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CN117377838A - 优化的带和轮系统 - Google Patents

优化的带和轮系统 Download PDF

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CN117377838A
CN117377838A CN202280004569.8A CN202280004569A CN117377838A CN 117377838 A CN117377838 A CN 117377838A CN 202280004569 A CN202280004569 A CN 202280004569A CN 117377838 A CN117377838 A CN 117377838A
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CN
China
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belt
wheel
pitch
fit
toothed
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280004569.8A
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T·S·莫斯
L·W·布朗
J·E·皮斯
W·利夫西
K·斯普林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gates Corp
Original Assignee
Gates Corp
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Publication date
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Abstract

带系统,例如齿形系统,具有带和轮(例如,滑轮、齿轮、链轮等),该带系统具有为带的配合而优化的轮的配合,反之亦然。该系统利用组合的技术和材料来产生带和轮的界面,该界面通过增加带和轮之间的动力的有效传递以及通过在轮的多个齿上分布力来改善甚至最大化性能。轮上的涂层能够用来改变轮的节距。

Description

优化的带和轮系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2022年5月6日提交的题为“优化的带和轮系统”的美国临时专利申请No.63/339,080的优先权,其全部内容通过引用结合于此。
背景技术
例如,用于动力传输的带需要一定量的能量来转动带。转动带所需的能量取决于带的许多不同特性,包括但不限于:带中使用的材料、带的质量、带的厚度、带的弯曲刚度、带的表面特性、以及带的尺寸(例如,与带的齿相关的)。带接合的带轮、齿轮或链轮也影响转动带所需要的能量,包括但不限于:带轮、齿轮或链轮的重量,带轮、齿轮或链轮的轴承的质量,表面特性,以及尺寸(例如,与齿相关的)。
由于与带轮(或齿轮,或链轮)界面相关的损失,许多动力传动系统不能达到最大性能。这导致低于最大性能,这可能包括:更低的效率、更多的带磨损、更低的带耐久性、更多的带轮(或齿轮、或链轮)磨损,或者系统中的过大的噪音、振动和/或粗糙度(NVH)。
当设计和制造与带轮、齿轮或链轮接合的带时,需要考虑成本效益分析。例如,带中所用材料的变化,例如载荷承载绳的类型、数量和/或位置,可以有利地降低转动带所需的能量,但是也可能因此降低带的耐久性或者对带的性能具有一些其它负面影响。此外,带中齿的尺寸以及这些齿与带轮、齿轮或链轮上的齿的相互作用会影响带的性能。
发明内容
本发明提供了齿形带系统,其具有齿形带和齿形轮(例如,带轮、齿轮、链轮等),该齿形带系统使轮与带的配合被优化以利用两个表面的相互作用。“优化”并不一定意味着带和轮的尺寸特征匹配。优化配合是指系统的计算性能在实验和模拟数据(例如,有限元建模的应力分析)支持的标准范围内。具体的标准是:将带缠绕(配合)到轮上所需的张力(也称为节距均衡张力(PET))的量、在单个带齿(belt tooth)和轮的凹槽之间传递的最大载荷(称为最大齿载荷(MTL))、以及没有任何干扰带和轮之间有效传递动力的载荷(称为负齿载荷)。能够针对某些优化目标调整标准;例如,NVH调整可能集中在耐久性范围的较小范围或子集上。还能够进行调整以改善使用标准的子集的NVH,在一些实施例中,NVH标准是预定的。
