專利名稱：V形傳動帶和帶輪的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳動的帶和輪，具體是一種V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，v形傳動帶和帶輪之間全靠v面摩擦傳動。當(dāng)小帶輪為主動輪，大帶輪為從
動輪時，為了減速，大小兩個帶輪直徑比相當(dāng)大，大帶輪的包角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小帶輪的包角，從 而造成小帶輪打滑現(xiàn)象很普遍，雨雪天氣尤為嚴(yán)重。例如油田抽油機(jī)，打滑不但造成皮帶磨 損加劇，也造成生產(chǎn)作業(yè)斷續(xù)和長時間空轉(zhuǎn)，生產(chǎn)效率大大降低甚至停產(chǎn)。
中國專利公開CN2469244公開了一種"聯(lián)組圓弧齒形V帶"，它的帶體由伸張膠層、線繩 纏繞連接層、緩沖膠層、線繩纏繞強(qiáng)力層、定向短纖維壓縮膠層組成，帶體的橫截斷面下部 的形狀為2 8個并聯(lián)的V型截面形狀，在V型截面形狀的頂部沿帶體的縱軸線方向有連續(xù)的圓 弧齒形，帶體的上表面為平整表面。但該V帶的圓弧齒形僅是改善皮帶的曲撓性能，本身并 不傳遞力和力矩，于解決打滑問題無補(bǔ)。
中國專利公開CN1183338公開了一種"V形帶系統(tǒng)"，該系統(tǒng)使用的V形帶面上有與同步 帶輪嚙合的齒形，所使用的大帶輪是V形凹槽帶輪，小帶輪則是純嚙合傳動的同步帶輪。該 系統(tǒng)在啟動時，V形帶會在V形凹槽帶輪中略微打滑，能降低對于系統(tǒng)的初始啟動沖擊。由于 V形帶與小帶輪是同步帶嚙合關(guān)系，它們之間的滑動問題是克服了，但"啃齒"問題依然存 在。特別是該專利在皮帶設(shè)計時違背了皮帶設(shè)計的基本前提，也就是說皮帶的扭力承載體應(yīng) 該是皮帶的線繩或其它強(qiáng)力層而不不應(yīng)該是皮帶的橡膠層，因此，該專利的啃齒問題是設(shè)計 原理有誤，從而根本無法解決"啃齒"問題，"啃齒"情況非常嚴(yán)重，皮帶壽命非常短，根 本無法正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，V形傳動帶和帶輪 平時以V面的摩擦傳動為主，嚙合傳動為輔，既保證了扭力的傳遞仍由摩擦傳動來有效地傳 導(dǎo)到線繩或其強(qiáng)力層，又在皮帶與帶輪發(fā)生相對運(yùn)動也就是"打滑"時靠帶齒與輪齒的嚙合 來防止"打滑"，并且，在齒形設(shè)計時已經(jīng)有效解決了帶齒與輪齒的干涉問題，所以有效地 解決了"啃齒"問題。本發(fā)明的V形傳動帶和帶輪的一種設(shè)計方法，簡稱為"以帶適輪"，其特征在于按如下 步驟設(shè)計
1) 在帶有V形槽的帶輪的槽底上，按嚙合傳動原理設(shè)計出凹凸齒；
2) 在V形傳動帶內(nèi)徑面上，按嚙合傳動原理設(shè)計出與帶輪有嚙合關(guān)系的傳動帶；
3) 將傳動帶按作業(yè)狀態(tài)與帶輪在圖上嚙合，則在傳動帶包角部分到平直部分的轉(zhuǎn)折部 位上，會出現(xiàn)傳動帶的凸齒與帶輪的凹凸齒相干涉部分(由于凹凸齒的分界不十分嚴(yán)格，相 干涉部分可能在帶輪的凸齒部、凹齒部或它們的過渡部)。由于傳動帶與帶輪結(jié)合時的曲率 是在不斷發(fā)生變化的，大致表現(xiàn)在三個地方， 一種是與大帶輪結(jié)合部分， 一種是與小帶輪結(jié) 合部分，還有就是兩輪之間的平直部分。由于傳動帶采用非剛性的材質(zhì)制造，所以其上的齒 形在帶輪凹凸齒的約束狀態(tài)下和在平直位置的非約束狀態(tài)下的形狀是有變化的，正是這種變 化使傳動帶上的凹凸齒會在兩狀態(tài)轉(zhuǎn)變點(diǎn)上發(fā)生干涉(據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，某些規(guī)格的帶的干涉部
分可以厚到2 5 mm，例如C250麗規(guī)格)。相干涉問題的解決方案有三，也是本發(fā)明重要的 創(chuàng)新點(diǎn)。
