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多楔带传动设计

2020-10-23 09:54 厦门三江盛达

多楔带又称多槽带或多沟带属于特殊带,常见的特殊带有多楔带、汽车用带、宽V带(无极变速)、双面V带(正反两面传动)和圆形带。

一、结构

在绳芯结构平带的基体下有几条楔角为40°的纵向V形楔的环形带。工作面是楔形的侧面。带材质国标有橡胶(采用模压工艺)和聚氨酯(采用浇注工艺)两种,主要以前者为主。后者聚氨酯型带体采用浇注成型,摩擦系数大,并有良好的耐磨、耐油性能;但允许工作温度低。

二、特点

同时具有平带柔软,V带摩擦力大的特点,比V带传动平稳,外廓尺寸小,传动效率高(92%~97%)。传递相同功率时,其结构宽度较普通V带传动小50%。

多楔带传递功率大(沿带宽最多可用到75楔),带速达40m/s,最大传动比可达37,还可实现多从动轮传动。

附:带传动的效率(约在80%~98%)

带的种类

效率/%

普通平带

94~98

有张紧轮的平带

90~95

尼龙片复合平带

98~99

普通V带:帘布结构

87~92

普通V带:线绳结构

92~96

窄V带

90~95

联组V带

89~94

多楔带

92~97

圆形带

95

同步带

93~98

 

三、应用范围

结构紧凑的传动,特别是用于要求V带根数多或轮轴垂直地面的传动;还可用于多轴传动。

四、皮带类型

常见的皮带类型(IOS(国际标准化组织)Standard,单位为mm)公制:PH、PJ、PK、PL、PM。[注:RMAStandard(美国橡胶标准)(单位为inch英寸(in.))皮带类型英制:H、J、K、L、M]。

多楔带属于标准件,已制订有国际标准ISO9982:1991,采用有效宽度制,有五种截面尺寸。我国标准等效采用国际标准。其长度为标准值,具体长度查阅设计手册或产品样本。

多楔带主要参数:

型号(PH、PJ、PK、PL、PM)、楔角(40°)、楔距、带高、峰数(楔数)、楔顶圆弧半径、楔底圆弧半径、带的有效长度及极限偏差

带的截面尺寸(GB/T16588-1996)(单位:mm)

型号

楔距

带高

楔顶圆弧半径Rmin

槽底圆弧半径Rmax

楔数

PH

1.60

3

     

PJ

2.34

4

0.4

0.2

4、6、8、10、12、16、20

PK

3.56

6

0.5

0.25

3~20

PL

4.70

10

0.4

0.4

6、8、10、12、14、16、18、20

PM

9.40

17

0.75

4、6、8、10、12、14、16、18、20

注:1)楔距累积误差是一个重要参数,但受带的工作张力和抗拉体弹性模量的影响。

2)楔数按客户要求切割。

多楔带的标记方法:楔数-型号-有效长度

例如:10PM3350

含义为楔数为10型号是PM有效长度为3350的多楔带。

不同类型皮带主要应用领域:

英寸制国家的多楔带带型符号中没有“P”字,两者尺寸基本一致。PH型用于传递运动,PK主要用于汽车,PJ、PL、PM多用于一般工业设备。

五、设计计算

已知条件:

传递的功率、大小带轮转速、原动机的种类、传动形式、传动比、主动轮转速、工作状况等。

设计需确认的参数:

带的类型、带的长度、带的楔数、带轮直径(参见JB/T 5983-1992)、传动中心距、皮带的工作张力和安装张力、作用在轴上的力、绘制带轮工作图。

设计计算内容及步骤:

1)设计功率计算Pd(kW)

Pd=KA*P

式中:

KA一工况系数(查相关手册);

P一传递的功率,kW。

工况类型:

(1)液体搅拌器、鼓风机和排气装置、离心泵和压缩机、风扇(≤7.5kW)、轻型输送机;

(2)带式输送机(沙子、尘物等)、和面机、风扇(>7.5kW)、发电机、洗衣机、机床、冲床、压力机、剪床、印刷机、往复式振动筛、正排量旋转泵;

(3)制砖机、斗式提升机、励磁机、活塞式压缩机、输送机(链板式、盘式、螺旋式)、锻压机床、造纸用打浆机、柱塞泵、正排量鼓风机、粉碎机、锯床和木工机械;

(4)破碎机(旋转式、颚式、滚动式)、研磨机(球式、棒式、圆筒式)、起重机、橡胶机械(压光机、模压机、轧制机);

(5)节流机械。

原动机类型:

