(一)分类
皮带传动根据传动原理可分为摩擦传动和啮合传动。摩擦传动是传动带以一定的张紧力套在主动轮和被动轮上,依靠传动带和带轮表面之间产生的摩擦力传递运动。啮合传动则是依靠同步带表面的齿与同步带轮上的齿槽相啮合传递运动。因此,啮合传动可以达到同链传动或齿轮传动相同的固定传动比。此外,根据传动带在材质和截面形状等方面的不同,常见的传动带大致可以归类如下:
几种常用带的特点:
1.普通平带
普通平带抗拉强度较大,耐湿性好,中心矩大,价格便宜,但传动比小,效率较低,可呈交叉、半交叉及有导轮的角度传动,传动功率可达500kW。传动比一般小于7,带速15～30m/s。
2.普通V形带
普通V形带是截面为梯形的传动带,它在纺织机械中的应用很广泛。如图1-41。其两个侧面为工作面,与带轮轮槽接触,具有楔的作用。因此,摩擦力约比平带大一半以上,牵引能力也有提高。此外,它与平带相比,还具有下列优点:可减小带轮上的包角;可增大传动比;初张力小;可减小外廓尺寸。但V形带的高度比平型带的厚度大得多,这对其在带轮上的弯曲和传动时的机械效率不利。
普通V形带在开口式传动时最大传动比为i≤7;装有张紧轮时可达到i≤10。普通V形带最大允许挠曲次数为40次/s;传动效率约0.85～0.95;最大传动功率可达700kW;V形带传动属于摩擦传动,所以传动比不可能很准确,滑动率约在2%以下。带速20～30m/s,最佳带速20m/s。
3.窄V形带
如图1-42,窄V形带是在普通V形带基础上发展起来的一种新型V形带,它与普通V形带相比,带的宽度约减小1/4,所以横向刚度较大;带的顶面呈拱形,使强力层受载后仍保持一个平面,受力均匀;此外,其强力层的位置略高于普通V形带,使中性线上移,加上其两侧呈内凹曲线形,使带在带轮上弯曲时与带轮的槽面接触面积增大,柔性增加,因此,窄V形带传递功率的能力比普通V形带高得多。
窄V形带的长度误差比普通V形带约小1/2～1/3,因此,用多根窄V形带传动时,每根传动带的受力较均匀,带的寿命可提高2倍左右。
窄V形带带轮宽度和直径可减小,费用比普通V形带降低20%～40%,可以完全代替普通V形带。
窄V形带适用于高速传动,带速可达20～25m/s,极限达40～50m/s;也适用于低速传动。
窄V形带的传动效率为90%～97%。
综上所述,窄V形带有很多优越性,因此,近年来它越来越多用于一般机械和纺织机械的传动中,预计今后有取代普通V形带的趋势。
4.联组V形带
如图1-43联组V形带是窄V形带的延伸产品。各V形带长度一致,整体性好;各带受力均匀,横向刚度大,运转平稳,消除了单根带的震动;承载能力较高,寿命较长;适用于脉动负荷和有冲击振动的场合,特别适用于垂直地面的平行轴传动。要求带轮尺寸加工精度高。目前只有2～5根的联组。带速20～30m/s。
5.多楔带
如图1-44,多楔带又称复合V形带,它是一种新型传动带,是在平带基体下腹有若干纵向三角形楔的环形带,楔形面是工作面。近年来,它的应用已较广泛,在纺织机械中,一般用在要求V形带根数较多、冲击力较大的设备中。多楔带兼有平带和V形带的优点,与平带相比,有同样的可挠性,但在运转时它不会从带轮上脱落。能适用于高速,速比可达1∶10。与普通V形带相比,多楔带具有下列优点:
(1)传动能力大。由于多楔带和带轮的接触好,各工作面间的载荷分布均匀,所以它的承载能力高。在与普通V形带相同宽度的情况下,多楔带的传动功率可以增加30%～50%,也就是在传递相同的功率时,采用多楔带可使轮的直径和宽度减小,结构紧凑,成本降低。
(2)消除了多根带传动时带长度不均的现象。因此在瞬时过载时,多楔带仍能不打滑,继续以高效率传动。一般V形带的宽度沿带的周长有制造误差,造成传动比变化及引起振动,而多楔带没有这种缺点,它振动小,发热少,运转平稳。
(3)伸长率小,使用寿命长。多楔带和同步带一样,采用伸长率小、抗拉与抗疲劳强度高的钢丝绳或聚酯线绳作为强力层,外面包覆橡胶或聚氨酯。特别是聚氨酯多楔带,由于其比重轻,强度高,耐油及耐磨性好,摩擦系数高,传动性能更好。
