一、带传动
带传动由主动轮、带、从动轮组成，带是挠性的中间零件，通过它将主动轮的运动和动力传递给从动轮，如图7-1所示。
带传动可分为：
摩擦带传动，依靠带与带轮间的摩擦力传动。
啮合带传动，依靠带上的齿或孔与带轮上的齿直接啮合传递运动。
图7-1 带传动
1.带传动的类型、特点和应用
（1）带传动的类型
1）摩擦带传动。按带的横截面形状（见图7-2），摩擦带传动分为以下四种。
①平带传动。平带的横截面为扁平形，其工作面为内表面，如图7-2a所示。常用的平带为橡胶帆布带。
②V带传动。V带的横截面为梯形，其工作面为两侧面，如图7-2b所示。V带与平带相比，由于正压力作用在楔形面上，当量摩擦系数大，能传递较大的功率，结构也紧凑，故应用最广。
③多楔带传动。多楔带是若干V带的组合，如图7-2c所示，它可避免多根V带长度不等，传力不均的缺点。
④圆带传动。圆带横截面是圆形，用皮带或棉绳制成，如图7-2d所示，适用于传递小功率。
图7-2 带传动的类型
2）啮合带传动。啮合带传动有以下两种。
①同步带传动。工作时，带上的齿与轮上的齿相互啮合，以传递运动和动力，如图7-3所示。同步带传动可避免带与轮之间产生滑动，以保证两轮圆周速度同步。它常用于数控机床、纺织机械及收录机等需要速度同步的场合，以及汽车上部分发动机配气机构中的正时齿轮传动。
②齿孔带传动。工作时，带上的孔与轮上的齿相互啮合，以传递运动，如图7-4所示。这种传动同样可保证同步运动。如放映机、打印机采用的是齿孔带传动，被输送的胶带和纸张也就是齿孔带。
图7-3 同步带传动
图7-4 齿孔带传动
（2）带传动的特点和应用摩擦带传动是利用具有弹性的挠性带与带轮间的摩擦来传递运动和动力的，故具有以下特点。
1）弹性带能缓和冲击，吸收振动，故传动平稳，无噪声。
2）带与轮间存在弹性滑动，滑动导致速度损失，不能保证传动比不变，滑动摩擦损耗功率，降低传动效率；过载时，带在轮上打滑，不致损伤从动零件，能起到保护整机的作用。
3）有带做中间零件，故两轴中心距大，整机尺寸大。
4）带需张紧在轮上，故作用在轴上的压力大。
5）结构简单，制造成本低，维护也方便。
摩擦带传动适用于要求传动平稳、传动比不严格的场合。V带传动的功率在100kW以下，速度为5～25m/s，传动比可达7，效率为0.94～0.96。
2.V带与V带轮
（1）V带传动的运动和几何关系图7-5a所示为带传动原理图。V带运行时，不伸长也不缩短的周线，称为节线。全部节线组成带的节面，带的节面宽度称为节宽，用bp表示。V带节面与V带轮槽相配处的节宽bp与轮槽的基准宽度bd重合并相等。V带轮的基准宽度处直径为基准直径，用dd表示。V带在规定的张紧力下，带与带轮基准直径相配处的周线长度称为基准长度，用Ld表示。图7-5b所示为V带传动简图。
图7-5 带传动原理图及传动简图
1）运动关系。运行时假设带与带轮间没有滑动，它们的线速度为v（m/s）。
v=πddn/（60×1000）
2）几何关系。
①小带轮上的包角即带与小带轮接触弧所对应的中心角。
②基准长度为Ld（mm）。
式中a为中心距（mm）。两轮的基准直径
、
和带的基准长度Ld都制定有国家标准。
（2）V带构造图7-6所示为V带的构造，由抗拉体、顶胶、底胶以及包布层构成。抗拉体是承受载荷的主体，由帘布（见图7-6a）或线绳（见图7-6b）组成，线绳柔软，有利于延长V带的寿命。抗拉体的材料为化学纤维织物。顶胶、底胶分别承受带在运行时的拉伸与压缩。包布层材料为橡胶帆布。
（3）带轮的结构带轮是由轮缘、轮毂、轮辐三部分组成，如图7-7所示。
图7-6 V带构造
轮缘是带轮的外缘部分，用以安装V带的轮槽。
轮毂是带轮与轴相配的部分。通常带轮与轴用键联接，轮毂上开有键槽，孔的尺寸ds由轴的强度、刚度要求确定。
轮辐轮缘与轮毂相连的部分。轮辐的结构形式随带轮基准直径而异，直径小的做成实心式（见图7-7a），中等的做成腹板式、孔板式（见图7-7b、c），大的做成辐条式（见图7-7d）。
（4）带轮的工艺和材料中等尺寸、强度要求高的带轮，采用锻造方法制造；中等或大尺寸的带轮，或结构复杂的带轮，采用铸造方法制造。
图7-7 带轮的结构
1）对铸件的要求。
①截面尺寸均匀，遇有不均匀的情况，宜采用斜度、圆角来过渡。
②壁厚要保证铁水充满铸型，中等铸件的最小壁厚取8～10mm。
③分型面两侧要有起模斜度，转角处要有圆角，以免起模时损坏铸型。
2）对锻件的要求。锻件要求形状简单，体积较小，截面变化要尽量缓慢过渡，棱角和转角处都要有足够大的圆角。
