伺服系統(tǒng)控制中的帶傳動知識
帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動或動力傳遞的一種機(jī)械傳動。根據(jù)傳動原理的不同,有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動,也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。
1、帶傳動種類分類:根據(jù)用途不同,有一般工業(yè)用傳動帶、汽車用傳動帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動帶和家用電器用傳動帶。摩擦型傳動帶根據(jù)其截面形狀的不同又分平帶、V帶和特殊帶(多楔帶、圓帶)等。
平型帶傳動
有開口傳動、交叉?zhèn)鲃雍桶虢徊鎮(zhèn)鲃拥?,分別適應(yīng)主動軸與從動軸不同相對位置和不同旋轉(zhuǎn)方向的需要。平型帶傳動結(jié)構(gòu)簡單,但容易打滑,通常用于傳動比為3左右的傳動。
三角帶傳動
三角帶傳動工作時,帶放在帶輪上相應(yīng)的型槽內(nèi),靠帶與型槽兩壁面的摩擦實現(xiàn)傳動。三角帶通常是數(shù)根并用,帶輪上有相應(yīng)數(shù)目的型槽。用三角帶傳動時,帶與輪接觸良好,打滑小,傳動比相對穩(wěn)定,運(yùn)行平穩(wěn)。三角帶傳動適用于中心距較短和較大傳動比(7左右)的場合,在垂直和傾斜的傳動中也能較好工作。此外,因三角帶數(shù)根并用,其中一根破壞也不致發(fā)生事故。
多楔帶傳動
柔性很好,皮帶背面也可用來傳遞功率。如果圍繞每個被驅(qū)動皮帶輪的包容角足夠大,就能夠用一條這樣的皮帶同時驅(qū)動車輛的幾個附件(交流發(fā)電機(jī)、風(fēng)扇、水泵、空調(diào)壓縮機(jī)、動力轉(zhuǎn)向泵等)。它有PH、PJ、PK、PL和PM型等5種斷面供選用,其中PK型斷面近年來已廣泛用于汽車上。這種皮帶允許使用比窄型三角帶更窄的皮帶輪(直徑dmin≈45mm)。為了能夠傳遞同樣的功率,這種皮帶的預(yù)緊力最好比窄型三角帶增大20%左右。
摩擦型傳動帶的應(yīng)用范圍:帶傳動適用于傳遞功率不大或不需要保證精確傳動比的場合。在多級減速裝置中,帶傳動通常配置在高速級。普通V帶傳遞的功率一般不超過50~100 kW,帶的工作速度為5~35 m/s;在一般機(jī)械中,應(yīng)用最廣的是V帶傳動。V帶的橫截面為等腰梯形,帶輪上也做成相應(yīng)的輪槽。傳動時,V帶只與輪槽的兩個側(cè)面接觸,即V帶的兩側(cè)面為工作面,帶的底面不與帶輪接觸。根據(jù)槽面摩擦原理,在同樣的張緊力下,V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力,所以V帶傳動能力強(qiáng),結(jié)構(gòu)更緊湊,因而V帶傳動的應(yīng)用比平帶廣泛得多。
2、V帶和V帶輪
V帶是斷面為梯形的環(huán)形傳動帶的統(tǒng)稱,分特種帶芯V帶和普通V帶兩大類。 與平型傳動帶相比,具有安裝容易、占地面積小、傳動效率高和噪音小等優(yōu)點,在整個傳動領(lǐng)域中占有重要地位。主要應(yīng)用于電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的機(jī)械設(shè)備的動力傳動。
普通V帶?V帶輪
V帶輪是V帶輪結(jié)構(gòu)由輪緣、輪輻和輪轂組成。根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)分為實心式帶輪、輻板式帶輪、輪輻式帶輪三種,V帶輪常用材料為灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等,其中以灰鑄鐵應(yīng)用最廣。
3、嚙合型同步帶傳動
嚙合型帶傳動一般也稱為同步帶傳動。它通過傳動帶內(nèi)表面上等距分布的橫向齒和帶輪上的相應(yīng)齒槽的嚙合來傳遞運(yùn)動。與摩擦型帶傳動比較,同步帶傳動的帶輪和傳動帶之間沒有相對滑動,能夠保證嚴(yán)格的傳動比。但同步帶傳動對中心距及其尺寸穩(wěn)定性要求較高。
同步帶傳動由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運(yùn)動和動力,故帶與帶輪之間無相對滑動,能保證準(zhǔn)確的傳動比。同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體,氯丁橡膠或聚氨酯為基體,這種帶薄而且輕,故可用于較高速度。傳動時的線速度可達(dá)50m/s,傳動比可達(dá)10,效率可達(dá)98%。
同步帶傳動優(yōu)缺點:
傳動噪聲比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小,耐磨性好,不需油潤滑,壽命比摩擦帶長。其主要缺點是制造和安裝精度要求較高,中心距要求較嚴(yán)格。所以同步帶廣泛應(yīng)用于要求傳動比準(zhǔn)確的中、小功率傳動中。
而傳送帶多齒凸輪與伺服電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動,由接近開關(guān)檢測凸齒產(chǎn)生的脈沖信號,傳送帶凸輪上有 10個凸齒,則伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈,接近開關(guān)將接收到 10個脈沖信號。10 圈后(產(chǎn)生 100個脈沖信號),傳送帶停止,切刀執(zhí)行切割產(chǎn)品動作, 1秒鐘后切刀復(fù)位。由于伺服電機(jī)所帶的負(fù)載較大,因此伺服電機(jī)在運(yùn)動過程中需要有一個加減速過程,加減速時間設(shè)置為200ms
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