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。背景技术：
带传动是一种典型而且广泛使用的机械传动方式，与齿轮传动等其他众多的机械传动方式相比较，带传动具有制造精度要求低，传动效率高，减震平稳性好等优点。除了同步齿型带靠啮合传动以外，其他大部分带传动均是靠摩擦原理而工作的。在靠摩擦而工作的带传动系统中，著名的欧拉公式决定了带轮两侧张力应满足的关系，结论就是：为了实现传动不打滑，皮带中必须具有一定的张紧力。在传统的皮带传动张紧方案中，主要分为固定式张紧和自动式张紧，而固定式又有压轮式和偏心式等方案，而自动张紧有重力张紧，弹簧张紧等方式，其中除了压轮式是固定带轮中心距以外，其他大多数是通过调整带轮中心距而实现皮带张紧力的调节。上述各种传统的皮带张紧方式均无法保证皮带传动在传递任何扭矩时不会打滑。在现代带传动系统中，如果皮带初始张紧力保持恒定，则传递扭矩的最大值将受到限制，这种限制主要是由于皮带打滑引起的。发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型的皮带传动张紧方法，彻底解决皮带传动的打滑问题，延长皮带的使用寿命。
为实现这样地目的，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。附图说明：
图1为本发明以小带轮浮动为例的带传动系统张紧方法设计原理图。
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。具体实施方式：
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
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。