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词条 带传动
释义

§ 概述

带传动是利用紧套在带轮上的挠性环形带与带轮间的摩擦力来传递动力和运动的机械传动。 带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力,且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点,在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低,但传动比不准确(滑动率在2%以下);同步带传动可保证传动同步,但对载荷变动的吸收能力稍差,高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外,有时也用来输送物料、进行零件的整列等。

§ 工作原理

带传动1、靠带做中间体而靠摩擦力工作的一种传动。

当带绕在轮上时,带的任一边都受到相同的初拉力 。带传动工作时,带与轮之间产生摩擦力 ,主动轮上的摩擦力与带的运动方向相同,即主动轮通过摩擦力驱动带运动;从动轮上的摩擦力与带的运动方向相同,即通过摩擦力驱动从动轮。由于摩擦力的作用,带绕主动轮的一边被拉紧,称为紧边;带绕从动轮的一边被放松,称为松边。其拉力差值F= S1- S2,称为有效拉力,即带传动所传递的圆周力F。其值F为:

工作前 :两边初拉力F0=F0 工作时:两边拉力变化:

①紧边 F0→F1;②松边F0→F2

F=2000M/D1=1000P/v。

F1—F2 = 有效拉力F = 摩擦力总和 Ff

2、极限有效拉力及影响因素

主要与下列因素有关:

1)、初拉力S0

S0增大,摩擦力增大,有效拉力增大。但过大的初拉力也会增大带的应力,影响达到带的寿命。

2)、小轮包角

包角:带与论难接触弧所对的中心角。包角越小,所传递的有效拉力越小。由于小轮包角总小于大轮包角,所以小轮包角直接影响带传动的承载能力。一般要求a1≥1200。

3)、摩擦力

摩擦力越大,传动能力越大。

§ 类型

按挠性带的截面形状,带传动可分为平型带传动、三角带传动和圆形带传动等。其中平型带传动和三角带传动应用最广,圆型带传动只用来传递很小的功率。带传动的主要特点是:传动平稳,传动中心距大,噪声小,结构简单,能缓和冲击,过载时挠性带发生打滑而避免损坏装置;但不能保证准确的传动比。除上述3种普通的带传动外,还有一些特殊的带传动,如多楔带传动和靠啮合传动的同步齿形带传动等。

1、平型带传动  平型带传动工作时带套在平滑的轮面上,借带与轮面间的摩擦进行传动。传动型式有开口传动、交叉传动和半交叉传动等(图1),分别适应主动轴与从动轴不同相对位置和不同旋转方向的需要。平型带传动结构简单,但容易打滑,通常用于传动比为3左右的传动。 带传动 带传动

平型带有胶带、编织带、强力锦纶带和高速环形带等。胶带是平型带中用得最多的一种。它强度较高,传递功率范围广。编织带挠性好,但易松弛。强力锦纶带强度高,且不易松弛。平型带的截面尺寸都有标准规格,可选取任意长度,用胶合、缝合或金属接头联接成环形。高速环形带薄而软、挠性好、耐磨性好,且能制成无端环形,传动平稳,专用于高速传动。

2、三角带传动  三角带传动工作时带放在带轮上相应的型槽内,靠带与型槽两壁面的摩擦实现传动。三角带通常是数根并用,带轮上有相应数目的型槽。用三角带传动时,带与轮接触良好,打滑小,传动比相对稳定,运行平稳。三角带传动适用于中心距较短和较大传动比(7左右)的场合,在垂直和倾斜的传动中也能较好工作。此外,因三角带数根并用,其中一根破坏也不致发生事故。

三角胶带是三角带中用得最多的一种,它是由强力层、伸张层、压缩层和包布层制成的无端环形胶带。强力层主要用来承受拉力,伸张层和压缩层在弯曲时起伸张和压缩作用,包布层的作用主要是增强带的强度。三角胶带的截面尺寸和长度都有标准规格。此外,尚有一种活络三角带,它的截面尺寸的标准与三角胶带相同,而长度规格不受限制,便于安装调紧,局部损坏可局部更换,但强度和平稳性等都不如三角胶带。三角带常多根并列使用,设计时可按传递的功率和小轮的转速确定带的型号、根数和带轮结构尺寸。