该标准不仅确定优化配合,还能够确定系统配合偏离优化配合并且仍然是可接受的程度。具体而言,节距均衡张力保持在最小值和最大值之间,这由实验结果确定并由有限元分析(FEA)支持,例如由基于应力和磨损指数识别优化区域和非优化区域的等高线图支持。理想的最大齿载荷基于理论上的最小载荷(所有载荷在啮合的齿之间平均分布);最大齿载荷与理论最小载荷的比是在知道带的耐久性会随着最大齿载荷的增加而降低的情况考虑的。总之,非优化配合是指节距均衡张力小于最小标准、节距均衡张力大于最大标准或存在负齿载荷。由于独立于弯曲和其他疲劳因素考虑的齿载荷对齿载荷具有指数影响,当最大载荷小于“匹配”配合将产生的载荷时,考虑优化。
在一个具体实施例中,本发明提供了一种具有柔性环形带和轮的带系统,每个带和轮在带节距线处具有各自的节距,轮的尺寸针对带进行了优化。在一些实施例中,轮的配合(fit)是在带节距线处的带的配合的5%以内。
在另一个具体实施例中,本发明提供了一种带系统,该带系统具有:柔性环形齿形带,其具有带节距配合或带配合;齿形驱动轮,其在取决于驱动轮的外直径的带节距线上具有驱动轮节距;以及齿形从动轮,其在取决于从动轮的外直径的带节距线上具有从动轮节距。带节距线上的驱动轮节距被优化为带节距。在一些实施方式中,轮的配合是在带节距线处的带的配合的5%以内。
在又一具体实施例中,本发明提供了一种优化具有带和齿形轮的带系统的方法。该方法包括:确定带的配合、确定为带优化的轮的期望配合、以及修改轮的外直径以获得期望配合。
在又一具体实施例中,本发明还提供了另一种优化具有齿形带和齿形轮的带系统的方法。该方法包括:确定随张力变化的带节距特性、随张力变化的齿偏转、以及带节距线位置;以及确定轮外直径,该轮外直径实现预定的节距均衡张力并且在啮合的齿之间更均匀地分布载荷并且抑制、最小化或消除任何负齿载荷。一旦确定,该方法包括修改轮的外直径。
在考虑了本文的具体实施方式和附图之后,本文描述的齿形带系统的这些和其他方面将变得显而易见。然而,应当理解,所要求保护的主题的范围应当由提出的权利要求来确定,而不是由给定主题是否解决了背景技术中提到的任何或所有问题或者是否包括发明内容中列举的任何特征或方面来确定。
附图说明
图1是带的一部分的横剖透视图。
图2A是具有两个轮(如带轮、齿轮或链轮)的带系统的示意性侧视图。图2B是随带位置变化的带张力的示意图。
图3是与齿形轮(如带轮、齿轮或链轮)接合的齿形带的放大示意性侧视图。
图4是齿形带与齿形轮(如带轮、齿轮或链轮)的接合的示意性侧视图,示出了各种测量量。
图5是具有轮(如带轮、齿轮或链轮)的带的两个系统的示意性侧视图,示出了各种测量量。
图6是示出逐步法的流程图。
具体实施方式
如上所述,本发明涉及优化系统的齿形带和齿形轮(例如,带轮、齿轮、链轮等)之间的配合。优化系统的本质是通过将载荷下的带的节距与绳位置处的轮的节距作比较来实现更有利的带的载荷。调整两者之间的差异会产生有利的载荷。
该系统利用组合的技术和材料来产生带和轮的界面(interface),该界面通过增加带和轮之间的动力的有效传递以及通过改善力在轮的多个齿上的分布来使性能改善甚至最大化。齿形带和轮的所有组合将在多个齿上分布载荷。通过调整轮特性,包括尺寸、材料、表面处理和精整,能够实现更优化的载荷的分布。
该配合直接受到系统尺寸的影响;也就是说,带的尺寸包括任何载荷承载绳的位置以及轮的尺寸。使用不同的系统方法,包括:添加影响带和轮之间的界面的尺寸和其他摩擦特性的涂层、创建具有使性能改善甚至最大化的系统。
因此,本文描述了包括尺寸变化和/或表面特性变化的各种实施例,这些实施例能够通过各种方法来实现,包括通过施加涂层。
因此,在轮的至少一部分上施加涂层、表面处理或表面精整,能够在使用过程中在轮和带之间更均匀地分布载荷。例如,带轮上的涂层能够产生更耐磨的表面、将载荷转移到更大的表面区域以获得更好的压力-速度(PV)界面、和/或改变带和带轮之间载荷传递的位置和/或大小。这种涂层能够显著减少、并且在一些实施例中消除由差的带-带轮界面导致的负载荷。这些负载荷阻碍了动力的传递,或者使得增加了界面的其他区域中的载荷传递,导致效率损失。
