带传动弹性滑动与打滑的理论与实验分析

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1、万方数据2011年3月第十卷第1期滁州职业技术学院学报J0唧ALOFcIIIjZFIOUVOCAllONAI．＆僦lINlCAI．COI皿GEMar．2011V01．10No．1带传动弹性滑动与打滑的理论与实验分析王艳(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：通过对带传动受力分析从理论上对弹性滑动与打滑形成的原因、产生的后果进行对比分析：再通过带传动的实验来建立感性认识，对弹性滑动率与效率曲线进行分析．验证弹性滑动率￡、打滑．效率与有效拉力Fe之间的关系，得出带传动滑动率￡在I％一2％时，效率最高的结论．关键词：弹性滑动；打滑；弹性滑动率8：带传动效率中图分类号：THl

2、32文献标识码：A文章编号：1671—5993(2011)01-0067-04普通V带传动是现代机械中应用极其广泛的一种传动方式。其主要优点有：带是挠性体。有弹性．能缓冲和吸振，传动平稳，噪声小：可适用于两轴中心距较大的传动；但带传动也有其典型缺点：不能保证准确的传动比：摩擦损失较大．相比较齿轮传动效率0．95-0．99，V带传动传动效率为0．9_0．96，效率较低。从带传动传动比不准确的原因分析。主要由于弹性滑动造成的：而带传动效率的提高与载荷的大小有关，但过大的载荷会导致带传动的打滑。对带传动的分析。历来都要对弹性滑动与打滑存在的区别与联系进行分析。针对教材对这两个概念只是从理论上进行

3、解释．笔者在理论分析的基础上运用试验的方法进行验证。从而能对V带传动的设计中：“避免打滑又兼顾效率．所应该施加的载荷大小应该在什么范围?”这一问题提供一有力依据。一、带传动弹性滑动与打滑的理论分析(一)带传动受力分析为保证带传动正常：[作，传动带必须以一定的张紧力套在带轮上。当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，称为初拉力Fo如图a所示。当传动带传动时，由于带与带轮接触面之间摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等，如图b所示。一边被拉紧，拉力由F0增大到F。．称为紧边拉力；一边被放松，拉力由种—锈≈啾：．乡Fo减少到F2．称为松边拉力。设环形带的总长度不变，则紧边拉力的增加量F。一F0应等于松

4、边拉力的减少量睁F2。紧边与松边拉力之差称为带传动的有效拉力Fe．也是带所传递的圆周力，其大小Ft=Ff=Fl—F2=AP屁—硝效圆周力可——摩擦力的总和带传递的功率：P=景嘉。娜l乃=FD+譬{乞I最=昂+等(二)带的弹性滑动传动带是弹性体，受力后将产生弹性伸长。而传动带各点的拉力不同，则各点的弹性伸长亦不同。因此带各点的弹性伸长是随各点的拉力而变化的。这样各点的瞬间速度也将变化。但传动带在单位时收稿日期：2011-12—30作者简介：王艳(1973一)，安徽滁州人，学士，滁州职业技术学院讲师，主要从事机械设计与制造专业的教学．．67·万方数据专业研究与技术实践带传动弹性滑动与打滑的理论

5、与实验分析2011年第1期间内通过任一截面Z的质量流量是相同的。即pzVs=常数，公式中，成为x截面单位长度带的质量，儿为通过X截面的瞬时带速。忽略带拉力变化时其截面积的变化．则传动带受力E与K成正比。在不同位置上，拉力E不同，几应有所变化。由带传动受力分析可知，紧边拉力日大于松边拉力足。如图所示。当带在A点绕上主动轮时。带的速度移和主动轮的圆周速度p，是相等的。但在带自A点转到8点的过程中，所受拉力由局逐渐降到B．弹性伸长量也要相应减小。这样带在主动轮上是一面随带轮前进。一面向后收缩，因此带的速度∞低于主动轮的圆周速度移，．造成两者之间发生相对滑动。在从动轮上，情况正好相反，即带的速度t

6、，大于从动轮的圆周速度口：两者之间也发生相对滑动。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的滑动，称为弹性滑动。弹性滑动是带传动中无法避免的一种正常的物理现象。弹性滑动的主要影响是：J)使得带与搬轮问产生摩擦和磨损。降低传动效率；2)从动轮的圆周速度p：低于主动轮的圆周速度口，即产生了速度损失。这种速度损失还随外载荷的变化而变化．这就使得带传动不能保证准确的传动比。用F表示速度损失的程度。称为弹性滑动率占=st'v2x100％t，J(三)带的打滑在正常情况下，带的弹性滑动并不是发生在整个接触弧上。接触弧可分为有相对滑动的(滑动弧)和无相对滑动的(静弧)两部分，两段弧所对应的中-68。心角分

7、别称为滑动角和静角。静弧总是位于带绕上主、从动轮的开始部分，(上图AC弧所对圆心角为静角)滑动弧位于带离开主、从动轮的那一部分接触弧上。当带不传递载荷时，滑动角为零。弹性滑动只发生在带的滑动弧上，(上图BC弧所对圆心角为滑动角)。随着载荷的增加，滑动角逐渐增大．而静角逐渐减小。当滑动角等于包角而静角为零时，则弹性滑动扩大到整个接触弧，此时带传动的有效圆周力达到最大值，若载荷再进一步增大，则带和带轮间将发生打滑。当带传动出