普通V帶傳動

普通V帶是一種橫斷面為梯形的環(huán)形傳動帶，它適用于小中心距與大傳動比的動力傳遞，廣泛應(yīng)用于紡織機(jī)械、機(jī)床以及一般的動力傳動。

1V帶傳動的受力分析

帶傳動是靠摩擦力工作的，因此帶在安裝時必須以一定的張緊力套在帶輪上。靜止時，在帶輪的上下兩邊承受相等的拉力，稱為初拉力F0，如圖14—6(a)所示。當(dāng)帶傳動工作時，主動輪l以轉(zhuǎn)速nl轉(zhuǎn)動，帶與帶輪接觸面間便產(chǎn)生摩擦力，主動輪作用在帶上的摩擦力的方向與主動輪的轉(zhuǎn)向相同，驅(qū)功帶運(yùn)動；帶作用在從動輪上的摩擦力(圖中未畫出)驅(qū)動從動輪以轉(zhuǎn)速n2轉(zhuǎn)動，顯然，從動輪作用在帶上的摩擦力的方向與從動輪的轉(zhuǎn)向相反，兩個帶輪作用在帶上的摩擦力的方向如圖14—6(b)所示。此時帶兩邊的拉力不再相等。帶進(jìn)入主動輪的一邊被進(jìn)一步拉緊，拉力由F0增大到fl，稱為緊邊；帶繞出主動輪的一邊則被放松，拉力由F0降到F2，稱為松邊。通常認(rèn)為帶的總長度不變，則緊邊拉力的增加量F1—P0應(yīng)等于松邊拉力的減少量F0—F2，即
　　F1－F0＝F0－F2
　　則 F1＋F2＝2F0 (14—1)
　　緊邊拉力和松邊拉力之差稱為帶傳動的有效扯力F，即帶所傳遞的有效圓周力。此力在數(shù)值上等于帶與帶輪接觸面上各點(diǎn)摩擦力值的總和∑Ff，即F＝F1—F2＝∑Ff (14—2)
　　有效圓周力F(N)、帶速v(m/s)和帶傳遞功率P(kW)之間的關(guān)系為P＝Fv/1000 (14—3)
　　由式(14—3)可知，當(dāng)帶速一定時，傳遞的功率P越大，則圓周力F越大，所需帶與輪面之間的摩擦力也越大。

2帶傳動的彈性滑動及其傳動比

傳動帶是彈性體，受到拉力的作用會發(fā)生彈性伸長，伸長量隨著拉力的大小而變化。帶在工作時，帶由緊邊繞過主動輪進(jìn)入松邊時，帶內(nèi)拉力由F1減小到F2，其伸長量也由δ1減小為δ2。這說明帶在繞經(jīng)帶輪的過程中，相對于輪面向后收縮了δ—δ2，帶與帶輪輪面間出現(xiàn)了局部微小向后的相對滑動，造成帶的速度v逐漸小于主動輪1的圓周速度v1。同理，當(dāng)帶由松邊繞道從動輪進(jìn)入緊邊時，帶內(nèi)拉力增加，帶逐漸被拉長，沿輪面產(chǎn)生局部微小向前的相對滑動，使帶的速度v逐漸大于從動輪2的圓周速度v2，如圖14—7所示。這種由于帶的彈性變形而引起的帶在輪面上的滑動現(xiàn)象稱為彈性滑動。
　　由于彈性滑動的存在，導(dǎo)致從動輪2的圓周速度v2小于主動輪1的圓周速度vl，其速度降低的程度用滑動率ε來表示，即
　　ε＝(v1－v2)/v1×l00％＝(πn1d1－πn2d2)/πn1d1×100％ (14—4)
式中，nl、n2分別為手動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速，單價為(r/mm)；d1、d2分別為主動輪、從動輪的直徑，單位為(mm)，對V帶傳動則為基準(zhǔn)直徑。
　　由式(14—4)可得帶傳動的傳動比為
　　i＝n1/n2＝dd2/dd1(1－ε)
　　由于滑動率隨所傳遞載荷的大小而變化，故帶傳動的傳動比也不能保持恒定。帶傳動正常工作時，其滑動率ε＝1％～2％，其值甚微，在一般計算中可不予考慮。