通过优化带和轮之间的配合,接合处和系统的效率被优化,从而导致更持久的系统、更平滑的齿啮合、改善的(如降低的)噪音、和/或降低的振动。
在下文的描述中,参考了形成描述的一部分的附图,并且在附图中通过图示的方式示出了至少一个具体实施方式。以下描述提供了附加的具体实施方式。应当理解,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可以设想和做出其他实施方式。因此,以下具体描述不应被视为限制性的。虽然本发明不限于此,但是通过对下文提供的包括附图在内的示例的讨论,将获得对本发明的各个方面的理解。在一些情况下,附图标记可以具有由大写字母组成的相关联的子标签,以表示多个相似组件中的一个。当引用没有子标签说明的附图标记时,该引用意在指代所有这种多个类似的组件。
转到附图,图1示出了普通的带100,该带具有由柔性材料形成的主体102,该主体具有后侧104和前侧106,在主体内具有多根载荷承载绳108,图1中的特定绳108以三捆的形式捆绑,然而在其他实施例中该绳108可以是单根绳或者以其他方式捆绑的。绳108可以是例如碳绳、聚合物(例如聚酯、芳族聚酰胺)绳、玻璃纤维绳等。在前侧106中限定了多个齿110;在图1的实施例中描绘了梯形齿,但是齿的形状不限于此,并且能够采用与链轮、齿轮或其他齿形轮兼容的任何形状。每个单独的齿110垂直于带100的纵向长度延伸或者与带的纵向长度成角度/螺旋延伸,使得多个齿110沿着或围绕带100的长度延伸。在使用中,前侧106上的齿110与驱动机构(例如,齿形齿轮或链轮)接触。虽然在图1中看不到,但是带100是具有没有起点和终点的环的形式的环形带。带100可以在其中具有接头。
图2A示出了系统200,该系统具有安装在第一驱动轮220和第二从动轮230上的带210,旋转方向显示在驱动轮220上。轮220、轮230可以是滑轮、惰轮、齿轮、链轮等。在一些实施例中,至少驱动轮220是齿形轮。
处于旋转速度的扭矩形式的动力被施加到驱动轮220,并通过带210传递到从动轮230。图2A中显示的是基于旋转方向的带210上的扭矩和载荷的方向。
基于旋转方向,带210具有张紧(tight)侧212和松弛(slack)侧214,分别表示为Ttight和Tslack。带张力差(Ttight-Tslack),也称为有效张力,代表由驱动轮220施加到从动轮230的拉力。张紧侧212与松弛侧214的张力的比,称为张力比(TR),通常用于描述系统200。
最初(initial)安装时,带210被张紧(Tinitial),并且张紧侧212和松弛侧214上的张力大致相等(Ttight=Tslack)。在操作期间,张紧侧212的张力(Ttight)将增加,而松弛侧214的张力(Tslack)将减少。松弛侧张力将被限制到大约为零,因为松弛侧跨度不能支撑显著的压缩载荷。
图2B示出了基于系统200的随着带位置变化的带张力的曲线图250。如曲线图250所示,从左到右行进表示带相对于从动轮230和驱动轮220的位置,松弛侧214具有Tslack,其为低值,然后当带接合从动轮230时,其增加到点252。随着带210围绕从动轮230行进(沿顺时针方向),张力非线性增加到点254;通常,尽管理想状态是线性的,但张力增加是非线性的。当带210不再与从动轮230接合时,张力降低到点256;点256处的张力值在点256和点258之间延伸,并且是带210的张紧侧212上的Ttight。当带210与驱动轮220接合时,带张力增加到点260。随着带210围绕轮220行进到点262,张力减小;通常,尽管理想状态是线性的,但张力下降是非线性的。当带210从驱动轮220释放时,张力返回到Tslack。
张力的曲线图250通常适用于与齿形轮(例如带轮、齿轮或链轮)接合的齿形带。图3示出了系统300的一部分,该系统具有与齿形轮320接合的齿形带310。带310具有由柔性材料形成的主体,该主体具有后侧311和相对的前侧,前侧中限定有多个齿312。齿312的形状不限于此,并且能够采用与轮320兼容的任何形状。每个单独的齿312垂直于或倾斜于带310的纵向长度延伸,使得多个齿312沿着或围绕带310的长度延伸。相邻齿312之间存在一个槽脊314。虽然在图3中看不到,但是带310是环形带,具有没有起点和终点的环的形式。
