同步带传动

第四章机械系统设计 机电一体化系统设计 第四章机械系统设计 4 4同步带传动 4 4同步带传动 4 4 1同步带传动概述4 4 2带和带轮的结构和主要参数4 4 3分类及应用4 4 4型号和标注方法4 4 5同步带传动的设计计算 同步带是一种兼有链 齿轮 三角胶带优点的新型传动 1940年由美国尤尼罗尔 Unirayal 橡胶公司首先加以开发 1946年辛加公司把同步带用于缝纫机针和缠线管的同步传动上 取得显著效益 并被逐渐引用到其他机械传动上 4 4 1同步带传动概述 同步带传动是一种在带的工作面及带轮的外周上均制有啮合齿 由带齿与轮齿的相互啮合实现传动 传动过程中无相对滑动 传动比准确 传动效率高 工作平稳 能吸收振动 传动比较大 维护保养方便 运转费用低 中心距要求严格 安装精度要求高 制造工艺复杂 成本较高 同步带传动的特点 相对V带和平带 4 4 2带和带轮的结构和主要参数 1 同步带的结构 1 2 4 3 1 带背 2 承载绳 强力层 3 带齿 4 包布层 主要参数为节距 节线长度Lp和带宽 1 节距tb 相邻两齿对应齿间沿节线度量方向所测得的间距 tp 带的各部分尺寸 承载力 2 节线长度Lp 同步带上通过强力层中心 长度不发生变化的中心线称为节线 节线长度为带的公称带长 3 宽度b b 带中承载绳数 圆周力 对称 交错 主要参数 a RPP同步带 b 梯形齿同步带 c 圆弧齿同步带 d 梯形齿双面同步带 e 圆弧齿双面同步带 f 交错双面齿同步带 2 常用同步带结构类型 3 带轮 材料一般采用铸铁或钢 有渐开线和直线两种 带轮的参数与同步带匹配 同步带轮一般与同步带一起购买 可选用厂家提供的标准带轮 带轮齿数 齿数少结构紧凑 但齿数太少易弯曲和疲劳破坏 按照国标GB11361 89规定 小带轮应有许用最小齿数 按用途分1 一般用途同步带 齿形呈梯形 适用于中 小功率传动 如复印机 各种仪器 办公机械和医疗机械等 2 高转矩同步带 齿形呈圆弧状 国外亦称为HTD HighTorqueDrive STPD SuperTorquePositiveDrive 传动 适用于大功率的场合 如运输机械 石油机械和数控机床等传动中 3 特殊用途同步带 用于耐温 耐油 低噪声和特殊尺寸等场合 4 4 3分类及应用 应用 应用 应用 4 4 4型号和标注方法 1 型号 根据国标GB T11616 1989 我国梯形同步带型号如表所示 2 标号 同步带轮的标记 带轮的标记由带轮齿数 带的型号和轮宽表示 4 4 5同步带传动的设计计算 同步带的传动主要失效形式 同步带疲劳断裂 带齿的剪切和挤压破坏及带两侧边和带齿磨损等 在正常的工作条件下 带传动设计准则主要是在不打滑的条件下限制其单位宽度拉力 以保证同步带的抗拉强度 保证同步带具有一定的疲劳强度和使用寿命 2 设计准则 1 失效形式 设计同步带传动时 给定原始数据有 传递的功率P 主 从轮的转速n1 n2 传动系统的位置和工作条件等 根据以上条件 按以下步骤进行设计计算 1 确定带的设计功率 2 选择带型和节距 3 确定带轮齿数和节圆直径 4 确定同步带的节线长度 齿数及传动中心距 5 校验同步带和小带轮的啮合齿数 6 确定实际所需同步带宽度 7 带的工作能力验算 3 设计步骤 设计步骤如下 1 确定带的计算功率pj式中 KA 工况系数 选取KA 1 4P 传动功率 P 3 0kw所以 2 确定带型和节距tb 3 计算带轮节圆直径 根据带轮的最小允许齿数 当n 900 1200r min时 z 16 取同步传动的速比i 1 故大小带轮尺寸一致 齿数都为Z1 Z2 Z 40 带轮节圆直径为 例 一设备采用型号为MB40 Y3 4P无级变速器驱动 电动机功率3 0kw 变速器输出转速为200 1000r min 平稳运转工况 试选择同步带规格 根据变速器输出的最低转速 若选择H带型 则在200r min转速下的带载功率为2 2kw左右 1000r min下的带载功率约为7 5kw左右 若选择XH带型 则在200 1000r min范围内 功率储备太大 选择H带型 限定最低转速不得低于360r min 带轮速度为 因为 vmax 35 40 m s v vmax 故速度合格 4 确定同步带传动的中心距C 根据上图的几何关系 可得 因为 传动比i 1 故d1 d2 d 0 选择H型标准带的节线长度Lp 1270 00 500规格 即 所以 满足 C 0 7 d1 d