(1)交流电动机(普通转矩、鼠笼式、同步、分相式)、直流电动机(并励)、内燃机;

(2)交流电动机(大转矩、大滑差率、单相、滑环式、串励)、直流电动机(复励)。

每天连续运转小时数/h:

(1)≤6h;

(2)6~16h;

(3)16~24h(含16h);

2)带型选择

根据设计功率Pd和小带轮转速n1(r/min),从多楔带选型图中选取。

3)传动比i计算:

若不考虑弹性滑动

i=n1/n2=dp2/dp1;

dp1=de1+2*δe;

dp2= de2+2*δe;

式中:

n2一大带轮转速,r/min;

dp1一小带轮节圆直径,mm;

dp2一大带轮节圆直径,mm;

de1一小带轮有效直径,mm;

de2一大带轮有效直径,mm;

δe一有效线差,查相关手册。

4)小带轮有效直径de1(mm):

根据所选带的型号查相关手册从有效直径系列中选取,为提高带的寿命,条件允许时,de1尽量取较大值。

5)大带轮有效直径de2(mm):

de2=i(de1+2*δe)-2*δe,从有效直径系列中选取。

6)带速v(m/s):

v=π*dp1*n1/(60x1000)≤vmax;

vmax≤30m/s;

注:若带速v过高,则应取较小的dp1或选用较小的多楔带型号。

7)初定中心距a0(mm):

0.7(de1+de2)<a0<2(de1+de2);

也可以根据结构要求定。

8)带的有效长度Le0(mm):

Le0=2*a0+π(de1+de2)/2+(de2-de1)^2/(4*a0);

计算出有效长度后,查相关手册根据标准长度选取相近的Le值。

9)实际中心距a(mm):

a=a0+(Le-Le0)/2;

为了安装方便以及补偿带的张紧力,中心距内、外侧调整量,查相关资料。

10)小带轮包角α1(°):

α1=180°-(de2-de1)x57.3°/a;

注:一般α1≥120°,如α1较小,应增大a或采用张紧轮。

11)带每楔所传递的基本额定功率Pt(kW):

根据带型、de1和n1从多楔带每楔传递的额定功率表中查得。

注:特定条件:i=1,α1=α2=180°,特定有效长度,平稳载荷。

12)i≠1时,带每楔所传递的基本额定功率增量△pt(kW):

根据带型、n1和i从多楔带每楔传递的额定功率表中查得。

13)带的楔数z(z取整数):

z=Pd/((Pt+△Pt)*Kα*KL

式中:

Kα一包角修正系数,查手册;

KL一带长修正系数,查手册;

14)有效圆周力Ft(N):

Ft=Pdx10^3/v;

15)带的紧边拉力F1(N):

F1=Ft*(Kr/(Kr-1))

式中:

Kr一带与带轮的楔合系数,查手册;

16)带的松边拉力F2(N):

F2=F1-Ft;

17)作用在轴上的力Fr(N):

Fr=(F1+F2)sin(α1/2)

带轮材料选择

多楔带带轮的结构形式及其材料选择与V带轮相同。设计带轮时,应使其结构便于制造,重量轻,材质分布均匀,并避免由于铸造产生过大的内应力。v>5m/s时要进行静平衡,v>25m/s时则应进行动平衡。

轮槽工作表面应光滑,以减少多楔带的磨损。

大小带轮根据不同使用要求可选用不同的材料,如某些场合大带轮可选用尼龙,小带轮选用Q235。带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料等。灰铸铁应用最广,当v≤30m/s时用HT150或HT200;v≥25~45m/s,则宜采用孕育铸铁或铸钢,也可用钢板冲压一焊接带轮。

小功率传动可用铸铝或塑料。

汽车、农业机械的辅助传动常用钢板冲压带轮或旋压带轮。

六、带轮结构设计(规格参数)

主要参数(参见GB/T16588-1996):型号、槽距(基本尺寸、极限偏差和累积误差)、楔角(40°±0.5°)、楔顶圆角半径、槽底圆弧半径。

注:槽的中心线应与带轮轴线成90°±0.5°角。

多楔带轮尺寸公差、形位公差及表面粗糙度(参见GB/T 16588-1996)项目有:有效直径偏差、径向圆跳动、端面圆跳动(在0.002倍有效直径de范围内)、轮槽工作面粗糙度值(Ra3.2)。

带轮的标记有槽型、楔数和有效直径de组成。

例如:P10PM250其含义:P为带轮代号,或用“带轮”;槽型PM;带轮的有效直径de=250mm。

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