[发明专利]V形传动带和带轮的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传动的带和轮，具体是一种V型传动带和带轮的设计方法。

背景技术

现有技术中，V形传动带和带轮之间全靠V面摩擦传动。当小带轮为主动轮，大带轮为从 动轮时，为了减速，大小两个带轮直径比相当大，大带轮的包角远远大于小带轮的包角，从 而造成小带轮打滑现象很普遍，雨雪天气尤为严重。例如油田抽油机，打滑不但造成皮带磨 损加剧，也造成生产作业断续和长时间空转，生产效率大大降低甚至停产。

中国专利公开CN2469244公开了一种“联组圆弧齿形V带”，它的带体由伸张胶层、线绳 缠绕连接层、缓冲胶层、线绳缠绕强力层、定向短纤维压缩胶层组成，带体的横截断面下部 的形状为2～8个并联的V型截面形状，在V型截面形状的顶部沿带体的纵轴线方向有连续的圆 弧齿形，带体的上表面为平整表面。但该V带的圆弧齿形仅是改善皮带的曲挠性能，本身并 不传递力和力矩，于解决打滑问题无补。

中国专利公开CN1183338公开了一种“V形带系统”，该系统使用的V形带面上有与同步 带轮啮合的齿形，所使用的大带轮是V形凹槽带轮，小带轮则是纯啮合传动的同步带轮。该 系统在启动时，V形带会在V形凹槽带轮中略微打滑，能降低对于系统的初始启动冲击。由于 V形带与小带轮是同步带啮合关系，它们之间的滑动问题是克服了，但“啃齿”问题依然存 在。特别是该专利在皮带设计时违背了皮带设计的基本前提，也就是说皮带的扭力承载体应 该是皮带的线绳或其它强力层而不不应该是皮带的橡胶层，因此，该专利的啃齿问题是设计 原理有误，从而根本无法解决“啃齿”问题，“啃齿”情况非常严重，皮带寿命非常短，根 本无法正常生产。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，克服了现有技术中存在的不足之处，V形传动带和带轮 平时以V面的摩擦传动为主，啮合传动为辅，既保证了扭力的传递仍由摩擦传动来有效地传 导到线绳或其强力层，又在皮带与带轮发生相对运动也就是“打滑”时靠带齿与轮齿的啮合 来防止“打滑”，并且，在齿形设计时已经有效解决了带齿与轮齿的干涉问题，所以有效地 解决了“啃齿”问题。

本发明的V形传动带和带轮的一种设计方法，简称为“以带适轮”，其特征在于按如下 步骤设计：

1)在带有V形槽的带轮的槽底上，按啮合传动原理设计出凹凸齿；

2)在V形传动带内径面上，按啮合传动原理设计出与带轮有啮合关系的传动带；

3)将传动带按作业状态与带轮在图上啮合，则在传动带包角部分到平直部分的转折部 位上，会出现传动带的凸齿与带轮的凹凸齿相干涉部分(由于凹凸齿的分界不十分严格，相 干涉部分可能在带轮的凸齿部、凹齿部或它们的过渡部)。由于传动带与带轮结合时的曲率 是在不断发生变化的，大致表现在三个地方，一种是与大带轮结合部分，一种是与小带轮结 合部分，还有就是两轮之间的平直部分。由于传动带采用非刚性的材质制造，所以其上的齿 形在带轮凹凸齿的约束状态下和在平直位置的非约束状态下的形状是有变化的，正是这种变 化使传动带上的凹凸齿会在两状态转变点上发生干涉(据研究发现，某些规格的带的干涉部 分可以厚到2~5mm，例如￠250MM规格)。相干涉问题的解决方案有三，也是本发明重要的 创新点。

一是将传动带的凸齿在齿形中心线两边对称地缩窄到不与带轮之凹凸齿相干涉，并用于 全带的凸齿设计，其余部分不变，使得传动带为凹凸齿间隔相连且均匀分布的传动带，即为 -凹齿-窄凸齿-凹齿-窄凸齿-首尾连接，均匀分布。其中凸齿缩窄，不是简单的齿身缩窄， 还要按照传动带设计要求，考虑该凸齿与两邻凹齿的过渡。

或者将传动带的凸齿径向缩小到不与带轮之凹凸齿相干涉，并用于全带的凸齿设计，其 余部分不变，使得传动带为凹凸齿间隔相连且均匀分布的传动带，即为-凹齿-缩凸齿-凹齿- 缩凸齿-首尾连接，均匀分布。其中凸齿径向缩小，不是简单的齿高降低，还要按照传动带 设计要求，考虑该凸齿与两邻凹齿的过渡。

三是将传动带会发生干涉的凸齿取消，将其两邻的凹齿的齿底平滑相连，设计成长凹齿 ，使得传动带为长凹齿凸齿间隔相连且均匀分布的传动带，即为-长凹齿-凸齿-长凹齿-凸齿 -首尾连接，均匀分布。其中两邻凹齿的齿底平滑相连，不是简单的几何拉平，还要按照传 动带设计要求，考虑该长凹齿底部的形状和该长凹齿与两邻凸齿的过渡。