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1、第四章第四章 机械系统设计机械系统设计第四章第四章 机械系统设计机械系统设计4.4同步带传动同步带传动4.4同步带传动同步带传动4.4.1同步带传动概述同步带传动概述4.4.2带和带轮的结构和主要参数带和带轮的结构和主要参数4.4.3分类及应用分类及应用4.4.4型号和标注方法型号和标注方法4.4.5同步带传动的设计计算同步带传动的设计计算同步带是一种兼有链、齿同步带是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的轮、三角胶带优点的新型传新型传动动。1940年由美国尤尼罗尔年由美国尤尼罗尔(Unirayal)橡胶公司首先加橡胶公司首先加以开发。以开发。1946年辛加公司把同步带年辛加公司把同步带用于缝纫机针
2、和缠线管的同用于缝纫机针和缠线管的同步传动上，取得显著效益，步传动上，取得显著效益，并被逐渐引用到其他机械传并被逐渐引用到其他机械传动上。动上。4.4.1 同步带传动概述同步带传动概述同步带传动同步带传动是一种在带的工作面及带轮的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外周上均制有啮合齿，由带齿与轮齿的相互啮合实现传动啮合实现传动 。 传动过程中无相对滑动，传动过程中无相对滑动，传动比准确传动比准确，传动效率高；，传动效率高； 工作平稳，能吸收振动；工作平稳，能吸收振动； 传动比较大；传动比较大；维护保养方便，运转费用低；维护保养方便，运转费用低；中心距要求严格，中心距
3、要求严格，安装精度要求高安装精度要求高； 制造工艺复杂，成本较高。制造工艺复杂，成本较高。 同步带传动的特点同步带传动的特点( (相对相对V V带和平带带和平带) )4.4.2带和带轮的结构和主要参数带和带轮的结构和主要参数1 1、同步带的结构、同步带的结构12431带背;2承载绳（强力层）;3带齿;4包布层 主要参数为主要参数为节距、节线长度节距、节线长度L Lp p和带宽和带宽。 (1)(1)节距节距t tb b：相邻两齿相邻两齿对应齿间对应齿间沿节线沿节线度量方向所测得的间度量方向所测得的间距。距。 t tp p，带的各部分尺寸，带的各部分尺寸，承载力，承载力。 (2)(2)节线长度节线
4、长度L Lp p：同步带上通过强力层中心、长度不发生变：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。化的中心线称为节线，节线长度为带的公称带长。 (3)(3)宽度宽度b b： b b，带中承载绳数，带中承载绳数，圆周力，圆周力。对称交错主要参数主要参数a)RPPa)RPP同步带同步带 b)b)梯形齿同步带梯形齿同步带 c)c)圆弧齿同步带圆弧齿同步带 d)d)梯形齿双面同步带梯形齿双面同步带 e)e)圆弧齿双面同步带圆弧齿双面同步带 f)f)交错双面齿同步带交错双面齿同步带 2 2、常用同步带结构类型、常用同步带结构类型 3 3、带轮、带轮材料一般采用铸铁或
5、钢，有渐开线和直线两种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。买，可选用厂家提供的标准带轮。 带轮齿数：带轮齿数：齿数少结构紧齿数少结构紧凑，但齿数太凑，但齿数太少易弯曲和疲少易弯曲和疲劳破坏，按照劳破坏，按照国标国标GB11361-GB11361-8989规定，小带规定，小带轮应有许用最轮应有许用最小齿数。小齿数。按用途分按用途分1 1）一般用途同步带）一般用途同步带: : 齿形呈梯形，齿形呈梯形， 适用于中、小功率传适用于中、小功率传动，如复印机、各种仪器、办公
6、机械和医疗机械等。动，如复印机、各种仪器、办公机械和医疗机械等。2 2）高转矩同步带：）高转矩同步带：齿形呈圆弧状，国外亦称为齿形呈圆弧状，国外亦称为HTDHTD(High (High Torque Torque Drive)Drive)， STPD(Super STPD(Super Torque Torque Positive Positive Drive)Drive)传传动动，适适用用于于大大功功率率的的场场合合。如如运运输输机机械械、石石油油机械和数控机床等传动中。机械和数控机床等传动中。3 3）特特殊殊用用途途同同步步带带：用用于于耐耐温温、耐耐油油、低低噪噪声声和和特特殊殊尺尺寸寸等
7、场合。等场合。4.4.3分类及应用分类及应用应用应用应用应用应用应用4.4.4型号和标注方法型号和标注方法1 1）型号）型号型号名称节距 (mm)齿高(mm)带厚(mm)MXL(minimal extra light)最轻型最轻型2.0320.511.14XXL（ extra extra light ）超轻型超轻型3.1750.761.73XL （ extra light ）特轻型特轻型5.0801.272.30L （ light ）轻型轻型9.5251.914.60H （ heavy ）重型重型12.702.294.30XH （ extra heavy ）特重型特重型22.2256.3511
8、.20XXH （ double extra heavy ）最重型最重型31.7509.5315.70根据国标根据国标GB/T11616-1989GB/T11616-1989、我国梯形同步带型号如表所示。、我国梯形同步带型号如表所示。同步带轮的标记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带轮的标记由带轮齿数、带的型号和轮宽表示带轮齿数（30个）30 L 075轮宽（19.05mm）带型号（节距9.525mm）4.4.5同步带传动的设计计算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
9、磨损等。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。度，保证同步带具有一定的疲劳强度和使用寿命。 2 2、设计准则、设计准则1 1、失效形式、失效形式设计同步带传动时，给定原始数据有：传递的功率设计同步带传动时，给定原始数据有：传递的功率P，主、从轮的转速主、从轮的转速n1, ,n2，传动系统的位置和工作条件等。根，传动系统的位置和工作条件等。根据以上条件，按以下步
10、骤进行设计计算，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 3、设计步骤、设计步骤设计步骤如下：1 1、确定带的计算功率、确定带的计算功率 p pj j 式中，KA-工况系数，选取KA 1.4 P - 传动功率，P=3.0 kw所以， 2 2 、确定带型和节距、确定带型和节距 tb tb规规格格节线长节线长Lp(mm) 带宽带宽(mm)节距节距tb (mm)同步带齿数同步带齿数500H1
11、270.0050.812.71003 3、计算带轮节圆直径、计算带轮节圆直径 根据带轮的最小允许齿数，当n=9001200r/min时，z16,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：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2001000r/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，若选择根据变速器输出的最低转速，若选择H带型，则在带型，则在200r/min转速转速下的带载功率为下的带载功率为2.2kw左右；左右；1000r/min下的带载功率约为下的带载功率约为
12、7.5kw左右。左右。若选择若选择XH带型，则在带型，则在2001000r/min范围内，功率储备太大。范围内，功率储备太大。选择选择H带型，限定最低转速不得低于带型，限定最低转速不得低于360r/min。带轮速度为因为，vmax=3540(m/s)，vvmax,故速度合格。4、确定同步带传动的中心距、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，C0.7(d1+d2)=0.72161.78226.49(mm),同时，C2(d1+d2)=22161.78647.12(mm)中心距合格。所选同步带轮及带型为：40-H-200-AF宁波伏龙同步带有限公司宁波伏龙同步带有限公司