3帶傳動的失效形式

帶傳動工作時其主要的失效形式冉以下幾種。
　　1．打滑
　　帶傳動是靠摩擦工作的，當(dāng)初拉力F0一定時，帶與帶輪之間的摩擦力總和有一個極限值。當(dāng)傳遞的有效圓周力F的值超過了極限摩擦力時，帶將在帶輪輪面上發(fā)生明顯的滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將使傳動失效并加劇帶的磨損，應(yīng)予以避免。但打滑也可以起到保護(hù)其他零件的作用。
　　帶傳動所能傳遞的最大圓周力與初拉力F0、摩擦因數(shù)和帶輪包角α(即帶與帶輪接觸弧所對應(yīng)的中心角)等有關(guān)，增加初拉力F0、摩擦因數(shù)和包角α，都可以提高帶傳動所能傳遞的最大圓周力。但初拉力F0與摩擦因數(shù)不能太大，否則會降低傳動帶的壽命；包角α增加，帶與帶輪之間的摩擦力總和增加，從而提高了傳動能力。因此，設(shè)計時為了保證帶傳動具有一定的傳動能力，要求V帶小輪上的包角α1≥120°。
　　值得注意的是，打滑和彈性滑動是兩個不同的概念，彈性滑動是因?yàn)閹蛇叺睦Σ钍箮蛇叺膹?**形不等所致，是帶傳動正常工作時不可避免的固有特性；而打滑是因?yàn)檫^載所致，是可以避免的。
　　2．帶的疲勞破壞
　　帶在交變應(yīng)力狀念下工作，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值時，帶將發(fā)生疲勞破壞，如脫皮、撕裂和拉斷，從而使傳動失效。

4帶傳動的張緊、安裝和維護(hù)

1．帶傳動的張緊
　　帶長期在拉力作用下，要產(chǎn)生永久性變形，會逐漸松弛，張緊力隨之減小，傳動能力降低。為保證帶傳動正常工作能力，必須要有張緊裝置重新調(diào)整帶的張緊度，如圖14—8所示為常用的幾種方式。水平或接近水平布置的傳動可用圖14—8(a)所示的結(jié)構(gòu)，用調(diào)節(jié)螺釘2推動電動機(jī)沿滑道l移動，從而將帶張緊；垂直或接近垂直布置的傳動可用圖14—8(b)所示的結(jié)構(gòu)，用螺桿的調(diào)節(jié)螺母使電動機(jī)在托架l上繞定點(diǎn)O擺動將帶張緊；圖14—8(a)、(b)所示的結(jié)構(gòu)屬于定期張緊。圖14—8(c)所示的結(jié)構(gòu)是利用電動機(jī)和機(jī)架的質(zhì)量自動將帶張緊使其保持固定不變的張緊力，這種結(jié)構(gòu)屬于自動張緊。當(dāng)帶傳動的中心距固定時，可采用張緊輪來定期張緊，如圖14—8(d)所示，張緊輪應(yīng)置于松邊內(nèi)側(cè)靠近大帶輪處，以免減小小帶輪的包角α1。
　　2．帶傳動的安裝和維護(hù)
　　(1)安裝時，兩帶輪軸線應(yīng)保持平行，否則帶會被扭曲和早期磨損，降低帶的壽命。
　　(2)要保證V帶在帶輪輪槽中的正確位置，過高和過低都不利于帶的正常工作。
　　(3)同組使用的V帶應(yīng)型號相同、長度相同，不同廠家生產(chǎn)的V帶、新舊V帶不能混用。
　　(4)V帶的張緊度要合適，一般中等中心距的帶傳動，帶的張緊度以大拇指能將帶按下15mm左右為宜。
　　(5)帶傳動應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩，以保證安全，防止帶與酸、堿或油接觸而受腐蝕。
　　(6)要定期對帶傳動進(jìn)行檢查，如有一根松弛或損壞則應(yīng)更換所有的帶。