带传动的工作原理与装置

带传动的工作原理与装置

1带传动的预紧力这种类型的传动通过张力和摩擦来传递运动和动力。由于结构简单、传递速度稳定、维护方便、成本低廉、环境保护和中心距离大等优点，在现代机械中得到了广泛应用。然而，缺点是不同材料的皮带不是一个完整的弹性体。在预紧力的作用下，经过一定时期的运行，由于塑性变形，预紧力降低。为了保证带动传统的劳动力，应定期检查预紧力的值。如果出现缺陷，需要重新张开绷带以确保正常工作。2带传动张力法的拉伸2.1调整轴的位置并拧紧(1)摆动式张紧装置定期张紧机构应用最普遍.定期检查预紧力的数值,如发现不足,则调节中心距,使带重新张紧.对于两轴处于水平或倾斜不大的传动,可采用将装有带轮的电动机安装在滑轨上的移动式张紧装置(图1a).对于垂直的或接近垂直的传动,可采用将装有带轮的电动机固定在可摆动的机座上的摆动式张紧装置(图1b).(2)自动关闭设备自动张紧装置常用于中、小功率的传动,如图2所示.将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上,利用电动机和摆架的重量自动保持张紧力.2.2张紧装置设计当中心距不能调节时,可采用张紧轮将带张紧.图3a为用于三角带、同步齿形带传动的定期张紧装置.图3b为用于传动比大而中心距小的自动张紧装置,它靠悬重1将张紧轮2压在带上,以保持带的张紧.张紧轮一般应安装于带的松边,同时要考虑减小对小带轮包角的影响,以免过大降低带的传动能力.此外,对于有接头的平型带还可以将带截短,通过改变带长的方法使带张紧截去长度为ΔL=0.01L.3fps评分的积分式适当的张紧力是保证带传动正常工作的重要因素.张紧力不足,带将在带轮上打滑,使带急剧磨损;张紧力过大则会使带的寿命降低,轴和轴承上的作用力增大.自动张紧传动能自动保持所需的张紧力,而不考虑带的伸长和无需再张紧.如图2所示的摆动电动机式传动,将电动机安装在摆动平台或摇架上,以使其重力的力矩能提供静止拉力F0.在运转状态下,拉力成为F1(紧边)和F2(松边).如图4所示,此图是平台、电动机、带轮和一部分带合在一起的自由体图.设它们的合成重量W的作用线距平台铰支点A的距离为L,为了使W的作用更有效,将带的松边布置得比紧边离铰支点A远些.设带旋转时出现在带单位面积上的均布离心力Pc作用在带上包角θ所对的圆弧内(图上只画在一般位置角ue001φ处),于是,由∑MA=0得:F1a+F2h-WL-∫θ0Ρcbrdφ¯AL=0(1)F1a+F2h−WL−∫θ0PcbrdφAL¯¯¯¯¯=0(1)式中:b——带的宽度;r——带轮的半径;a——带的紧边到铰支点A的距离;h——带的松边到铰支点A的距离;FC=Pcbr——带所受的离心力.根据三角形OLA得:¯AL=¯ΟAsinψ-¯ΟAsin(φ-β)AL¯¯¯¯¯=OA¯¯¯¯¯sinψ−OA¯¯¯¯¯sin(φ−β)于是式(1)中的积分式成为:FC¯ΟA∫θ0sin(φ-β)dφ=FC[¯ΟAcos(φ-β)]θ0=FC[¯ΟAcos(θ-β)-¯ΟAcos(-β)]=FC[¯ΟAcos(180°-α-β)-¯ΟAcos(-β)]=FC[-¯ΟAcos(α+β)-¯ΟAcos(-β)](2)FCOA¯¯¯¯¯∫θ0sin(φ−β)dφ=FC[OA¯¯¯¯¯cos(φ−β)]θ0=FC[OA¯¯¯¯¯cos(θ−β)−OA¯¯¯¯¯cos(−β)]=FC[OA¯¯¯¯¯cos(180°−α−β)−OA¯¯¯¯¯cos