3、同步齿形带传动  这是一种特殊的带传动。带的工作面做成齿形,带轮的轮缘表面也做成相应的齿形,带与带轮主要靠啮合进行传动(图2)。同步齿形带一般采用细钢丝绳作强力层,外面包覆聚氯脂或氯丁橡胶。强力层中线定为带的节线,带线周长为公称长度。带的基本参数是周节p和模数m 。周节p等于相邻两齿对应点间沿节线量得的尺寸,模数m=p/π。中国的同步齿形带采用模数制,其规格用模数×带宽×齿数表示。

与普通带传动相比,同步齿形带传动的特点是:①钢丝绳制成的强力层受载后变形极小,齿形带的周节基本不变,带与带轮间无相对滑动,传动比恒定、准确;②齿形带薄且轻,可用于速度较高的场合,传动时线速度可达40米/秒,传动比可达10,传动效率可达98%;③结构紧凑,耐磨性好;④由于预拉力小,承载能力也较小;⑤制造和安装精度要求甚高,要求有严格的中心距,故成本较高。同步齿形带传动主要用于要求传动比准确的场合,如计算机中的外部设备、电影放映机、录像机和纺织机械等。

承载能力  靠摩擦传动的带传动在工作前必须有一定的预拉力F0 紧套在两轮上,使带与轮面之间产生一定的正压力。当主动轮开始转动时,带与轮面之间便产生摩擦力,将动力和运动由主动轮传到从动轮。这时,带的一边拉力增大为 F1,称为紧边;另一边拉力减小为F2,称为松边。紧边与松边拉力的差(F1-F2)称为有效拉力Ft,它等于沿带轮的接触弧上摩擦力的总和,即所能传递的圆周力,表示带传动的承载能力。一般来说,增大预拉力可以增大摩擦力,使紧边和松边的拉力差增大,提高带所能传递的圆周力。但在一定的预拉力条件下,紧边和松边的拉力差有一极限值,超过此值时带就在轮上打滑,传动失效。F1与F2有如下关系:

式中e为自然对数的底;μ为带与轮面间的摩擦系数;α为带与轮接触弧长所对应的圆心角,称为包角。

带传动的承载能力与预拉力、包角和摩擦系数有关,随着这些参数的增大而增大。三角带传动是靠带的两侧面工作,上式中的μ应是考虑这种情况后所增大了的当量摩擦系数,故在同样的预拉力条件下,三角带能比平型带产生较大的摩擦力,即能传递更大的圆周力。因此,传递同样的功率三角带传动结构较为紧凑,但仅用作开口传动。

§ 功率损失

带传动

1、滑动损失 摩擦型带传动工作时,由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形成弹性滑动,导致带与从动轮的速度损失。弹性滑动率通常在1%~2%之间。严重滑动,特别是过载打滑,会使带的运动处于不稳定状态,效率急剧降低,磨损加剧,严重影响带的寿命。滑动损失随紧、松边拉力差的增大而增大,随带体弹性模量的增大而减小。

2、内摩擦损失 带在运行中的反复伸缩,在带轮上的挠曲会使带体内部产生摩擦引起功率损失。 内摩擦损失随预紧力、带厚与带轮直径比的增加而增大。减小带的拉力变化,可减小其内摩擦损失。

3、带与带轮工作面的粘附性以及V带楔入、退出轮槽的侧面摩擦损失。

4、空气阻力损失 高速运行时,运行风阻引起的功率损失。其损失与速度的平方成正比。因此设计高速带传动时,应减小带的表面积,尽量用厚而窄的带;带轮的轮辐表面应平滑(如用椭圆轮辐)或用辐板以减小风阻。

5、轴承摩擦损失 轴承受带拉力的作用,是引起功率损失的重要因素之一。 综合上述损失,带传动的效率约在80%~98%范围内,进行传动设计时,根据带的种类选取。

§ 特点

1、优点:传动平稳、结构简单、成本低、使用维护方便、 有良好的挠性和弹性、过载打滑。

2、缺点:传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。

因此,带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v =5~25m/s,

i≤7的情况。

§ 使用和维护

使用注意事项

(1)安装:减小中心距,松开张紧轮,装好后再调整。

(2)V带注意型号、基准长度。

(3)两带轮中心线平行,带轮断面垂直中心线,主、 从动轮的槽轮在同一平面内,轴与轴端变形要小。

(4)定期检查。不同带型、不同厂家生产、不同新旧程度的V带不易同组使用。

(5)保持清洁,避免遇酸、碱或油污使带老化。会受变应力而产生疲劳破坏,所以带传动的设计应以不出现打滑和疲劳破坏为限界。

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更新时间:2024/9/21 19:47:38