专利名称：V形带系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同步V形带系统。
由带驱动的动力传送机构通常采用两种类型带之一来实现。它们通常是同步带或V形带。同步带包括在带轮接合表面上具有多个齿或牙的带。该齿或牙与齿形带轮接合。同步带确实接合该同步带串接其中的带轮，因此实现高的扭矩传送。
V形带包括一具有一预定角度切割的侧边的带。该带的侧边串接在V形凹槽带轮的单个凹槽中。它们在低扭矩下操作但与该同步带相比更能够安静地操作。另外在处于负载情况下当施加的负载超过具有最小直径或包围周边的带轮的动力传送能力时V形带将打滑。因此，传送马力或最大扭矩由该系统中的最小的带轮直径确定和限制。在高传动比驱动中，由于围绕更小的带轮的包围角度的减小将显著减小驱动力和最大扭矩，这特别具有限制性。
尽管同步驱动解决了许多V形带的缺点，但产生了其他负面因素。它们包括需要昂贵的具有侧面凸缘的齿形带轮。由于生产大带轮的成本，当使用大的带轮时这些特别有问题。另外，由于同步带/驱动的直接接合的特性，所有启动和冲击载荷通过该系统传送，可使结构部件过载荷。因此，这需要更重的结构部件。同样特别是在高速下，同步带可产生比V形带驱动所产生的更大的噪音等级。
对于操作在小直径带轮上的V形带，该带张力必须保持在高水平以便降低打滑的趋势，又施加了高的支承和结构载荷。一在启动和载荷变化期间允许限量的打滑的V形带将降低短时期峰值载荷的幅值。
现有技术的代表是授予Stecklein等人的美国专利NO.4,332,576，其中公开一种单股或多股模制凹口V形带。该凹口通常具有用来分散和降低弯曲应力的正弦曲线形状。该带沿一压缩部分的外表面部分施加纤维以便控制破裂。对于围绕齿形带轮串接该带没有作出公开。
同样现有技术的代表是授予Tangorra等人的美国专利NO.4,657,526，其中公开一种具有在特定方向上定向的多层和纤维的并具有横过纵向方向布置的多个凹口或齿的V形带。该发明只是为了使用在单个V形凹槽的带轮中，并没有公开说明来描述将该公开的带与一同步或齿形带轮一起使用。
公开在现有技术中带“齿”的形状设计作为在该带的压缩部分即凹口中的应力折减器。它们允许一带围绕一带轮串接，在该压缩部分减小应力。这与设计成与同步带轮的齿啮合以便动力传送的带凹口相反。现有技术没有说明一具有用于动力传送的V形带截面的同步带形。
所需要的是具有齿形带轮接合表面以便与齿形带轮表面啮合的同步V形带，该带完全由一覆盖层覆盖。所需要的同样是具有带轮相对倾斜的侧表面以便与V形凹槽带轮啮合的同步V形带。本发明满足上述需要。
按照本发明，我们提供一种同步V形带系统，其包括一环形构件，其具有一带轮接合表面、相对的倾斜侧和至少一沿该环形构件的主轴线延伸的可拉伸构件；该带轮接合表面具有用于接合一齿形带轮的形状；该相对的倾斜侧限定一用于接合V形带带轮凹槽的夹角α；一具有一凹槽和一第一直径的V形带带轮；一具有一第二直径的齿形带轮；该第一直径大于该第二直径；以及该环形构件驱动地接合该V形带带轮凹槽和该齿形带轮，该环形构件具有一预置张紧力，使得在载荷变化期间该相对的倾斜侧和该V形带带轮凹槽之间出现瞬时打滑。
该覆盖层增加带的寿命并降低噪音。该相对侧可以切削、磨削或模制。在启动时，该V形带在该V形凹槽带轮中略微打滑，因此降低对系统的初始启动冲击。因此，对于动力传送的限制在于大V形带带轮的尺寸和包围角度。它们同步驱动带轮，提供一直接的机械带接合面，根据该系统设计参数，使得由本发明系统传递更多的扭矩高达30％，并同时降低操作噪音。
通过实例参考附图
描述本发明的同步V形带系统的一优选实施例，该附图是部分剖开的透视图。
参考附图，表示出环形构件或带10串接在同步齿形带轮16和V形带带轮17之间。同步齿形带轮16和V形带带轮17由使用者需要连接在转动轴上(未示出)。带10包括上带层11和下带层19。每个上带层11和下带层19包括在同步或V形带领域已知的任何材料，包括但不局限于弹性体或氨基申酸乙酯材料。带10同样包括拉伸带层15。拉伸带层15平行于该带的主轴线A布置。拉伸带层15包括在同步或V形带领域已知的任何材料，包括但不局限于玻璃纤维、芳族聚酰胺、尼龙、聚酯或PBO。该拉伸带层可以捻合或编制。
该弹性体材料同样结合短纤维(未示出)，该短纤维从侧面12、13延伸。该短纤维降低该带操作的噪音。纤维具有0.5～6mm的长度和0+～18μm的直径。该纤维包括任何本领域已知的纤维，包括但不局限于有机纤维、无机纤维、棉、纸浆、芳族聚酰胺、KEVLARTM或PBO。
