帶傳動的工作原理與裝置

帶傳動的工作原理與裝置

1帶傳動的預緊力這種類型的傳動通過張力和摩擦來傳遞運動和動力。由于結構簡單、傳遞速度穩(wěn)定、維護方便、成本低廉、環(huán)境保護和中心距離大等優(yōu)點，在現(xiàn)代機械中得到了廣泛應用。然而，缺點是不同材料的皮帶不是一個完整的彈性體。在預緊力的作用下，經過一定時期的運行，由于塑性變形，預緊力降低。為了保證帶動傳統(tǒng)的勞動力，應定期檢查預緊力的值。如果出現(xiàn)缺陷，需要重新張開繃帶以確保正常工作。2帶傳動張力法的拉伸2.1調整軸的位置并擰緊(1)擺動式張緊裝置定期張緊機構應用最普遍.定期檢查預緊力的數(shù)值,如發(fā)現(xiàn)不足,則調節(jié)中心距,使帶重新張緊.對于兩軸處于水平或傾斜不大的傳動,可采用將裝有帶輪的電動機安裝在滑軌上的移動式張緊裝置(圖1a).對于垂直的或接近垂直的傳動,可采用將裝有帶輪的電動機固定在可擺動的機座上的擺動式張緊裝置(圖1b).(2)自動關閉設備自動張緊裝置常用于中、小功率的傳動,如圖2所示.將裝有帶輪的電動機安裝在浮動的擺架上,利用電動機和擺架的重量自動保持張緊力.2.2張緊裝置設計當中心距不能調節(jié)時,可采用張緊輪將帶張緊.圖3a為用于三角帶、同步齒形帶傳動的定期張緊裝置.圖3b為用于傳動比大而中心距小的自動張緊裝置,它靠懸重1將張緊輪2壓在帶上,以保持帶的張緊.張緊輪一般應安裝于帶的松邊,同時要考慮減小對小帶輪包角的影響,以免過大降低帶的傳動能力.此外,對于有接頭的平型帶還可以將帶截短,通過改變帶長的方法使帶張緊截去長度為ΔL=0.01L.3fps評分的積分式適當?shù)膹埦o力是保證帶傳動正常工作的重要因素.張緊力不足,帶將在帶輪上打滑,使帶急劇磨損;張緊力過大則會使帶的壽命降低,軸和軸承上的作用力增大.自動張緊傳動能自動保持所需的張緊力,而不考慮帶的伸長和無需再張緊.如圖2所示的擺動電動機式傳動,將電動機安裝在擺動平臺或搖架上,以使其重力的力矩能提供靜止拉力F0.在運轉狀態(tài)下,拉力成為F1(緊邊)和F2(松邊).如圖4所示,此圖是平臺、電動機、帶輪和一部分帶合在一起的自由體圖.設它們的合成重量W的作用線距平臺鉸支點A的距離為L,為了使W的作用更有效,將帶的松邊布置得比緊邊離鉸支點A遠些.設帶旋轉時出現(xiàn)在帶單位面積上的均布離心力Pc作用在帶上包角θ所對的圓弧內(圖上只畫在一般位置角ue001φ處),于是,由∑MA=0得:F1a+F2h-WL-∫θ0ΡcbrdφˉAL=0(1)F1a+F2h?WL?∫θ0PcbrdφALˉˉˉˉˉ=0(1)式中:b——帶的寬度;r——帶輪的半徑;a——帶的緊邊到鉸支點A的距離;h——帶的松邊到鉸支點A的距離;FC=Pcbr——帶所受的離心力.根據(jù)三角形OLA得:ˉAL=ˉΟAsinψ-ˉΟAsin(φ-β)ALˉˉˉˉˉ=OAˉˉˉˉˉsinψ?OAˉˉˉˉˉsin(φ?β)于是式(1)中的積分式成為:FCˉΟA∫θ0sin(φ-β)dφ=FC[ˉΟAcos(φ-β)]θ0=FC[ˉΟAcos(θ-β)-ˉΟAcos(-β)]=FC[ˉΟAcos(180°-α-β)-ˉΟAcos(-β)]=FC[-ˉΟAcos(α+β)-ˉΟAcos(-β)](2)FCOAˉˉˉˉˉ∫θ0sin(φ?β)dφ=FC[OAˉˉˉˉˉcos(φ?