轮320具有围绕圆周表面的多个齿322,在相邻的齿322之间有一个槽脊324。
在使用中,带310的齿312通过与轮320的槽脊324接合而与驱动机构(例如,齿形齿轮或链轮,如轮320)接触,并且轮320的齿322与带310的槽脊314接合。以这种方式,齿312、齿322和槽脊314、槽脊324啮合。
回到图2B的曲线图250,可以看到,例如从从动轮的点252到点254,带的点(例如,特定齿)上的张力随着带围绕轮行进而非线性增加。相反,对于驱动轮,从点260到点262,带的点(例如,特定齿)上的张力随着带围绕轮行进而非线性减少。
所期望的是,当带围绕轮(例如,从动轮或驱动轮)行进时,在带的点上具有更恒定的张力。还期望张力随着带位置的变化而线性增加或减少(例如,依照图2B);线性增加或减少是所有啮合的齿之间载荷均匀分布的结果。通过优化带和轮之间的配合,当带围绕轮行进时,带上的张力更加恒定,峰值齿载荷(力)减小,并且有效的张力载荷分布在更多的齿上。通过优化配合,带和轮之间的力几乎均匀分布在与带接合的齿上。结果是带寿命更长,操作系统效率更高。
对于具有一个以上与带接合的轮的系统,每个轮相对于带的配合都是优化的。在一些多轮系统中,对于齿载荷和节距均衡张力更苛刻的特定轮,可能更关注优化该特定轮。
如本文所使用的,节距线直径差(PLDD)而不是径向节距线差(rPLD,PLD,PLDr)被用来定义受载荷承载绳位置影响的带的节距线。通过使用PLDD,尺寸调整计算比使用rPLD、PLD或PLDr更精确。例如,当比较带PLDD与轮尺寸时,比例如比较带径向节距线差与轮外直径时,发生较少的计算错误。图4和图5示出了两个带系统,与其相关的讨论提供了关于计算配合的指导。
转向图4,示出了具有齿形带410和齿形轮420的系统400的一部分。注意,没有示出轮420中的所有齿,因为通常齿围绕轮420的整个圆周延伸,也没有示出完全围绕轮420延伸的带410;相反,图4中所示的细节足以提供对用于确定配合的术语和测量量的理解。带配合依赖于三种带特性:带节距线直径差(带PLDD)、节距(pitch)刚度(Kpitch)、以及零张力节距(ZTP)。图4示出了带410的带节距线,该带节距线是带410的线速度与基于齿轮设计的轮420的切向速度相匹配的线。假设带节距线与带内载荷承载绳的中心重合。节距线能够通过测量量(包括载荷承载绳的位置)来确定。应该注意的是,因为带节距线由载荷承载绳的位置决定并且是带固有的,所以放置在特定外直径的相同轮上的具有不同绳位置的两个带将具有两个独立的(不同的)节圆直径。
从带槽脊(例如,图3的槽脊314)到带节距线的距离(也是带的最小厚度)被称为带节距线差(PLD),其通过测量在测量带轮中直立和倒置的旋转带的长度来测量。PLD也是随着载荷承载绳的位置变化。
被称为轮和带的特定组合的节圆直径的假想圆能够由轮外直径加上带节距线直径差(PLDD)来定义。即节圆直径=轮外直径+带PLDD。该假想圆表示带节距线在用于测量带节距线的张力(测量张力)下绕轮运行时的位置;在测量张力时,Ttight等于Tslack(即没有载荷转移)。
轮节距或带轮节距是轮的外直径(OD)和基于系统标称节距的假想节圆直径(PLD)之差。为方便起见,带节距和轮节距都用节距线直径差(PLDD)来描述,该节距线直径差是PLD的两倍。轮节距或带轮节距被定义为链轮节圆的周长除以链轮中的凹槽数。链轮节圆是由节圆直径定义的圆。对于不是正圆的轮或带轮,轮节距或带轮节距将使用带轮轮廓的偏移来定义,该偏移等于PLDD的一半除以带轮凹槽和偏移链轮节距闭合曲线的交点。
改变带410在轮420上的配合能够改变带410和轮420在使用过程中的关系或相互作用。通过优化带410和轮420之间的配合(包括表面特性),当带围绕轮420行进时,带410上的张力更加恒定,峰值齿载荷(力)减小,并且有效张力载荷分布在更多的齿上。
此外,通过优化配合,带和轮之间的载荷传递被更均匀地分布,从而导致更优化的齿载荷,例如,如图2B中的较小非线性弯曲部分所示。