一是將傳動帶的凸齒在齒形中心線兩邊對稱地縮窄到不與帶輪之凹凸齒相干涉，并用于 全帶的凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得傳動帶為凹凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶，即為 -凹齒-窄凸齒-凹齒-窄凸齒-首尾連接，均勻分布。其中凸齒縮窄，不是簡單的齒身縮窄， 還要按照傳動帶設(shè)計要求，考慮該凸齒與兩鄰凹齒的過渡。
或者將傳動帶的凸齒徑向縮小到不與帶輪之凹凸齒相干涉，并用于全帶的凸齒設(shè)計，其 余部分不變，使得傳動帶為凹凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶，即為-凹齒-縮凸齒-凹齒-縮凸齒-首尾連接，均勻分布。其中凸齒徑向縮小，不是簡單的齒高降低，還要按照傳動帶 設(shè)計要求，考慮該凸齒與兩鄰凹齒的過渡。
三是將傳動帶會發(fā)生干涉的凸齒取消，將其兩鄰的凹齒的齒底平滑相連，設(shè)計成長凹齒 ，使得傳動帶為長凹齒凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶，即為-長凹齒-凸齒-長凹齒-凸齒 -首尾連接，均勻分布。其中兩鄰凹齒的齒底平滑相連，不是簡單的幾何拉平，還要按照傳 動帶設(shè)計要求，考慮該長凹齒底部的形狀和該長凹齒與兩鄰?fù)过X的過渡。
所述的凹凸齒可以是漸開線齒、橢圓線齒、雙曲線齒、拋物線齒、擺線齒中的一種。優(yōu) 選為圓弧齒，它制造方便，使用效果比較理想。
帶輪和傳動帶可以是單槽單帶的，優(yōu)選為多排聯(lián)組的，以適應(yīng)更大的使用范圍。
所述的設(shè)計可以以機(jī)械制圖方式完成，作為優(yōu)選，所述的設(shè)計在計算機(jī)上完成，例如使 用CAD 、 PRO-E等制圖軟件。本發(fā)明的V形傳動帶和帶輪的另一種設(shè)計方法，簡稱為"以輪適帶"，也可以達(dá)到同樣的設(shè)計效果。按如下步驟設(shè)計
1) 在V形傳動帶內(nèi)徑面上，按嚙合傳動原理設(shè)計出凹凸齒。
2) 在帶有V形槽的帶輪的槽底上，按嚙合傳動原理設(shè)計出與傳動帶有嚙合關(guān)系的的凹凸
兇；
3) 將傳動帶按作業(yè)狀態(tài)與帶輪在圖上嚙合，則在傳動帶包角部分到平直部分的轉(zhuǎn)折部位上，會出現(xiàn)傳動帶的凹凸齒與帶輪之凹凸齒相干涉部分；
4) 將帶輪的凸齒在齒形中心線兩邊對稱地縮窄到不與傳動帶的凹凸齒相干涉，并用于全帶輪的凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得帶輪為凹凸齒間隔相連且均勻分布的帶輪；
或者將帶輪的凸齒徑向縮小到不與傳動帶的凹凸齒相干涉，并用于全帶輪的凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得帶輪為凹凸齒間隔相連且均勻分布的帶輪。
或者將將帶輪會發(fā)生干涉的凸齒取消，將其兩鄰的凹齒的齒底平滑相連，設(shè)計成長凹齒，使得帶輪為長凹齒凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶。
本方法的有關(guān)原理解釋，三種解決方案的說明均與上面的方法相仿。
所述的凹凸齒可以是漸開線齒、橢圓線齒、雙曲線齒、拋物線齒、擺線齒中的一種。優(yōu)選為圓弧齒，它制造方便，使用效果比較理想。
帶輪和傳動帶可以是單槽單帶的，優(yōu)選為多排聯(lián)組的，以適應(yīng)更大的使用范圍。
所述的設(shè)計可以以機(jī)械制圖方式完成，作為優(yōu)選，所述的設(shè)計在計算機(jī)上完成，例如使用CAD 、 PRO-E等制圖軟件。
本發(fā)明方法設(shè)計出的傳動帶和帶輪(特別是小帶輪)，平常依靠摩擦傳動，傳動帶的凹凸齒雖接觸但基本不傳遞力和力矩的；只有在打滑時才疊加有齒嚙合傳動，使工作機(jī)能正常生產(chǎn)。即使發(fā)生爬齒現(xiàn)象，也能平穩(wěn)、順暢地度過，有效提高了傳動帶的使用壽命。經(jīng)實(shí)際試用，效果十分理想。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的作業(yè)示意圖2是圖1的A部結(jié)構(gòu)放大示意圖3-l 、 3-2是實(shí)施例l帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的作業(yè)示意圖5是圖4的D部結(jié)構(gòu)放大示意圖6-l、 6-2是實(shí)施例3帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但這些實(shí)施例不得理解為任何意義上對本發(fā)明的限制。
