機械零部件中的傳動方式有許多種,其中數控銑床上的帶傳動運用較多,如電機的皮帶傳動方式、高速主軸的同步帶傳動方式,都應用在不同的各類數控銑床中。帶傳動是由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的帶所組成。由于張緊,在帶和帶輪的接觸面間產生了壓緊力,當主動輪旋轉時,借摩擦力帶動從動輪旋轉,這樣就把主動軸的動力傳給從動軸。
(1)帶傳動的基本結構。帶傳動是由主動帶輪1、從動帶輪2和帶3所構成。由于帶是緊套在帶輪上,故在帶與帶輪的接觸面上產生一定的壓力。
在未承受外載時,帶的兩邊都受到相同的預緊力。而當主動輪旋轉時,在帶與帶輪間的接觸面上便產生摩擦力,主動帶輪通過摩擦力使帶運動,同時帶作用于從動帶輪的摩擦力使從動帶輪旋轉。此時帶兩邊的預緊力發生了變化,進入主動帶輪的一邊被進一步拉緊稱為緊邊,而進入從動帶輪的一邊被放松,稱為松邊。
(2)帶傳動的分類。帶傳動分為靠摩擦傳動和靠嚙合傳動兩種。
①靠摩擦傳動的帶傳動有平帶、V帶、圓帶和多楔帶傳動,它們都是靠帶與帶輪接觸面之間的摩擦力來傳遞運動的。
平帶的截面為矩形,工作面為內表面。材料有橡膠帆布、皮革、棉織物和化纖等,近年來又出現了高強度、耐腐蝕的金屬帶。一般有接頭的平帶不適宜于高速傳動,而無接頭的平帶可用于高速傳動。
V帶是環形帶,其截面為梯形,兩側面為工作面。V帶與平帶相比,由于正壓力作用在楔形面上,其摩擦力較大,能傳遞較大的功率,故V帶傳動廣泛應用于機械傳動中。
圓帶的截面是圓形,一般用皮革或者棉繩制成,常用于傳遞較小功率的場合,如縫紉機、儀表機械等。
多楔帶是平帶和V帶的變形帶,基體上有若干縱向楔,其工作面為楔的側面。多楔帶有時可取代若干V帶,常用于要求結構緊湊、傳動平穩的場合。
②靠嚙合傳動的帶有同步帶,它是靠帶齒與帶輪齒的嚙合來傳遞運動的。同步帶由承載層1和基體2兩部分組成。承載層是承受拉力的部分,通常由鋼絲繩或玻璃纖維繩制成,而基體用聚氨酯或氯丁橡膠制成。由于是齒嚙合,帶與帶輪間沒有相對滑動,主動帶輪與從動帶輪速度同步,同步帶由此而得名。同步帶常用于要求傳動比準確的中、小功率的傳動,如錄音機、磨床、醫用機械及轎車中。
(1)帶傳動的優點
①帶具有良好的彈性,能夠緩和沖擊,吸收振動,故傳動平穩,幾乎無噪聲。
②由于帶傳動依靠摩擦力傳動,因此當傳動功率超過許用負載時,帶就會在帶輪上打滑,可避免其他零件的損壞。這是帶傳動特有的過載保護作用。
③適用于兩傳動軸中心距較大的場合(中心距最大可達10m)。
④結構簡單、加工容易、成本低廉、維護方便。
(2)帶傳動的缺點
①由于帶具有彈性且依靠摩擦力來傳動,所以工作時帶與帶輪之間存在彈性滑動,故不能保證瞬時傳動比(兩輪瞬時角速度w1與w2之比)恒定。
②帶傳動的結構緊湊性較差,尤其當傳遞功率較大時,傳動機構的外廓尺寸也較大。
③帶的使用壽命往往較短,一般只有2000?3000h。
④帶傳動的效率較低,這是由于帶傳動中存在彈性滑動,消耗了部分功率。
⑤帶傳動不適用于油污、高溫、易燃、易爆的場合。
由于帶傳動存在傳輸效率低、瞬時傳動比不恒定、結構不緊湊的缺點,故一般用于傳動比不要求準確的50kW以下中小功率的傳動,帶的工作速度一般為5?25m/s,傳動比i≤7。帶傳動一般多用于動力部分(電動機)到工作部分的高速傳動,如數控銑床、加工中心、數控車床、高速鉆孔機、雕銑機、車銑復合機床中的帶傳動。