(−β)]=FC[−OA¯¯¯¯¯cos(α+β)−OA¯¯¯¯¯cos(−β)](2)根据直角三角形OMA得-¯ΟAcos(α+β)=-¯ΟΜ=-(a+r)−OA¯¯¯¯¯cos(α+β)=−OM¯¯¯¯¯¯=−(a+r)根据直角三角形ONA得-¯ΟAcos(-β)=-¯ΟAcosβ=-¯ΟΝ=-(h-r)−OA¯¯¯¯¯cos(−β)=−OA¯¯¯¯¯cosβ=−ON¯¯¯¯¯¯=−(h−r)因此,式(1)中的积分式(2)的值为FC[-(a+r)-(h-r)]=-(a+h)FC(3)FC[−(a+r)−(h−r)]=−(a+h)FC(3)将式(3)代入式(1)并化简得:(F1-FC)a+(F2-FC)h-Wl=0(4)(F1−FC)a+(F2−FC)h−Wl=0(4)当带传动所传递的功率为P(W)、带的速度为v(m/s)时,则:Ρ=(F1-F2)v(5)P=(F1−F2)v(5)由式(4)和式(5)得:F1=Wla+h+Ρv⋅ha+h+FC(6)F2=Wla+h-Ρv⋅ha+h+FC(7)F1=Wla+h+Pv⋅ha+h+FC(6)F2=Wla+h−Pv⋅ha+h+FC(7)在无载运转(空转)状态下,因P=0,所以F1=F2=Wla+h+FC(8)F1=F2=Wla+h+FC(8)在无速(静止或停车)状态下,因v=0,FC=0.所以F1=F2=Wla+h(9)F1=F2=Wla+h(9)由欧拉公式得:F1-FCF2-FC=efφ1(10)F1−FCF2−FC=efφ1(10)式中:ue001φ1——带发生滑动时的有效角;f——带和带轮之间的摩擦系数.由式(5)和式(10)得F1=Ρv+F2=Ρvefφ1efφ1-1+FC(11)分析检查表明,当ue001φ1达到最大时,比值efφ1efφ1-1达到最小,因此为了求F1min以传递给定的功率和速度,应令ue001φ1等于包角θ,故式(11)成为:F1min=Ρvefφ1efφ1-1+FC(12)令式(12)等于式(6),从而可得到最小悬臂值为Lmin=Ρ/V[Ea+(E-1)(s+cσ)]W-Ρ/v(E-1)σ(13)式中E=efθ/(efθ-1),s=r+(a+r)cosλ/cosγ,σ=sinλ+tgγcosλ.此外h=s+(l+c)σ(14)在图5所示的用承载张紧轮来张紧松边带的传动中,靠悬锤的重力或弹簧力使能自由转动的第3个带轮压向带的松边,由于此带轮不传递扭矩,所以称之为张紧轮或简称惰轮.设W为垂直向下而通过张紧轮中心的等效重力或弹簧力,θ′为带在张紧轮上的包角,λ′为W与主动带轮侧带切点处的半径之间的夹角.于是,带的松边拉力可由下式计算:F2=Wsinλ′+sin(θ′-λ′)+FC(15)由上式可见,带的松边拉力F2仅取决于重力W、带轮的位置和离心拉力FC.为充分利用小带轮(主动带轮或从动带轮)上的包角而需要的最小重力或弹簧力可以这样来确定:将式(12)代入式(5)得:F2min=Ρvefθefθ-1+FC-Ρv(16)以式(16)取代式(15)中的F2并简化得:Wmin=Ρv[sinλ′+sin(θ′-λ′)]/(efθ-1)(17)4自张紧传动的局限性(1)摆动电动机式传动和其它定轴传动一样,都必须设计成在最大载荷传动状态下带具有同样的拉力F1,而此拉力F1决定了带宽和带厚.此要求见式(12).(2)在承受部分载荷、空转和处于静止状态的摆动电动机式传动中,带的拉力可比定轴传动中低得很多,式(8)和式(9)表明了这一点,这就使带具有较长的