帶傳動(dòng)的受力分析
把一根或多根環(huán)形V帶張緊套裝在主動(dòng)輪1和從動(dòng)輪2上,使撓性帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生壓力。工作時(shí),靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。在一定的條件下,摩擦力有一極限值,如果工作阻力超過(guò)了摩擦力的極限值,帶將在帶輪面上打滑,帶傳動(dòng)將不能正常工作。
為保證帶傳動(dòng)正常工作,傳動(dòng)帶必須以一定的張緊力套在帶輪上。當(dāng)傳動(dòng)帶靜止時(shí),帶兩邊承受相等的拉力,稱(chēng)為初拉力F0,如圖所示。當(dāng)傳動(dòng)帶傳動(dòng)時(shí),由于帶與帶輪接觸面之間摩擦力的作用,帶兩邊的拉力不再相等,如圖所示。一邊被拉緊,拉力由F0增大到F1,稱(chēng)為緊邊;一邊被放松,拉力由F0減少到F2,稱(chēng)為松邊。設(shè)環(huán)形帶的總長(zhǎng)度不變,則緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松邊拉力的減少量F0-F2。
F1-F0=F0-F2
F0=(F1+F2)/2
帶兩邊的拉力之差F稱(chēng)為帶傳動(dòng)的有效拉力。實(shí)際上F是帶與帶輪之間摩擦力的總和,在最大靜摩擦力范圍內(nèi),帶傳動(dòng)的有效拉力F與總摩擦力相等,F(xiàn)同時(shí)也是帶傳動(dòng)所傳遞的圓周力,即
F=F1-F2
帶傳動(dòng)所傳遞的功率為 P=Fv/1000
式中P為傳遞功率,單位為KW;F為有效圓周力,單位為N;v為帶的速度,單位為m/s。
在一定的初拉力F0作用下,帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和有一極限值。當(dāng)帶所傳遞的圓周力超過(guò)帶與帶輪接觸面間摩擦力的總和的極限值時(shí),帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對(duì)滑動(dòng),這種現(xiàn)象稱(chēng)為打滑。帶打滑時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降,使傳動(dòng)失效,同時(shí)也加劇了帶的磨損,應(yīng)避免打滑。
2 帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析
3 帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和傳動(dòng)比
傳動(dòng)帶是彈性體,受到拉力后會(huì)產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng),伸長(zhǎng)量隨拉力大小的變化而改變。帶由緊邊繞過(guò)主動(dòng)輪進(jìn)入松邊時(shí),帶的拉力由F1減小為F2,其彈性伸長(zhǎng)量也由δ1減小為δ2。這說(shuō)明帶在繞過(guò)帶輪的過(guò)程中,相對(duì)于輪面向后收縮了(δ1-δ2),帶與帶輪輪面間出現(xiàn)局部相對(duì)滑動(dòng),導(dǎo)致帶的速度逐步小于主動(dòng)輪的圓周速度,如上面動(dòng)畫(huà)演示。同樣,當(dāng)帶由松邊繞過(guò)從動(dòng)輪進(jìn)入緊邊時(shí),拉力增加,帶逐漸被拉長(zhǎng),沿輪面產(chǎn)生向前的彈性滑動(dòng),使帶的速度逐漸大于從動(dòng)輪的圓周速度。這種由于帶的彈性變形而產(chǎn)生的帶與帶輪間的滑動(dòng)稱(chēng)為彈性滑動(dòng)。
彈性滑動(dòng)和打滑是兩個(gè)截然不同的概念。打滑是指過(guò)載引起的全面滑動(dòng),是可以避免的。而彈性滑動(dòng)是由于拉力差引起的,只要傳遞圓周力,就必然會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng),所以彈性滑動(dòng)是不可以避免的。
滑動(dòng)率ε表示,即