理论教育 带传动的受力分析优化方法

带传动的受力分析优化方法

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:带张紧在带轮上,带的两边将受到相同的初拉力F0[图4.10]。由公式(4.4)、(4.6)和(4.8)可得由上式可知,带传动处于即将打滑还未打滑的临界状态时的最大有效拉力Fec,随初拉力F0,包角α,摩擦系数f的增大而增大。其中F0的影响最大,它直接影响到带传动的工作能力,但如果F0过大,将使带的磨损加剧,缩短带的使用寿命,如F0过小,则带的工作能力得不到充分发挥。因此,设计带传动时必须合理确定F0值。

带传动的受力分析优化方法

带张紧在带轮上,带的两边将受到相同的初拉力F0[图4.10(a)]。当带传动工作时,因带和带轮间的静摩擦力作用使带进入主动轮的一边进一步拉紧,拉力由F0增至F1,带绕出主动轮的一边放松,拉力由F0降至F2,形成紧边和松边[图4.10(b)]。

如果近似认为带的总长度保持不变,并假设带为线弹性体,则带紧边拉力的增量应等于松边拉力的减少量,即

图4.10 带传动的受力情况

带紧边和松边的拉力差为带传动所传递的有效拉力Fe,取与主动小带轮接触的传动带为分析对象(图4.11),则传动带力矩平衡条件为

可得

图4.11 带与带轮的受力分析(www.daowen.com)

有效拉力Fe(N)、带速υ(m/s)和传递功率P(kW)之间的关系为

由上式可知,若带速υ一定,带传递的功率P取决于带传动中的有效拉力Fe,即带和带轮之间的总摩擦力Ff。但Ff存在一极限值Fflim,超过这一极限,带在带轮上发生全面滑动而使传动失效,这种现象称为打滑,应予避免。

当带传动中有打滑趋势时,摩擦力达到临界值,这时带传动的有效拉力也达到最大值。在即将打滑、尚未打滑的临界状态,紧边拉力F1和松边拉力F2的关系由挠性体摩擦的欧拉公式表示

式中 e—— 自然对数的底,e=2.718 3;

α—— 包角,rad;

f —— 带和轮缘间的摩擦系数

由公式(4.4)、(4.6)和(4.8)可得

由上式可知,带传动处于即将打滑还未打滑的临界状态时的最大有效拉力Fec(即总摩擦力的极限值Fflim),随初拉力F0,包角α,摩擦系数f的增大而增大。其中F0的影响最大,它直接影响到带传动的工作能力,但如果F0过大,将使带的磨损加剧,缩短带的使用寿命,如F0过小,则带的工作能力得不到充分发挥。因此,设计带传动时必须合理确定F0值。

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