试分析影响带传动传动能力的主要因素

1 5 试分析影响带传动传动能力的主要因素试分析影响带传动传动能力的主要因素 1 带传动的工作原理带传动的工作原理 图 1 带传动工作原理图 通过对传动带与带轮的受力情况的分析与研究 我们可得 1 10 2 e F FF 2 20 2 e F FF 从而可知 3 12e FFF 式中 带的预紧拉力 0 F 紧边拉力 1 F 松边拉力 2 F 带的有效拉力 e F 在带传动中 当带有打滑趋势时 其摩擦力即达到极限值 此时 带传动的有效拉力也 到最大值 进而我们可求得柔体摩擦的欧拉公式 4 12 fa FF e 对于V带有 5 sin 2 12 fa FF e 式中 f 带与带轮之间的摩擦系数 a 带在带轮上的包角 V带轮的槽角 由上式可得到带所能传递的最大有效拉力 6 0 1 2 1 fa ce fa e FF e 由上式可知 带传动的有效拉力即极限摩擦力总和与 带的初拉力 包角和当量摩擦系数有关 2 5 2 带的初拉力带的初拉力 从 3 式中可以看出 要想提高有效圆周力Fe最好是在增加F 1 的同时使F2 为零 但 是当F2 为零时 欧拉公式中F1 也将为零 所以Fe 也就为零 因此 按一般的张紧方法都 不能使F2 为零 那么采用压紧轮压紧的方法能使F2 为零 压紧轮使带与带轮之间产生了 摩擦力 且其动 静态变化值较小 近似为定值 完全取代了F2 的作用 从而使F2 为零 自然欧拉公式中F2 被摩擦力所取代 所以F1 不为零 F e 也就不会为零了 因此前后并 不矛盾 其图如下 把带松套在两个带轮上 在主从带轮松边的出口和进口A B 处 各加一个压紧轮1和2 由于压紧轮的压力Q1和Q2的作用 当带传动时 使带与带轮之间产生摩擦力 和 这个 a F b F 摩擦力完全可以代替松边拉力的作用 且 和 在静态或工作状态时 其变化不大 可视 a F b F 为定值 1 同时 在紧边处 沿两带轮切点跨距的中点C处加一压紧轮3 轮缘有宽度大于带宽 的U形槽 压紧轮的压力Q3 其方向垂直于两轮外公切线 使带具备一定的预紧力 0 F 3 包角包角 带与带轮接触弧所对应的中心角成为包角 21 1 180 57 3 dd dd a 带传动处于临界状态时F1与F2的关系 以平带为例 已知 带传动几何尺寸 摩擦系数为f 取微段如图 微段受力 dFN F F dF fdFN 图3 微段受力图 3 5 22 22 N N dd dFFSinFdF Sin dd fdFFdF CosFCos 微小 可取 1 且略去无穷小量 d 2 d Sin 2 d 2 d Cos N N dFFd fdFdF dF fd F 11 1 2 1 0 2 F f F FdF fde FF 从而可得 1 2 121 1 1 1 1 1 f f f f e FF e FF e FFFF e 结论 增大包角或增大摩擦系数 都可提高带传动所能传递的圆周力 增大小轮包角的结构措施增大小轮包角的结构措施 1 合理安排松边 紧边的位置 当传动中的两个带轮水平放置时 应将松边安排在轮的上部 紧边安排在轮的 下部 松边在重力作用下的下垂使得小轮包角有所增大 当两轮中心不等高时 应避免使两轮垂直放置 带的下垂使带变松 应使小轮在下 紧边在下 图4 合理安排松边 紧边 2 合理张紧 在两个传动轮之间增加一个张紧轮 通过改变张紧轮轮心的位置可以使带拉紧 在安排张紧轮的位置和张紧力的作用方向时应考虑对包角的影响 当要求张紧 力向内时应使张紧轮靠近小轮 当要求张紧力向外作用时应使张紧轮靠近大轮 4 5 图5合理张紧 4 当量摩擦系数当量摩擦系数 以带绕进主动轮部分为例 沿带的周向取一微小长度 沿带的侧面进行受力分析 受力情况如图所示平稳运行的 V 带传动 V 带横截面上的力和垂直 V 带横截面上 的力应满足力的平衡条件 即 图 7 V 带侧面摩擦力分析图 222 2222 mN jmN ZmN QNjN FF FF SinF Sin FF CosF Cos FF SinF CosFSinCosSin 即 2 sin 22 Q N F F SinCos 则 22 22 Q zNvQ F Cos FF CosF SinCosSin 22 v Cos SinCosSin 为带的侧面上总摩擦力 为楔面反力 为带压向带轮的压力 为径 m F N F Q F j F 向摩擦力 为周向摩擦力 为轮槽角 角为影响角 Z F 取值取值 1 摩擦系数 在实验室条件下 橡胶与铸铁的摩擦系数高达 1 但在实际传动情况下 橡 胶与铸铁带轮间的摩擦系数的数值要低得多 表 l 列出了从各种文献中收集 到的摩擦系数的数值 尽管资料来源不同 橡胶材质胶带与铸铁带轮的摩 擦系数为 p 0 2 0