實(shí)施例l抓C250cm規(guī)格的傳動帶及帶輪的設(shè)計方法，在計算機(jī)上使用CAD軟件進(jìn)行。
1) 按250cm規(guī)格要求的參數(shù)，按嚙合傳動原理先設(shè)計出內(nèi)徑面有凹凸齒為圓弧齒的五聯(lián)排V形傳動帶2，見圖3。其V形角為38度，其圓弧齒齒形曲線以細(xì)實(shí)線2-l表示；
2) 按嚙合傳動原理，在帶有V形輪槽的五聯(lián)排帶輪1的槽底設(shè)計出與傳動帶2凹凸齒2-1嚙合的圓弧齒，其圓弧齒齒形曲線以虛線l-l表示；即虛線l-l'和細(xì)實(shí)線2-l重合；
3) 見圖l，將傳動帶2按作業(yè)狀態(tài)與帶輪1在圖上嚙合，見圖2，則在傳動帶包角部分到平直部分的轉(zhuǎn)折部位上，會出現(xiàn)傳動帶2的圓弧凸齒與帶輪1之圓弧凹凸齒相干涉部分，即圓弧齒齒形曲線1-1和圓弧齒齒形曲線2-1的重疊部B;
4) 將帶輪1的圓弧凸齒在齒形中心線兩邊對稱地縮窄到不與傳動帶2的圓弧齒相干涉的窄圓弧凸齒(其齒形曲線以細(xì)實(shí)線l-2，或點(diǎn)劃線l-3表示)，并用于全帶輪的圓弧凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得帶輪的凹凸齒為-圓弧凹齒-窄圓弧凸齒-圓弧凹齒-窄圓弧凸齒-首尾連接，均勻分布。此即得到C250cm規(guī)格的傳動帶及帶輪的設(shè)計產(chǎn)品。
實(shí)施例2抓C250cm規(guī)格的傳動帶及帶輪的設(shè)計方法，在計算機(jī)上使用CAD軟件進(jìn)行。步驟l) 、 2) 、 3)同上例，見圖l、圖3。
4)將帶輪l的圓弧凸齒徑向縮小到不與傳動帶的凹凸齒相干涉的低圓弧凸齒(其齒形曲線以細(xì)實(shí)線l-4表示，見圖2)，并用于全帶輪的圓弧凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得帶輪的凹凸齒為-圓弧凹齒-矮圓弧凸齒-圓弧凹齒-矮圓弧凸齒-首尾連接，均勻分布。此即得到e250cm規(guī)格的另一傳動帶及帶輪的設(shè)計產(chǎn)品。
實(shí)施例3抓C280mm規(guī)格的長凹齒傳動帶及帶輪的設(shè)計方法，在計算機(jī)上使用CAD軟件進(jìn)行。
1) 按280cm規(guī)格要求的參數(shù)，按嚙合傳動原理先設(shè)計出內(nèi)徑面有凹凸齒為圓弧齒的五聯(lián)排V形傳動帶2，凹凸齒連續(xù)均布，見圖4;其V形角為38度；
2) 按嚙合傳動原理，在帶有V形輪槽的五聯(lián)排帶輪1的槽底設(shè)計出與傳動帶2凹凸齒2-1嚙合的圓弧凹凸齒，凹凸齒連續(xù)均布，見圖4。
3) 見圖4，將傳動帶2按作業(yè)狀態(tài)與帶輪1在圖上嚙合，則在傳動帶包角部分到平直部分的轉(zhuǎn)折部位上，會出現(xiàn)傳動帶2的圓弧凸齒與帶輪1之圓弧凹凸齒相干涉部分，即帶輪圓弧齒齒形曲線1-1和傳動帶圓弧齒齒形曲線2-1的重疊部D (見圖5);4)將帶輪l會發(fā)生干涉的兩凸齒取消，將其兩鄰凹齒的齒底平滑相連，設(shè)計成長凹齒1-5，使得帶輪l成為長凹齒-凸齒間隔相連且均勻分布的帶輪l，即為-長凹齒-凸齒-長凹齒-凸齒-首尾連接，環(huán)形均布。此即得到C250cm規(guī)格的傳動帶及帶輪的設(shè)計產(chǎn)品。見圖6-l和圖6-2。
權(quán)利要求
1.一種V形傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在于按如下步驟設(shè)計1)在帶有V形槽的帶輪(1)的槽底上，按嚙合傳動原理設(shè)計出凹凸齒；2)在V形傳動帶(2)內(nèi)徑面上，按嚙合傳動原理設(shè)計出與帶輪(1)有嚙合關(guān)系的傳動帶；3)將傳動帶(2)按作業(yè)狀態(tài)與帶輪(1)在圖上嚙合，則在傳動帶包角部分到平直部分的轉(zhuǎn)折部位上，會出現(xiàn)傳動帶(2)的凹凸齒與帶輪(1)的凹凸齒相干涉部分；4)將傳動帶(2)的凸齒在齒形中心線兩邊對稱地縮窄到不與帶輪(1)之凹凸齒相干涉，并用于全帶的凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得傳動帶(2)為凹凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶；或者將傳動帶(2)的凸齒徑向縮小到不與帶輪(1)之凹凸齒相干涉，并用于全帶的凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得傳動帶(2)為凹凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶；或者將傳動帶(2)會發(fā)生干涉的凸齒取消，將其兩鄰的凹齒的齒底平滑相連，設(shè)計成長凹齒，使得傳動帶(2)為長凹齒凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在于 :所述的凹凸齒是圓弧齒，或漸開線齒、橢圓線齒、雙曲線齒、拋物線齒、擺線齒中的一種
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在 于所述的帶輪(1)和傳動帶(2)為多排聯(lián)組的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在 于所述的設(shè)計在計算機(jī)上完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在于 所述的設(shè)計在計算機(jī)上完成。
6. 一種V形傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在于按如下步驟設(shè)計 1)在V形傳動帶(2)內(nèi)徑面上，按嚙合傳動原理設(shè)計出凹凸齒；2) 在帶有V形槽的帶輪(1)的槽底上，按嚙合傳動原理設(shè)計出與傳動帶(2)有嚙合 關(guān)系的凹凸齒；3) 將傳動帶(2)按作業(yè)狀態(tài)與帶輪(1)在圖上嚙合，則在傳動帶包角部分到平直部 分的轉(zhuǎn)折部位上，會出現(xiàn)傳動帶(2)的凹凸齒與帶輪(1)之凹凸齒相干涉部分；4) 將帶輪(1)的凸齒在齒形中心線兩邊對稱地縮窄到不與傳動帶(2)的凹凸齒相干 涉，并用于全帶輪的凸齒設(shè)計，其余部分不變，使得帶輪(1)為凹凸齒間隔相連且均勻分 布的帶輪；或者將帶輪(1)的凸齒徑向縮小到不與傳動帶2的凹凸齒相干涉，并用于全帶輪的凸 齒設(shè)計，其余部分不變，使得帶輪(1)為凹凸齒間隔相連且均勻分布的帶輪；或者將帶輪(1)會發(fā)生干涉的凸齒取消，將其兩鄰的凹齒的齒底平滑相連，設(shè)計成長 凹齒(1-5)，使得帶輪(1)為長凹齒凸齒間隔相連且均勻分布的傳動帶。
7 根據(jù)權(quán)利要求6所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在于 :所述的凹凸齒是圓弧齒，或漸開線齒、橢圓線齒、雙曲線齒、拋物線齒、擺線齒中的一種
8 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在 于所述的帶輪(1)和傳動帶(2)為多排聯(lián)組的。
9 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在 于所述的設(shè)計在計算機(jī)上完成。
10 根據(jù)權(quán)利要求7所述的V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法，其特征在于 所述的設(shè)計在計算機(jī)上完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種V型傳動帶和帶輪的設(shè)計方法。它需要解決的技術(shù)問題是，V形傳動帶和帶輪平時以V面的摩擦傳動為主，嚙合傳動為輔。其設(shè)計步驟如下1)在帶有V形輪槽的帶輪(1)槽底上設(shè)計出凹凸齒；2)在V形傳動帶(2)內(nèi)徑面上，設(shè)計出與帶輪(1)有嚙合關(guān)系的凹凸齒。3)將傳動帶(2)按作業(yè)狀態(tài)與帶輪(1)在圖上嚙合，則在傳動帶包角部分到平直部分的轉(zhuǎn)折部位上，會出現(xiàn)傳動帶的凹凸齒與帶輪的凹凸齒相干涉部分；4)以縮窄齒，徑向縮小齒，或取消的方法來解決凸齒干涉問題。
文檔編號F16G5/20GK101649883SQ20091030481
公開日2010年2月17日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者汪金芳 申請人:杭州肯萊特傳動工業(yè)有限公司