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1、同步带设计一、同步带概述1.1.1同步带介绍同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传 动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸 强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基 本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑 差的间步传动。同步带传动(见图4-1 )时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐 磨性好，抗老化性能好，一般使用温度0C-80C，v50m/s，P300kw,i10对于 要求同步的传动也可用于低速传动。图4-1同步带传统同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形
2、的环行带及具有相应吻合的轮所 组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的 齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速 比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达10。允许线速度可达 50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达8%，结构紧凑，适宜 于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场 所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、 仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使 用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带
3、传动的范围，从而成为带传动 中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。1.1.2同步带的特点(1) 、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；(2) 、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；(3) 、传动效率高，可达0.98，节能效果明显；(4) 、维护保养方便，不需润滑，维护费用低；(5) 、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围， 可达几瓦到几百千瓦；(6) 、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。1.1.3同步带传动的主要失效形式在同步带传动中常见的失效形式有如下几种：(1) 、同步带的承载绳断裂破坏同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常
4、见的失效形式。失效原因是带在传递 动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动 捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作 用，也会产生弯曲疲劳折断见图4-2)。图4-2同步带承载绳断裂损坏(2) 、同步带的爬齿和跳齿根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素 所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下一些措施：1、控制同步带所传递的圆周力使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。2、控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。3、适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出。4、提高同
5、步带基体材料的硬度减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。(3) 、带齿的剪切破坏带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹 此裂纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延件，直至整个带齿与带基体脱离，这 就是带齿的剪切脱落(见图1-3)。造成带齿剪切脱落的原因大致有如下几个：1、同步带与带轮问有较大的节距差，使带齿无法完全进入轮齿槽，从而产生不 完全啮合状态，而使带齿在较小的接触面积上承受过大的载荷从而产生应力集中， 导致带齿剪切损坏。2、带与带轮在围齿区内的啮合齿数过少，使啮合带齿承受过大的载荷，而产生 剪切破坏。3、同步带的基体材料强度差。为减少带齿被剪切，首先应严
6、格控制带与带轮间的节距误差，保证带齿与轮齿 能正确啮合；其次应使带与带轮在围齿区内的啮合齿数等于或大于，此外在选材 上应采用有较高勿切韧挤压强度的材料作为带的基体材料。图4-3 带齿的剪切破坏(4) 、带齿的磨损带齿的磨损(见图4-4)包括带齿工作面及带齿齿顶因角处和齿谷底部的廓损。 造成磨损的原因是过大的张紧力和忻齿和轮齿间的啮合干淞此减少带齿的磨损， 应在安装时合理的调整带的张紧力；在带齿齿形设计时，选用较大的带齿齿顶圆角 半径，以减少啮合时轮齿的挤压和刮削；此外应提高同步带带齿材料的耐磨性。图4-4带齿磨损(5)、同步带带背的龟裂图45)同步带在运转一段时期后，有时在带背会产生龟裂现象，
