03 传动效率较低 相比齿轮传动，效率偏低 知识讲授：弹性滑动 vs 打滑 弹性滑动 带松紧边拉伸量不同，带相对轮微量滑动 特点：不可避免的固有现象 载荷越大，弹性滑动越大 后果：传动比不准确 打滑 过载时，带与带轮发生显著相对滑动 特点：过载失效形式 后果：传动失效，但保护机器 属于：可避免的故障现象 知识讲授：平带传动的四种形式 铸铁多槽带轮 开口传动 —— 两轴平行，转向相同，应用最多 交叉传动 —— 两轴平行，转向相反 半交叉传动 —— 两轴空间交错，交角一般 90° 角度传动 —— 两轴线相交 知识讲授：什么是包角 α？ 定义：带与带轮接触弧对应的圆心角 意义： 包角越小 → 接触弧越短 → 摩擦力越小 → 承载越低 要求（平带）： 小带轮包角 注意：只需校验小带轮的包角 同步带张紧调节装置 知识讲授：小带轮包角计算公式 D₁ —— 小带轮直径 D₂ —— 大带轮直径 a —— 两轴中心距 结论：D₂ 与 D₁ 差值越大、中心距越小 → 包角越小 电机皮带松紧度调整器 知识讲授：带长 L 计算（开口传动） 说明： 计算出的是理论带长，实际选用时还要考虑：张紧余量、悬垂量、接头长度等 张紧轮装置示意 知识讲授：平带传动比 不计弹性滑动时： 平带传动限制：传动比 螺栓调节张紧器结构 知识讲授：V带传动 截面形状：等腰梯形环形带 工作面：两侧面（槽面摩擦） 核心优势：摩擦力远大于平带 传动能力：约为平带的 3 倍 地位：应用最广泛的带传动形式 多槽V带轮（铸铁） 知识讲授：普通V带的型号 截面尺寸从小到大： Y ＜ Z ＜ A ＜ B ＜ C ＜ D ＜ E 截面越大 → 传递功率越大 按结构分为： 包边V带、普通切边V带 有齿切边V带、底胶夹布切边V带 多槽V带轮（钢制） 知识讲授：节线与节宽 节线： V带弯曲时，保持原长度不变的那一周线 节宽 bp： 节线所在位置的宽度 节线是V带的一个重要基准概念，后续的基准长度、基准直径都以此为基准。 铝合金双槽V带轮 知识讲授：V带轮的结构形式 腹板式V带轮 实心式 —— 基准直径 ≤ 2.5 倍轴径 腹板式 —— 基准直径 ≤ 300 mm 孔板式 —— 基准直径 ≤ 300 mm 轮辐式 —— 基准直径 ＞ 300 mm 知识讲授——V带轮的材料 01 / 带轮的基本设计要求 质量均匀分布，减少运转时的振动与噪声。 表面需精加工，保证足够的结构强度与耐磨性。 传动过程平稳可靠，避免带的打滑与跳齿。 02 / 常用材料及典型应用场景 灰铸铁 HT150 应用最广，适用于圆周速度 v ≤ 30m/s 的普通传动场景。 铸钢 / 轻合金 用于高转速、大功率或需要减轻重量的特殊传动场合。 铸铝 / 工程塑料 v < 15m/s、小功率设备，如洗衣机、台钻等轻工机械。 运转稳定性好 强度与精度高 动平衡优良 知识讲授：轮槽参数与楔角 轮槽主要参数： 基准宽度 bd、基准直径 dd 轮槽楔角 φ：38°、36°、34°、32° 为什么轮槽楔角小于 40°？ V带绕带轮弯曲时，带的楔角会变小 所以轮槽楔角要小于 V 带原始楔角 40° 注意：基准直径不能过小，否则弯曲应力大 工厂传送带生产线 知识讲授：V带传动计算（一） 传动比： ，一般 基准长度 Ld：V带规定张力下，节线周长 先算计算基准长度 Ld0，再选标准系列基准长度 Ld 知识讲授：V带传动计算（二） 实际中心距： 小带轮包角： V带传动要求：小带轮包角 知识讲授：V带的标记方法 标记格式： 型号 基准长度 标准编号 示例： B1100 GB/T 1171—2006 含义：B型V带，基准长度1100mm 知识讲授：V带选用要点 01 小带轮直径不能过小 避免弯曲应力过大，影响带的寿命 02 带速要合适 最高带速 vmax= 30 m/s 速度过高 → 离心力大，摩擦力下降 速度过低 → 需要有效拉力大 03 中心距要合适 正时皮带传动组件 知识讲授：V带正确安装与维护 1. 