β)]θ0=FC[OAˉˉˉˉˉcos(θ?β)?OAˉˉˉˉˉcos(?β)]=FC[OAˉˉˉˉˉcos(180°?α?β)?OAˉˉˉˉˉcos(?β)]=FC[?OAˉˉˉˉˉcos(α+β)?OAˉˉˉˉˉcos(?β)](2)根據(jù)直角三角形OMA得-ˉΟAcos(α+β)=-ˉΟΜ=-(a+r)?OAˉˉˉˉˉcos(α+β)=?OMˉˉˉˉˉˉ=?(a+r)根據(jù)直角三角形ONA得-ˉΟAcos(-β)=-ˉΟAcosβ=-ˉΟΝ=-(h-r)?OAˉˉˉˉˉcos(?β)=?OAˉˉˉˉˉcosβ=?ONˉˉˉˉˉˉ=?(h?r)因此,式(1)中的積分式(2)的值為FC[-(a+r)-(h-r)]=-(a+h)FC(3)FC[?(a+r)?(h?r)]=?(a+h)FC(3)將式(3)代入式(1)并化簡得:(F1-FC)a+(F2-FC)h-Wl=0(4)(F1?FC)a+(F2?FC)h?Wl=0(4)當帶傳動所傳遞的功率為P(W)、帶的速度為v(m/s)時,則: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)在無載運轉(空轉)狀態(tài)下,因P=0,所以F1=F2=Wla+h+FC(8)F1=F2=Wla+h+FC(8)在無速(靜止或停車)狀態(tài)下,因v=0,FC=0.所以F1=F2=Wla+h(9)F1=F2=Wla+h(9)由歐拉公式得:F1-FCF2-FC=efφ1(10)F1?FCF2?FC=efφ1(10)式中:ue001φ1——帶發(fā)生滑動時的有效角;f——帶和帶輪之間的摩擦系數(shù).由式(5)和式(10)得F1=Ρv+F2=Ρvefφ1efφ1-1+FC(11)分析檢查表明,當ue001φ1達到最大時,比值efφ1efφ1-1達到最小,因此為了求F1min以傳遞給定的功率和速度,應令ue001φ1等于包角θ,故式(11)成為:F1min=Ρvefφ1efφ1-1+FC(12)令式(12)等于式(6),從而可得到最小懸臂值為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)在圖5所示的用承載張緊輪來張緊松邊帶的傳動中,靠懸錘的重力或彈簧力使能自由轉動的第3個帶輪壓向帶的松邊,由于此帶輪不傳遞扭矩,所以稱之為張緊輪或簡稱惰輪.設W為垂直向下而通過張緊輪中心的等效重力或彈簧力,θ′為帶在張緊輪上的包角,λ′為W與主動帶輪側帶切點處的半徑之間的夾角.于是,帶的松邊拉力可由下式計算:F2=Wsinλ′+sin(θ′-λ′)+FC(15)由上式可見,帶的松邊拉力F2僅取決于重力W、帶輪的位置和離心拉力FC.為充分利用小帶輪(主動帶輪或從動帶輪)上的包角而需要的最小重力或彈簧力可以這樣來確定:將式(12)代入式(5)得:F2min=Ρvefθefθ-1+FC-Ρv(16)以式(16)取代式(15)中的F2并簡化得:Wmin=Ρv[sinλ′+sin(θ′-λ′)]/(efθ-1)(17)4自張緊傳動的局限性(1)擺動電動機式傳動和其它定軸傳動一樣,都必須設計成在最大載荷傳動狀態(tài)下帶具有同樣的拉力F1,而此拉力F1決定了帶寬和帶厚.此要求見式(12).(2)在承受部分載荷、空轉和處于靜止狀態(tài)的擺動電動機式傳動中,帶的拉力可比定軸傳動中低得很多,式(8)和式(9)表明了這一點,這就使帶具有較長的