7、而使带失效。同步带 带背产生龟裂的原因如下，1、带基体材料的老化所引起；2、带长期工作在道低的温度下，使带背基体材料产生龟裂。图4-5同步带带背龟裂防止带背龟裂的方法是改进带基体材料的材质提向材料的耐寒、耐热性和抗 老化性能，此外尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。1.1.4同步带传动的设计准则据对同步带传动失效形式的分析可知如同步带与带轮材料有较高的机械性能， 制造工艺合理，带、轮的尺寸控制严格，安装调试也正确，那么许多失效形式均可 避免。因此，在正常工作条件下，同步带传动的主要失效形式为如下三种；(1)同步带的承载绳疲劳拉断；(2同步带的打滑和跳齿；(3)同步带带齿的磨损。因此，同步带传
8、动的设计淮则是同步带在不打滑情况下具有较高的抗拉强度， 保证承线绳不被拉断。此外，在灰尘、杂质较多的工作条件下应对带齿进行耐磨性 计算。1.1.5同步带分类同步带齿有梯形齿和弧齿两类，弧齿又有三种系列：圆弧齿系列又称HTD 带)、平顶圆弧齿S系列又称为STPD带)和凹顶抛物线齿R系列)。梯形齿同步带梯形齿同步带分单面有齿和双面有齿两种简称为单面带和双 面带。双面带又按齿的排列方式分为对称齿型(代DA)和交错齿型代号DB。梯形齿同步带有两种尺寸制：节距制和模数制。我国采用节距制，并根据05296制订了同步带传动相应标霜B/T 11361 11362-1989和GB/T 11616-1989,弧齿
9、同步带 弧齿同步带除了齿形为曲线形外，其结构与梯形齿同步带基本 相同，带的节距相当，其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大。带齿受载 后，应力分布状态较好，平缓了齿根的应力集中，提高了齿的承载能力。故孤齿同 步带比梯形齿同步带传递功率大，且能防止啮合过程中齿的干涉。孤齿同步带耐磨性能好，工作时噪声小，不需润滑，可用于有粉尘的恶劣环境。已在食品、汽车、纺织、制药、印刷、造纸等行业得到广泛应用。1.2同步带传动设计计算1、电机额定输出功率估算P = Tw = 4.8 x 0.1 - 0.067 =7.16W2、确定计算功率电动机每天使用24小时左右，查表4-1得到工作情况系9Ka=1.7o则计
10、算功率为：P = KP = 7.16 x 1.7 = 12.17W3、小带轮转速计算n = v / r = 0.1: 0.067 x 60 = 8.96r / min4、选定同步带带型和节距由同步带选型图4.1可以看出，由于在这次设计中功率转速都比较小，所以带的型号可以任意选取，现在选取H型带，节距P = 12.7mmb表4-1工作情况系数看、停胡机交演电讪机（普迪转葩筮型、同步甫动机）, 宜味W动机（并,擎内慰机空液电动机 以幸萩1.大癖苹.里相、消 环，百愤电动机（O.串励.或灯内炫 机工作机运啊间运拢间鄙鼻使用备日v-珀普通使用捋日 sion日 l tr-24t龈念梗用咨 日普谚使用各
11、日 s-iot留推用S日1寺241:-M.- fl.二厅渗以1121 Z4:牛七.:jr： -I. luf .：.i 律1.2l.A.-51.4161.8强荷传送带.旦# . .U15 J1 漕佑拌机、圆膨带徂、江评.顼.右弟机、诰细虬 印刷机 目，1l.fi.s1.&1 823司E 水源、松、带式皤送机car h. ：T.，.1：吐注|,泠.I攵切=i. *：.：；：, fa. T口式，+机1.5J.917192.1蹄机，亍. r.：十i /.菖心式，弓瓦排风建动机、机.壬T. Wf.lTl.lni .T.IIT . -1 -clk-k.诘l.frs2.Q1.S2.02.2& noon 10
12、000 烦。4000 JOOOSOTO&另m WQ 址 蝶汁攻率片JkWLDOO 800 600 400 30020010O.Ik,2 0-3 0.4 0.60 1图4.1 同步带选型图5、选取主动轮齿技1查表4-2知道小带轮最小齿数为14,现在选取小带轮齿数为41。6小带轮节圆直径确定d =世=41X 12,7 =165.82mm1 兀 3.14表4-2小带轮最小齿数表小芾轮转速应/3/mm)带型MXLXXLXLLHXHmnsoo10121422220001200121210121624245=12001S001414121418262618003600161612IS20305600480
13、0181815IS227、大带轮相关数据确定由于系统传动比为1:1,所以大带轮相关参数数据与小带轮完全相同。齿数z2 29，节距P = 12.7mm8、带速v的确定兀 dn 3.14 x 117.29 x 8.96 ，v = 0.1m / s s v60 x 100060 x 1000max9、初定周间间距根据公式0.7(d + d ) a 2(d + d )12012得232mm a 663mm现在选取轴间间距为600mm。10、同步带带长及其齿数确定,兀，L =2a0 + (d + d )=2x 600 + 3.14 x (165.82 +165.82)/2=1720.67mm11、带轮啮
14、合齿数计算有在本次设计中传动比为一，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即=20。m12、基本额定功率尸。的计算P 气mv2)v查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表4-3可以知道 01000T =2100.85N m=0.448kg/m所以同步带的基准额定功率为1000P。*2100.85 一 0.448 炉=0.2心表4-3基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量带型Ta/Nm/ (kg/m)MKL270.007XXL310.01XL50. 170.022L244.460.095H2100.350.448XH4048.901.484KXH6398-032-47313、计算作用在轴上力匹rF =1000Pdr v=71.6N1.31.3.1同步带的主要参数1、同步带的节线长度同步带工作时，其承载绳中心线长度应保持不变，因此称此中心线为同步带的 节线，并以节线周长作为带的公称长皮，称为节线长度。在同步带传动中，带节线 长度