图5示出了两种不同构型的系统,如系统500A、系统500B,每个系统分别具有带510A、带510B和两个轮520A、520B和两个轮530A、530B;在每个系统500A、500B中,带510和轮520、轮530是相同的。在系统500A中,带510A以其齿接合在轮520A、轮530A的凹槽中的方式被置于正常操作位置。在系统500B中,相同的带510B以其后侧接触轮520B、轮530B的方式被倒置。注意,没有示出带510和轮520、轮530中的齿;相反,图5中所示的细节足以提供对用于确定配合的术语和测量量的理解。
如上所述,配合依赖于三种带特性:带节距线直径差(带PLDD)、节距刚度(Kpitch)和零张力节距(ZTP)。这些特性由带长度测量量确定,包括测量张力时的带长度、测量张力时的倒置带长度、腹板厚度(web thickness)以及高于测量张力的张力(例如,2倍测量张力)下的带长度。参考图5,示出了径向节距线差(PLDr)、腹板厚度(Th)、内侧(inside)中心距离(即,当带定位在轮上且带的齿与轮的齿接合时,轮520A、轮530A的中心点之间的距离)(CDinside或CDi)、外侧(outside)中心距离(即,当带被倒置并定位在轮上且带的后部抵靠轮时,轮520B、轮530B的中心点之间的距离)(CDoutside或CDo)、以及轮直径(D)。
为了确定带的直径节距线差(PLDD),假设节距线与带的弯曲中性轴线重合,带的节距线长度(Lp)在两次测量中保持不变,并且厚度压缩最小。在这些假设下,内侧中心距离(Lpi)和外侧中心距离(Lpo)的节距长度分别由等式(1)和等式(2)提供。
Lpi=2·CDi+π(D+2·PLDr) (1)
Lpo=2·CDo+π(D+2·Th-2·PLDr) (2)
因为长度Lpi和Lpo相等,所以这简化为等式(3)。
PLDr=(CDo-CDi)/2π+Th/2 (3)
两倍PLDr等于带节距线直径差或PLDD。因此,等式(4)定义了带的PLDD。
注意,带PLDD和绳的位置大致相同。
为了确定带的节距刚度,在两个不同的张力F1和F2下测量带,因此CD1是在张力F1时的轮中心之间的距离,CD2是在张力F2时的轮中心之间的距离。等式(5)提供了带节距刚度Kpitch。
Kpitch=(F2/2-F1/2)/(CD1-CD2)·(带齿/2) (5)
为了确定零张力(ZTP)时的节距,使用两个带测量量Lpi和Lpo,ZTP是在假设节距(BeltPitch)和张力(BeltTension)之间呈线性关系下计算的,如等式(6)所示。
ZTP=BeltPitch-(BeltTension/Kpitch) (6)
然而,带的节距随着张力而变化。因此,根据使用过程中带上的张力,带可能不会针对特定的轮节距进行优化。因此,本文描述的优化配合的教导旨在用于以带处于操作张力下的方式使用带在操作条件下随张力变化的节距的操作系统。
为了优化系统的配合,能够修改轮的外直径和/或表面特性,以在特定张力下的带节距和在带节距线处计算的轮的相应节距之间产生更有益的差异。为了确定在带节距线处的轮的节距,需要测量轮外直径(OD)并计算凹槽(齿)的数量。等式(7)定义了所述带处的轮的节距。
如上所述,当处于张紧状态时,带PLDD(或节距配合或配合)不必与轮PLDD(或节距配合或配合)相匹配,相反,这两种配合相互优化。测量张力时的带节距和带节距线上的轮的节距之间的差异会影响配合的优化。当结合带特性和界面特性时,这种差异决定了节距均衡张力和载荷分布。
当带节距和带轮节距的差降低了最大齿载荷并最小化或消除了负齿载荷时,配合被优化。一般来说,最小齿载荷<均衡张力下的带节距(PET)<最大齿载荷,最大齿载荷<参考状态下的最大齿载荷以及最小化或不存在的负齿载荷。参考状态通常是匹配状态,但通常是当标称节圆直径的典型未调整链轮与带配对时发生的状态。
在一些实施例中,在带和带节距线处的轮之间的节距差可以不超过例如1%、2%、5%、10%。
作为一般的示例,通过将轮的OD增加200微米,轮的配合相对于带的配合得到优化,因此带的预期寿命是初始轮上相同带的预期寿命的10倍(直径小200微米)。
表1至表4提供了三个示例系统的优化系统配合的具体示例,其中表1提供了带的特性,表2提供了轮的特性,表3提供了系统的带和轮的比较配合,表4提供了测试结果。如上所述,带配合依赖于三种带特性:带节距线直径差(带PLDD)、节距刚度(Kpitch)、以及零张力节距(ZTP)。
在表1中,带节距函数和齿(tooth)偏转函数能够是代表该关系的任何函数,包括例如数值表。