齿14横过下带层19布置。该齿设计成与同步带轮16的齿形表面23啮合。如同本领域已知，带轮16的齿之间的凹槽与该带齿配合。该带的齿形状同样包括任何同步带领域已知的形状，包括弧形和梯形形状。该齿间距或节距ρ由使用者确定，但通过示例而不是作为局限，可包括在3mm～14mm的范围内。按照使用者的设计需要可采用其他节距。
下带层19具有覆盖层22。该覆盖层包括但不局限于尼龙、本领域已知的纺织或无纺材料。覆盖层22降低噪音并增加该带的使用寿命。覆盖层22覆盖与同步带轮16接触的下带层19的整个外表面，所述覆盖层22在两侧12、13之间延伸。
带轮17是一本领域已知的V形带或V形凹槽带轮。它具有一与该带两侧夹角α协作的带轮凹槽角度。相对的带侧12和13限定带侧面夹角α。该带轮凹槽角度可以与该带两侧夹角α相等，或小于该夹角α多至12°。该带是切削、磨削或模制以便产生相对侧12、13和夹角α。如本领域已知，切削、磨削或模制同样产生具有一适于所需用途的摩擦系数的侧面。α值在30°到60°的范围内。因此，该带将在任何市场上可得到的V形带轮中操作并适应使用者特定的设计需要。
采用同步带轮代替该小V形槽带轮与单纯V形带带轮系统相比增加了该系统的功率容量，而该带没有随之需要更高的预置张紧力。带中增加的张紧力降低其使用寿命。另外，在具有高传动比的驱动系统中，带轮V形带系统中，带在小带轮上包围的角度δ减小从而降低了该系统的动力传送性能。因此，由于同步带轮中没有出现打滑，对于本发明带的动力传送限制由大V形带带轮的尺寸和包围角度确定。
启动时，通过带打滑和该带在大V形凹槽带轮中的径向运动瞬时峰值载荷降低。V形凹槽带轮17上相对大的包围角度β确保该动力传送能力与小同步带轮匹配，两者均处在低的预置张紧力下。启动时，在相对侧12、13和带轮17的V形凹槽18的所有侧面之间出现打滑。该带的打滑出现在短距离上以及短的持续时间内。
尽管此处已经描述本发明的单一形式，对于本领域技术人员显而易见，对于该结构和部件的关系可进行变型而不超出所述本发明的范围。
权利要求
1.一种同步V形带系统，其包括一环形构件，其具有一带轮接合表面、相对的倾斜侧和至少一沿该环形构件的主轴线延伸的可拉伸构件；该带轮接合表面具有用于接合一齿形带轮的形状；该相对的倾斜侧限定一用于接合V形带带轮凹槽的夹角α；一具有一凹槽和一第一直径的V形带带轮；一具有一第二直径的齿形带轮；该第一直径大于该第二直径；以及该环形构件驱动地接合该V形带带轮凹槽和该齿形带轮，该环形构件具有一预置张紧力，使得在载荷变化期间该相对的倾斜侧和该V形带带轮凹槽之间出现瞬时打滑。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该带轮接合表面和该相对的倾斜侧布置在该环形构件的相同侧上。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，该带轮接合形状包括与该环形构件的主轴线横向布置的齿。
4.如权利要求1～3任一项所述的系统，其还包括一该带轮接合表面上的覆盖层。
5.如权利要求1～4任一项所述的系统，其还包括从该相对的倾斜侧延伸的纤维。
6.如权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于该环形构件具有一围绕该V形带带轮的包围角度β；该环形构件的角度具有一围绕该齿形带轮的包围角度δ；并且β大于δ。
全文摘要
本发明包括一同步V形带。带(10)具有一带轮接合表面(13)，该表面具有一齿形或牙形形状以便与同步带轮(16)啮合。带轮接合表面(13)还包括一增加带使用寿命并降低噪音的覆盖层。带(10)最好与同步带轮(16)和V形带轮(17)配合使用。带与同步带轮啮合并同时运转在V形带轮(17)的凹槽(18)中。启动时，V形带(10)在V形凹槽带轮(17)中略微打滑，因此降低对于系统的初始启动冲击。因此，对于带轮传送的限制在于大V形带带轮(17)的尺寸和包围角度(β)。另外，同步驱动带轮(16)提供一直接机械带驱动接合面，该接合面与大V形带带轮(17)配合使得根据系统设计参数由本发明的带传送更多扭矩高达30％，同时降低操作噪音。
文档编号F16G5/00GK1420971SQ0180548
公开日2003年5月28日 申请日期2001年2月21日 优先权日2000年2月22日
发明者A·克拉克 申请人:盖茨公司