带顶面略高于轮槽顶面，不能过高也不能陷底 2. 两轮轴线平行，轮槽对称平面重合 3. 安装不要硬撬，先缩小中心距再装 4. 张紧适度：大拇指按带可下挠约 15mm 5. 一组V带要同组全部一起更换 6. 必须安装防护罩，保证安全 螺栓调节张紧器 知识讲授：V带安装 知识讲授：带传动的张紧装置 为什么要张紧？带长期受拉伸会永久变长，张紧力下降 方式一：调整中心距 定期张紧：螺钉调节电机位置 自动张紧：电机自重摆动，自动张紧 方式二：使用张紧轮 平带：松边外侧，靠近小带轮 V带：松边内侧，靠近大带轮 张紧轮装置示意 知识讲授：同步带传动特点与应用 优点： 传动准确、效率高（0.98~0.99） 传动平稳噪声低、寿命长 中心距允许范围大、轴压力小 抗冲击、不需要润滑、结构紧凑 性能参数： 最高速度可达 80 m/s 单级传动比最大 10 应用：精密仪器、计算机、汽车、数控机床 齿形同步带产品 传动部分 师生互动 问题 1：为什么 V 带的传动能力比平带大？ 问题 2：弹性滑动和打滑有什么区别？ 问题 3：为什么 V 带轮的槽楔角小于 40°？ 发动机正时皮带系统 传动部分 知识点背诵 1. 带传动分类：摩擦型、啮合型（同步带） 2. 摩擦型四种：平带、V带、多楔带、圆带 3. 带传动优缺点（3优3缺） 4. 弹性滑动（固有）vs 打滑（过载失效） 5. 包角要求：平带 ≥ 150°，V带 ≥ 120° 6. V带型号：Y、Z、A、B、C、D、E 7. 张紧轮位置：平带外侧近小轮，V带内侧近大轮 单项选择题 1. V带传动的工作面是（ ） A. 内表面　　 B. 两侧面　　 C. 外表面　　 D. 顶面 正确答案：B V 带截面为梯形，依靠两侧面和带轮轮槽侧面接触摩擦传递动力。平带的工作面是内表面； V 带不是以内表面、外表面、顶面传力，因此选 B。 课后练习 正确答案：C 平带传动：小带轮包角≥150° V 带传动：小带轮包角≥120° 包角越大，带与带轮接触面积越大，承载能力越强，所以要限制最小包角。 课后练习 单项选择题 2. 平带传动要求小带轮包角不小于（ ） A. 90°　　 B. 120°　　 C. 150°　　 D. 180° 单项选择题 3. 下列哪种带传动能保证准确的传动比（ ） A. 平带　　 B. V带　　 C. 多楔带　　 D. 同步带 正确答案：D 平带、V 带、多楔带都属于摩擦型带传动，工作时存在弹性滑动，传动比不准确。同步带属于啮合型带传动，依靠齿和齿的啮合传递动力，没有弹性滑动，可以保证准确的传动比。 课后练习 简述弹性滑动和打滑的区别。（从产生原因、是否可避免、后果三个方面来回答） 课后练习 1.产生原因：弹性滑动：是由于传动带具有弹性，紧边、松边拉力不同，弹性变形量不一样，带和带轮之间产生微量相对滑动，属于带传动本身固有的物理现象。 打滑：过载造成，外载荷超过带传动所能传递的最大摩擦力，带与带轮之间发生显著的相对滑动，属于传动失效。 2.是否可避免：弹性滑动：不可避免，只要摩擦型带传动工作就会存在。 打滑：可以避免，合理设计参数、控制载荷、正确张紧就能够防止打滑发生。 3. 后果：弹性滑动：造成传动比不准确，产生功率损失，引起带的磨损。 打滑：传动失效，从动轮转速急剧下降甚至停止，会加剧带的严重磨损；但同时具备过载保护作用，防止设备零件损坏。 课堂小结 1. 背诵作业：熟练背诵弹性滑动与打滑的区别、各类带传动优缺点、平带与V带包角规范、张紧装置安装要求。 2. 计算题：已知V带传动大小带轮基准直径、中心距，计算传动比、小带轮包角，验证是否符合规范要求。 课后作业 感谢观看 Lavf62.3.100 Lavf62.3.100 $