6.同步带
20世纪40年代已经开始有同步带传动,由于其各种独特的优点而在现代机械工业中被广泛应用,品种和规格也得到新的发展。近年来,同步带传动在纺织机械中的应用日趋广泛,如精纺机、喷气织机、剑杆织机、喷水织机、织带机等设备中均有应用。同步带传动有以下特点:
(1)传动准确,没有打滑。同步带传动属于啮合传动,传动时同步带的齿与带轮的齿槽相啮合,传动比较准确,没有打滑。
(2)能适用于高速运转。现代机器要求速度高,可长时间连续运转,同步带能满足这一要求,其最高速度可达80m/s。
(3)维护保养方便。它不是金属和金属接触,所以不需要加润滑油,使机器保持清洁。同时,同步带在使用中不会伸长,所以给定初张力后不必调整,适宜在人员不易接近或操作不方便的部位采用。
(4)结构紧凑。同步带强度高,重量轻,带的厚度薄,挠性好,适于高速和较小的带轮直径,传动结构紧凑。
(5)传动效率高。同步带传动不是摩擦传动,且不需要有很大初张力,因此可减少轴承受力。同步带重量轻,啮合性能好,运行时产生的热量小,因此传动效率高,可达98%～99%。
(6)冲击性小。同步带没有链传动时节线上下跳动的现象,因此传动平稳,冲击性小,能用于正反向和精密的传动中。
(7)可减轻传动机构的重量。用同步带传动,可是用铝合金或塑料带轮。因此当传动相同功率时,采用同步带可以减轻传动机构的重量。
(8)速比大、载荷范围大。同步带传动的传动比可高达12～20,它能用于小至数瓦,大致数百千瓦的传动中。
(9)噪声小。同步带传动的噪声小于齿轮或链传动。
同步带按齿形分类可分为梯形齿同步带和圆弧齿同步带两类。如图1-45、图1-46。圆弧齿同步带和梯形齿同步带相比,齿根应力集中小,寿命更长,传递功率比梯形齿高1.2～2倍。
7.宽V形带
如图1-47。宽V形带曲挠性好,耐热性及耐侧压性能好,它广泛应用在无级变速传动机构中。如剑杆织机中常用的亨特式送经机构,其无级变速部分就采用的宽V形带式无级变速。
宽V形带具有以下特点:
(1)带的宽度大,带宽与带高之比一般为2～4。
(2)变速范围较大,可达3～6,带越宽,楔形角越小,变速范围越大;用楔形角小的宽带时,变速范围可达9～12。
(3)带的楔形角较小,在22°～40°之间。
(4)具有足够的横向刚度,能避免“塌腰”和扭转等现象。
(5)具有足够的纵向挠曲性。
(6)带的伸长率较小。
宽V形带也是依靠摩擦力传递动力,因此也有弹性滑动损失,传动比不能很精确。
8.齿形V形带
如图1-48。齿形V形带承载层为绳芯结构,内表面制成均布横向齿的V形带。它散热性好,与轮槽粘附性好,是曲挠性最好的V形带。
(二)带的张紧及安装
将传动带进行适当的张紧,使传动带具有一定的预紧力是带传动正常工作的重要因素。预紧力不足,带将在带轮上打滑,会使传递载荷的能力和效率降低,带的工作面磨损,小带轮急剧发热,有时还会导致带的振动。同步带还会因啮合不良而跳齿,甚至从带轮上脱落。预紧力过大,会使带的寿命降低,轴和轴承上的载荷增大,加剧轴承的发热和磨损。
带传动,其轴间距一般应能调整,以便张紧和更换传动带。张紧的方法有:
(1)移动一个带轮,使轴间距改变,一般是调节电动机的位置。
(2)利用一个位置可调的张紧轮进行调节。
(3)改变带长。对有接头的平带,常采用定期截去带长,使带张紧。
测量张力的方法:在带与两带轮的切点间的长度S中点处施加一垂直于带的压力F,使其产生挠度D,如图1-49所示,就可得出带的张力T,这些因素之间的关系式如下:
(2)多根带传动时,为使各带受载均衡,带的配合公差不应大于允许规定的数值。
(3)各带轮轴线应相互平行,各带轮相对应的V形型槽对称平面应重合。
(4)带装入轮槽前,应先调小中心矩,不得强行撬入。
(5)中心距调整应使带的张紧适度,所需初张紧力可按上述方法控制。
纺织知识/
第十一节 剑杆织机的主传动-带传动
