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普通V带传动

普通V带是一种横断面为梯形的环形传动带,它适用于小中心距与大传动比的动力传递,广泛应用于纺织机械、机床以及一般的动力传动。

1V带传动的受力分析

带传动是靠摩擦力工作的,因此带在安装时必须以一定的张紧力套在带轮上。静止时,在带轮的上下两边承受相等的拉力,称为初拉力F0,如图14—6(a)所示。当带传动工作时,主动轮l以转速nl转动,带与带轮接触面间便产生摩擦力,主动轮作用在带上的摩擦力的方向与主动轮的转向相同,驱功带运动;带作用在从动轮上的摩擦力(图中未画出)驱动从动轮以转速n2转动,显然,从动轮作用在带上的摩擦力的方向与从动轮的转向相反,两个带轮作用在带上的摩擦力的方向如图14—6(b)所示。此时带两边的拉力不再相等。带进入主动轮的一边被进一步拉紧,拉力由F0增大到fl,称为紧边;带绕出主动轮的一边则被放松,拉力由F0降到F2,称为松边。通常认为带的总长度不变,则紧边拉力的增加量F1—P0应等于松边拉力的减少量F0—F2,即
  F1-F0=F0-F2
  则 F1+F2=2F0 (14—1)
  紧边拉力和松边拉力之差称为带传动的有效扯力F,即带所传递的有效圆周力。此力在数值上等于带与带轮接触面上各点摩擦力值的总和∑Ff,即F=F1—F2=∑Ff (14—2)
  有效圆周力F(N)、带速v(m/s)和带传递功率P(kW)之间的关系为P=Fv/1000 (14—3)
  由式(14—3)可知,当带速一定时,传递的功率P越大,则圆周力F越大,所需带与轮面之间的摩擦力也越大。

2带传动的弹性滑动及其传动比

传动带是弹性体,受到拉力的作用会发生弹性伸长,伸长量随着拉力的大小而变化。带在工作时,带由紧边绕过主动轮进入松边时,带内拉力由F1减小到F2,其伸长量也由δ1减小为δ2。这说明带在绕经带轮的过程中,相对于轮面向后收缩了δ—δ2,带与带轮轮面间出现了局部微小向后的相对滑动,造成带的速度v逐渐小于主动轮1的圆周速度v1。同理,当带由松边绕道从动轮进入紧边时,带内拉力增加,带逐渐被拉长,沿轮面产生局部微小向前的相对滑动,使带的速度v逐渐大于从动轮2的圆周速度v2,如图14—7所示。这种由于带的弹性变形而引起的带在轮面上的滑动现象称为弹性滑动。
  由于弹性滑动的存在,导致从动轮2的圆周速度v2小于主动轮1的圆周速度vl,其速度降低的程度用滑动率ε来表示,即
  ε=(v1-v2)/v1×l00%=(πn1d1-πn2d2)/πn1d1×100% (14—4)
式中,nl、n2分别为手动轮、从动轮的转速,单价为(r/mm);d1、d2分别为主动轮、从动轮的直径,单位为(mm),对V带传动则为基准直径。
  由式(14—4)可得带传动的传动比为
  i=n1/n2=dd2/dd1(1-ε)
  由于滑动率随所传递载荷的大小而变化,故带传动的传动比也不能保持恒定。带传动正常工作时,其滑动率ε=1%~2%,其值甚微,在一般计算中可不予考虑。

3带传动的失效形式

带传动工作时其主要的失效形式冉以下几种。
  1.打滑
  带传动是靠摩擦工作的,当初拉力F0一定时,带与带轮之间的摩擦力总和有一个极限值。当传递的有效圆周力F的值超过了极限摩擦力时,带将在带轮轮面上发生明显的滑动,这种现象称为打滑。打滑将使传动失效并加剧带的磨损,应予以避免。但打滑也可以起到保护其他零件的作用。
  带传动所能传递的最大圆周力与初拉力F0、摩擦因数和带轮包角α(即带与带轮接触弧所对应的中心角)等有关,增加初拉力F0、摩擦因数和包角α,都可以提高带传动所能传递的最大圆周力。但初拉力F0与摩擦因数不能太大,否则会降低传动带的寿命;包角α增加,带与带轮之间的摩擦力总和增加,从而提高了传动能力。因此,设计时为了保证带传动具有一定的传动能力,要求V带小轮上的包角α1≥120°。
  值得注意的是,打滑和弹性滑动是两个不同的概念,弹性滑动是因为带两边的拉力差使带两边的弹***形不等所致,是带传动正常工作时不可避免的固有特性;而打滑是因为过载所致,是可以避免的。
  2.带的疲劳破坏
  带在交变应力状念下工作,当应力循环次数达到一定值时,带将发生疲劳破坏,如脱皮、撕裂和拉断,从而使传动失效。

4带传动的张紧、安装和维护

1.带传动的张紧
  带长期在拉力作用下,要产生永久性变形,会逐渐松弛,张紧力随之减小,传动能力降低。为保证带传动正常工作能力,必须要有张紧装置重新调整带的张紧度,如图14—8所示为常用的几种方式。水平或接近水平布置的传动可用图14—8(a)所示的结构,用调节螺钉2推动电动机沿滑道l移动,从而将带张紧;垂直或接近垂直布置的传动可用图14—8(b)所示的结构,用螺杆的调节螺母使电动机在托架l上绕定点O摆动将带张紧;图14—8(a)、(b)所示的结构属于定期张紧。图14—8(c)所示的结构是利用电动机和机架的质量自动将带张紧使其保持固定不变的张紧力,这种结构属于自动张紧。当带传动的中心距固定时,可采用张紧轮来定期张紧,如图14—8(d)所示,张紧轮应置于松边内侧靠近大带轮处,以免减小小带轮的包角α1。
  2.带传动的安装和维护
  (1)安装时,两带轮轴线应保持平行,否则带会被扭曲和早期磨损,降低带的寿命。
  (2)要保证V带在带轮轮槽中的正确位置,过高和过低都不利于带的正常工作。
  (3)同组使用的V带应型号相同、长度相同,不同厂家生产的V带、新旧V带不能混用。
  (4)V带的张紧度要合适,一般中等中心距的带传动,带的张紧度以大拇指能将带按下15mm左右为宜。
  (5)带传动应设置防护罩,以保证安全,防止带与酸、碱或油接触而受腐蚀。
  (6)要定期对带传动进行检查,如有一根松弛或损坏则应更换所有的带。

普通V带传动词条图册

共 3 张图

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