专利名称：皮带传动张紧方法
技术领域：
本发明涉及一种皮带传动张紧方法，通过改变带轮中心距来改变传动皮带的张紧力，解决皮带传动的打滑问题。属于机械学部传动运输技术领域。
为实现这样的目的，本发明采用了带轮中心距自动可调方式，通过改变带轮中心距来改变传动皮带的张紧力。将能与机架相对摆动的座架作为传动带轮的安装一方，在该带轮两边皮带张力不相等时自动使座架摆动，从而使带轮中心距改变并同时导致皮带的张紧力改变。
如果要保证皮带在传递任何扭矩时均不会打滑，皮带的张紧力应自动随着传递扭矩的增加而自动增加，并且张力的增加幅度要不小于所传递扭矩的增加幅度。本发明的带轮中心距自动可调方式就是按照这一要求而设计的。一个带轮安装于机架上，另一个带轮安装于座架上，座架能绕自身的支点相对于机架摆动，靠座架自重或弹簧对皮带进行初始张紧。座架的支点选在皮带的紧边和松边之间且更靠近紧边，并且不在两个带轮的中心支点连线上。当传递某一方向的传动扭矩时，由于带轮两侧皮带张紧力不一样，致使座架绕支点作相对于机架的摆动，从而使带轮中心距改变，自动增加了皮带张紧力。
本发明由于设计上确保了皮带张紧力的自动增加幅度大于所传递扭矩的增加幅度，因此可以确保皮带传动在传递任何扭矩时均不会打滑，同时由于皮带的张力随着所传递扭矩的增减而自动增减，避免了皮带张力总是处于较大的状态，这也就大大延长了皮带的使用寿命。本发明具有结构巧妙、安全性能好、价格便宜、维护保养简单等特点，可以推广至所有的靠摩擦原理工作的带传动装置。
图1中，1为大带轮，2为机架，3为大带轮回转中心支点，4为小带轮，5为小带轮座架，6为小带轮回转中心支点，7为座架5绕机架2回转的中心支点，8为传动皮带。
图2为带传动系统受力分析图。
图2中，T1为传动带松边的张力，T2为传动带紧边的张力(即T2大于T1)，G为小带轮及座架等的重力，L1为T1到支点7的力臂距离，L2为T2到座架支点7的力臂距离，L为G到座架支点7的力臂距离，α为小带轮上的皮带包角。
在图1中，大带轮1绕机架2上固定的支点3转动，而小带轮4绕座架5上的支点6转动，座架5本身也能绕座架支点7相对于机架2摆动，8为联系大带轮1与小带轮4的传动皮带。当图1中座架支点7不处于两个带轮的中心支点3和6的连线上时，则若座架5摆动时，支点3和支点6之间的距离改变，也即两带轮的中心距改变，从而导致皮带张紧力的改变。
本发明的要点在于座架支点7的位置选取，首先座架支点7应选取在两根皮带(即紧边和松边)之间，同时不能选取在两皮带轮中心的连线上，并且座架支点7应更靠近紧边。
图2为传动系统受力分析，T1为传动带松边的张力，T2为传动带紧边的张力，G为重力，L1为T1到座架支点7的距离，L2为T2到座架支点7的距离，L为G到座架支点7的距离，很容易列出式(1)表示的受力平衡方程 式(1)中μ和α分别为皮带与带轮之间的当量摩擦系数以及小带轮上的皮带包角，e为自然对数的底，且e＝2.718281828......。经过简单的推导，从式(1)得到皮带打滑时在小带轮上所能传递的最大扭矩为Mmax=(T2-T1)·R=G·L·R·(eμα-1)L1-L2·eμα---(2)]]>式(2)中Mmax为小带轮上所能传递的最大扭矩，R为小带轮半径，由此可见，当式(2)中分母为零时，传递的最大扭矩Mmax将为无穷大，即皮带永远不打滑。当然在这种情况下，由于皮带强度及其他部件强度有限制，实际的传递扭矩不可能达到无穷大。因此能实现皮带不打滑的条件为下面的式(3)L1-L2 ·eμα＝0即L1L2=eμα---(3)]]>实际上，式(3)为皮带永远不打滑应满足的临界条件，更加通用的条件为下面的式(4)1≤L1L2≤eμα---(4)]]>综上所述，只要座架支点7的选取符合式(4)的条件，且传递扭矩时产生的皮带张力对应的紧边、松边符合图2情况时，皮带传动将永远不会打滑。应该指出的一点是图2中的重力G仅仅是使皮带产生初始接触，其大小并不重要，而且可以为其他任何形式的力如弹簧力替代。
权利要求
1.一种皮带传动张紧方法，大带轮(1)绕机架(2)上固定的支点(3)转动，小带轮(4)绕座架(5)上的支点(6)转动，两个带轮通过传动皮带(8)联系，其特征在于采用带轮中心距自动可调方式，座架(5)本身能绕座架支点(7)相对于机架(2)摆动，座架支点(7)选取在皮带的紧边和松边之间并靠近紧边，同时不在两皮带轮中心的连线上，座架支点(7)的选取根据公式1≤L1L2≤eμα]]>决定，其中L1为传动带松边的张力T1到座架支点(7)的距离，L2为传动带紧边的张力T2到座架支点(7)的距离，μ和α分别为皮带(8)与带轮之间的当量摩擦系数以及小带轮(4)上的皮带包角。
全文摘要
一种皮带传动张紧方法，采用带轮中心距自动可调方式，一个带轮安装于机架上，另一个带轮安装于座架上，座架能绕自身的支点相对于机架摆动，座架的支点选在皮带的紧边和松边之间且更靠近紧边，并且不在两个带轮的中心支点连线上。当传递某一方向的传动扭矩时，由于带轮两侧皮带张紧力不一样，致使座架绕支点作相对于机架的摆动，从而使带轮中心距改变，自动增加了皮带张紧力。本发明可以确保皮带传动在传递任何扭矩时均不会打滑，能延长传动皮带的使用寿命，可以推广至所有的靠摩擦原理工作的皮带传动装置。
文档编号F16H7/10GK1474076SQ0311679
公开日2004年2月11日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者曾晓东 申请人:上海交通大学