下文的等式(8)和等式(9)用于确定表1中的值。
带节距函数(张力)=(张力/Kpitch)+ZTP (8)
齿偏转函数(齿载荷)=齿载荷/Ktooth (9)
表1
表2
表3
表4
示例 标准寿命 调整寿命 改善度
1 80 849 10.6x
2 779 1120 1.4x
3 21 206 9.8x
如上所示,配合取决于物体(即带和/或轮)的尺寸。为了调整配合,可以调整物体的尺寸。在许多系统中,容易调整轮的尺寸比调整带的尺寸更可行。对于轮(例如,滑轮、链轮、齿轮、惰轮等),能够在轮成型处理中修改尺寸。例如在制造轮的处理中,例如通过铸造、模制、机械加工、水射流切割、等离子切割等,能够修改轮尺寸。附加地或替代地,能够在轮形成后修改尺寸。
例如,在形成轮之后,通过在轮的外周或圆周的至少一部分上施加涂层,能够增加轮的OD。示例性涂层技术包括沉积(例如,PVD、CVD、溅射、有或没有等离子辅助的任何这些)、电镀(如,电解、化学镀)、氧化技术、等离子喷涂。示例涂层材料包括类金刚石碳(DLC)、碳化钨、碳化硅、碳化铬、氮化硼、氮化钛、以及氮化铬。
以产生所需尺寸增加的厚度施加涂层,例如增加至少5微米、10微米、25微米、50微米、100微米等。例如,围绕轮圆周或周边的100微米厚的涂层将使OD增加200微米。可以选择涂层来影响带与轮的相互作用和/或影响轮的磨损和/或寿命。例如,涂层(例如,DLC)能够被选择来影响轮和带之间的摩擦系数。能够选择涂层(例如,氮化物或碳化物),以通过保护轮免受环境因素(例如,灰尘、酸性环境、腐蚀性或碱性环境)的影响或者通过改变物理特征(例如,增加轮的耐久性和磨损特征)来延长轮的寿命。
在形成轮之后,通过去除轮外圆周或周边的一部分,能够减小轮的OD。示例性的材料去除技术包括但不限于喷丸、翻滚、氧化、铣削和化学机械抛光(CMP)。除了改变尺寸之外,修改轮的表面能够影响例如轮和带之间的摩擦系数。
图6示出了用于优化具有带和齿形轮的系统的节距配合或配合的一般方法600。
在第一步骤602中,确定带的特性;带特性的示例包括:随张力(节距刚度)变化的带节距、随齿载荷(齿刚度)变化的齿偏转、以及固有的表面特性(诸如表面摩擦或摩擦系数)、以及硬度。就影响带刚度或柔度的固有表面特性而言,它们包含在测量量中。因为表面特性是在与应用带轮具有相似表面特性的“测量带轮”上测量的,所以这些表面特性的影响或优化包括在带特性的特征中。例如,如果使用涂层来实现特定的尺寸、摩擦系数、硬度或耐磨性,那么测量带轮应该具有类似的涂层并且这些变化的效果反映在配合特性中。
在步骤604中,与步骤602顺序地或至少部分同时地,确定轮的期望尺寸和表面特性,优化系统的性能;轮特性的示例包括轮的外直径、摩擦系数和轮的硬度。优化配合将受到带的特性及其与轮的特性相互作用的影响。
在步骤606中,修改轮的尺寸(外直径,OD)以获得期望的配合。该修改可以是通过增大直径(步骤606A)或减小直径(步骤606B)。增加轮的直径能够通过在轮上涂覆所需厚度的涂层来实现。
除了在轮上使用涂层来改变PLDD和轮的配合之外,涂层还能够提供美学品质(例如,轮的特定颜色)。涂层也能够用作视觉指示器,例如轮磨损的视觉指示器。例如,涂层可以具有特定的颜色,并且随着轮接近其寿命终点,该颜色会磨损(例如,由于涂层侵蚀)。
可以对轮进行处理以改变轮的表面特性或其他特征。例如,轮可以低温硬化。
具有特定磨损率的涂层能够被施加到轮上,无论该涂层是否用于改变轮的尺寸,从而控制轮的磨损和总寿命。在一些实施例中,带和/或轮能够被设计成具有相似的寿命,从而带和轮能够同时被更换。
因此,本文描述了包括带系统的尺寸变化和/或表面特性变化的各种实施例,这些实施例能够通过各种方法来实现,包括通过施加涂层。在上述多种设计中已经提供了各种特征和细节。应当理解,一种设计的任何特征或细节可以用于任何其他设计,除非与构造或构型相反。能够进行任何变化。
以上说明和示例提供了对本发明示例性实施方式的结构和使用的完整描述。上面的描述提供了具体的实施方式。应当理解,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,能够设想和做出其他实施方式。因此,上述具体描述不应被视为限制性的。虽然本发明不限于此,但是通过对所提供的示例的讨论,将获得对本发明的各个方面的理解。
