带传动的类型和特点
99 第八章带传动
第一节带传动的类型和特点
带传动由主动带轮1、从动带轮2和挠性带3组成，借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮1的运动传给从动轮2，如图8-1所示。
一、带传动的类型
根据工作原理不同，带传动可分为摩
擦带传动和啮合带传动两类。
1.摩擦带传动
摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩
擦力传递运动的。按带的横截面形状不同
可分为四种类型，如图8-2所示。
(1)平带传动。平带的横截面为扁平矩形（图a），内表面与轮缘接触为工作面。常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。其中以普通平带应用最广。平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。
(2)V带传动。V带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图b），工作时V带与带轮槽两侧面接触，在同样压力F Q的作用下，V带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。
(3)多楔带传动。多楔带是若干V带的组合(图c),可避免多根V带长度不等,传力不均的缺点。
(4)圆形带传动。横截面为圆形(图d), 常用皮革或棉绳制成, 只用于小功率传动。
2.啮合带传动
啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。啮合带传动有两种类型，如图8-3所示。
(1)同步带传动。利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图a）。
(2)齿孔带传动。带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图b）。
二、带传动的特点
摩擦带传动具有以下特点：
(1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。
图8-1 带传动示意图
a) b) c) d)
图8-2 带传动的类型
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(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。
(3)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。但不能保持准确的传动比。
(4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。
(5)外廓尺寸大,传动效率低(一般0.94~0.96)。
根据上述特点，带传动多用于①中、小功率传动（通常不大于100KW）；②原动机输出轴的第一级传动（工作速度一般为5~25m/s）；③传动比要求不十分准确的机械。
第二节V带和带轮
一、带的构造和标准
标准V带都制成无接头的环形，其横截面由强力层1、伸张层2、压缩层3和包布层4构成，如图8-4所示。伸张层和压缩层均由胶料组成，包布层由胶帆布组成，强力层是承受载荷的主体，分为帘布结构（由胶帘布组成）和线绳结构（由胶线绳组成）两种。帘布结构抗拉强度高，一般用途的V带多采用这种结构。线绳结构比较柔软，弯曲疲劳强度较好，但拉伸强度低，常用于载荷不大，直径较小的带轮和转速较高的场合。V带在规定张紧力下弯绕在带轮上时外层受拉伸变长，内层受压缩变短，两层之间存在一长度不变的中性层，沿中性层形成的面称为节
面，如图8-5所示。节面的宽度称为节宽b p。节
面的周长为带的基准长度L d。
V带和带轮有两种尺寸制，即有效宽度制和
基准宽度制。基准宽度制是以V带的节宽为特征
参数的传动体系。普通V带和SP型窄V带为基
准宽度制传动用带。
按GB/T11544-97规定，普通V带分为Y、
Z、A、B、C、D、E七种，截面高度与节宽的比值为0.7；窄V带分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种，截面高度与节宽的比值为0.9。带的截面尺寸如表8-1所示，基准长度系列如表8-2所示。窄V带的强力层采用高强度绳芯，能承受较大的预紧力，且可挠曲次数增加，当带高与普通V带相同时其带宽较普通V带小约1/ 3,而承载能力可提高1.5~2.5倍。
a)同步齿形带传动 b)齿孔带传动
图8-3啮合带传动
a)帘布结构b)线绳结构
图8-4 V带剖面结构
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在传递相同功率时，带轮宽度和直径可减小，费用比普通V带降低20~40％，故应用日趋广泛。V带的型号和标准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用。例：B2240 GB/T11544-97,表示B型V带，带的基准长度为2240mm。
表8-1 V带的截面尺寸（摘自GB/T11544-97）(mm)注：在一列中有两个数据的，左边一个对应普通V带、右边一个对应窄V带。下同。
二、V带轮的材料和结构
制造V带轮的材料可采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料，以灰铸铁应用最为广泛。当带速v不大于25m/s时，采用HT150，v＞25~30m/s时采用HT200，速度更高的带轮可采用球墨铸铁或铸钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮。小功率传动可采用铸铝或工程塑料。
带轮由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。
V带轮按轮辐结构不同分为四种型式，如图8-6所示。
带轮基准直径d d≤（2.5~3）d0（d0为带轮轴直径）时可采用S型(实心带轮,图a)；
d d≤300mm时可采用P型（腹板式带轮，图b）；且当d d－d1≥100mm时，可采用H型（孔板式带轮，图c）；d d＞300mm时可采用E型（轮辐式带轮，图d）。每种型式根据轮毂相对腹板（轮辐）位置不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等几种，带轮的结构尺寸如表8-3所示。
带轮的轮缘尺寸如表8-4所示。表中b d表示带轮轮槽的基准宽度，通常与V带的节面宽度b p相等，即b d = b p。基准宽度处带轮的直径称为基准直径d d，如表8-4中的插图所示。V带轮的基准直径系列如表8-5所示。
表8-2 V带的基准长度系列及长度系数K L（摘自GB/T13575.1-92）
带型节宽
b p
顶宽
b
高度
h
质量q
( kg / m)
楔角
θ
普通V带窄V带
Y 5.3 6 4 0.03
40°
Z SPZ 8.5 10 6 8 0.06 0.07
A SPA 11.0 13 8 10 0.11 0.12
B SPB 14.0 17 11 14 0.19 0.20
C SPC 19.0 22 14 18 0.33 0.37
D 27.0 32 19 0.66
E 32.0 38 23 1.02
图8-5 V带的节面和节线