带轮是旋转零件，对于中、高速的带轮要进行平衡，轮槽的表面要有低的粗糙度值，以免损害带的包布层。
带轮的圆周速度在25m/s以下的，采用铸铁HT150、HT200制造；速度高时，可用铸钢或钢板焊接而成；小功率时可用铸铝或塑料制造。上述原则，对设计其他盘形零件，如齿轮、飞轮等结构也适用。
3.V带传动不打滑条件
V带以一定的初拉力F0张紧在两带轮上，使带与带轮接触面间产生正压力，如图7-8a所示。运行时，接触面间产生摩擦力，使进入主动轮一边的带的拉力增大为F1，该边称为紧边；离开主动轮一边的带的拉力降为F2，该边称为松边，如图7-8b所示。两边拉力差（F1-F2）为传递动力作用的拉力，称为有效拉力Fe。
图7-8 V带传动受力情况
V带传动工作时，主动轮将V带带过弧A1C1起始段，带速与主动轮圆周速度v1相等，然后由紧边C1点逐渐到松边B1点，V带所受的拉力由F1逐渐降至F2，V带的弹性变形也逐渐减小，V带沿带轮逐渐后缩，产生滑动，结果带速低于v1。接着，V带以降低后的速度将从动轮带过弧A2C2起始段，从动轮圆周速度与带速相等，然后由松边C2点逐渐到紧边B2点，拉力由F2逐渐升至F1，带的弹性变形量也逐渐增大，V带沿带轮逐渐前伸，产生滑动，结果带速高于v2。因为这种滑动是由V带的弹性伸缩引起的，故称为弹性滑动。
弹性滑动用滑动系数
表示。传递的力越大，滑动系数值也越大。图7-9所示为滑动曲线图，当传递的力超过极限有效拉力Felim时，滑动范围扩大到整个接触弧A1B1，V带便在带轮上打滑，这时ε猛增，传动失效。因此，不打滑条件是：需传递的圆周力F应小于或等于极限有效拉力Felim。
图7-9 滑动曲线图
影响极限有效拉力Felim的因素有：
①当量摩擦系数fv。fv愈大，Felim愈大。V带的fv=f/sin20°≈3f，所以V带传动能力远高于平带。
②小轮包角α1。α1愈大，Felim愈大，一般要求α1≥120°。
③初拉力F0。F0愈大，Felim愈大，所以安装带时，要保持一定的初拉力。
4.V带传动的张紧、安装与维护
（1）V带传动的张紧与调整V带张紧在带轮上后，要测量初拉力F0，使其能保证产生足够的Felim，即F0要满足一定的条件。测量方法是在V带跨度中加一垂直于带边的Fv力，再测量所产生的挠度y（见图7-10a），若挠度y=1.6a/100mm，即合格。图7-10b所示为挠度的原理图，加Fv力后，刻度上部显示Fv力数值，下部显示挠度数值。
由于V带使用一段时间后，会产生蠕变而松弛，因而要重新张紧或更换。重新张紧的方法如下。
图7-10 挠度测量及挠度原理图
1）调整中心距。通过调节螺钉，使电动机水平移动或绕定轴转动（如图7-11a、b所示），来调整中心距，以便定期调整带的初拉力。也可依靠电动机自重使电动机转动，来自动调整带的初拉力，如图7-11c所示。
图7-11 调整中心距
2）采用张紧轮。当中心距不便调整时，可采用张紧轮。张紧轮应放在松边内侧，如图7-12所示。这样，张紧轮受力小，带的弯曲应力也不改变方向，能延长带的使用寿命。
（2）V带传动的安装与维护
①安装V带时，先将中心距缩小，将带套在轮上后，慢慢调大中心距拉紧V带，直到所加测试力Fv满足规定的挠度
的要求。
②安装带轮时，两带轮轴线应相互平行，其V形槽对称平面应重合，误差不得超过20′，如图7-13所示。
③V带按带的长度公差值大小，分别标有“+”、“0”及“-”等三个标记。对于多根V带传动，要选择公差值在同一档次的带配成一组使用，以免各带受力不均。
④定期对V带进行检查（一般带的寿命为2500～3500h），看有无松弛和断裂现象，以便及时调整中心距或更换V带。更换时，要求成组更换。
图7-12 采用张紧轮
图7-13 带轮轴线应平衡
⑤要采用安全防护罩，以保障操作人员安全，同时防止油、酸及碱对V带的腐蚀。
5.几种新型带传动简介
（1）同步带传动由于同步带传动在构造上兼有带与齿轮的特点，所以也兼有两种传动的优点，即传动平稳，无噪声，传动比准确，结构紧凑。同步带由钢丝绳或玻璃纤维做抗拉体，由聚氨酯或氯丁橡胶做机体，带薄而轻柔，适用于高速（带速可达40m/s），大传动比（可达10），传递功率也较大（可达100kW），缺点是价格较高。
（2）窄V带传动窄V带的顶部呈弓形，受力后线绳仍保持平整，故受力均匀；抗拉体位置提高，带与带轮有效接触面增大；两侧面内凹，弯曲后能与轮槽保持良好接触。由于以上原因，窄V带与同高度的普通V带比较，宽度缩小1/3，承载能力可提高1.5～2.5倍。所以近年来，窄V带得到迅速发展。我国制定有窄V带的标准，并已生产和使用。