除非另有说明,所有表示特征尺寸、数量和物理性质的数字应理解为由术语“大约”修饰,无论术语“大约”是否直接存在。因此,除非有相反的指示,所述的数值参数是近似值,该近似值能够根据本领域技术人员利用本文公开的教导寻求获得的所期望的特性而变化。
如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”包括具有复数指示物的实施方式,除非内容清楚地另外指出。如在说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用,除非内容另有明确规定。
空间上相关的术语,包括但不限于,“底部”、“下部”、“顶部”、“上部”、“下面”、“下方”、“上方”、“顶部上”、“上”等。如果在本文使用的话,则用于便于描述一个或多个元件与另一个元件的空间关系。除了图中所示和本文所述的特定方位之外,这种空间相关术语还涵盖装置的不同方位。例如,如果图中所示的结构被翻动或翻转,先前被描述为在其他元件下方或下面的部件将在那些其他元件上方或上面。

Claims (18)

1.一种带系统,包括:
柔性环形带,其具有带节距线;以及轮,每个带和轮在带节距线处具有相应的配合和相应的节距,其中轮的配合是在带节距线处的带的配合的5%以内。
2.根据权利要求1所述的带系统,其特征在于,在带节距线处的带的节距小于在带节距线处的轮的节距。
3.根据权利要求1所述的带系统,其特征在于,带节距线处的带的节距大于带节距线处的轮的节距。
4.根据权利要求1所述的带系统,其特征在于,所述带是齿形带,所述轮是齿形轮。
5.根据权利要求1所述的带系统,还包括第二轮,所述第二轮在带节距线处具有配合和节距,其中所述第二轮的配合是在带节距线处的带的配合的5%以内。
6.根据权利要求5所述的带系统,其特征在于,所述带是齿形带,所述轮是齿形轮,并且所述第二轮是齿形第二轮。
7.一种带系统,包括:
柔性环形齿形带,其具有带配合和带节距线;
齿形驱动轮,其具有驱动轮配合和取决于驱动轮的外直径的在带节距线处的驱动轮节距;和
齿形从动轮,其具有从动轮配合和取决于从动轮的外直径的在带节距线处的从动轮节距;
其中驱动轮配合是在带节距线处的带配合的5%以内。
8.根据权利要求7所述的带系统,其特征在于,从动轮配合是在带节距线处的带配合的5%以内。
9.根据权利要求7所述的带系统,其特征在于,在齿形带和齿形驱动轮啮合时,带的啮合的齿和驱动轮的齿之间的载荷平均分布在带的啮合的齿和驱动轮的齿上。
10.一种优化具有齿形带和齿形轮的带系统的方法,所述方法包括:
确定带的配合;
确定轮的期望配合,轮的期望配合是在带的配合的5%以内;和
修改轮的外直径以获得轮的期望配合。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,修改轮的外直径包括:增加轮的外直径。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,增加轮的外直径包括:在轮上施加涂层。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,在轮上施加涂层包括:施加厚度至少为10微米的涂层。
14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,增加轮的外直径包括:使用用于增加轮的外直径的装置。
15.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,修改轮的外直径包括:减小轮的外直径。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,减小轮的外直径包括:使用用于减小轮的外直径的装置。
17.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,修改轮的外直径包括:修改轮的外直径处的表面特性。
18.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,确定带的配合包括:确定带节距线位置。
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