同步带传动的设计计算和使用

同步 带 传 动 的设 计 计算 和 使 用 庄 工 同步带传动是一种新型的机械传动(见图 i)．由 于它是一种啮合传动 因而带和带轮之间i殳有相对滑 动 ，从而使主 从轮间的传动达到同步。同步带传动 和y带、平带相比具有：(i)传动准确，无滑动，能达 到同步传动的目的；(2)传动效率高·一般 可达 驰蓐； (3)速比范围大 允许线速度也高；(1)传递功率范 围大。从几十瓦到几百千瓦；(5)结构紧凑，还适用 于乡轴传动等优点。因此，同步带传动已日益弓『起各 方面的注意和重视，并把这种传动应用到各种机械设 备上。相应地设计者 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 有一种设计方法来台理地选 择同步带传动的各项参数。笔者根据参加制订同步带 传动国家标准讨论和学术活动的体会，提出 了同步带 传动 的设计方法及应注意的问题，以供同步带传动设 计者参考直用。 一 、 同步带传动的设计准则 同步带传动是以带齿与轮齿依敬啮合 来 传递 动 力。达到同步传动的目的。因此。在同步带传递扭矩 时，带将受拉力作用。带齿承受剪切，而带齿的工作 表面在进八和退出与轮齿啮合的过程中将被磨损。因 此同步带的主要失效形式有如下三种： (1)同步带承载绳(又称骨架蝇，的疲劳断裂； (2)带齿的剪切破裂： (3)带齿工作表面磨损。失去原来的形乇I}。 根据试验 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，当同步带绕于带轮时，在所包圆弧 ．} { 6 1 ．J (b) 带乾(局部) ’ ’ 图 1 确怫 髑造，19∞年箕 n 粥 内 带齿与带轮齿的啮合齿数 z．大于 6时 带齿的 剪切强度将大干带的抗拉强度 。同时，随着粘附于带 齿工作表面上的尼龙包雍层的设置．使带齿的耐磨性 有了报大的提高。因此在同步带正常工作条件下，同 步带的主要失效形式是带在变拉力作用下 的疲 劳 断 裂 所以同步带传动是根据带的抗拉强度作为设计准 则来进行设计的。 在 ISb5295 t同步带额定功率与传动中心距的计 算，标准中，就是以此为依据提出了带宽为基准宽度的 基准额定功率计算公式： Pd (T 一mv')v／100o (kw ) 式 中：Po——某一型号 同步带在 基准宽度下所能抟递 的基准额定功率 ( W ) — — 某一型号同步带在基准宽度 下 的许 用工作拉力(见表 1) (Ⅳ) m——某一型号同步带在基准宽度下舳单位 长度质量 g／m} v——同步带线速度 (m／s， 由公式可知：L为带的许用工作拉力，m 为带 在运转过程中由离心力产生的拉力。嗣此。带所能传 递的功率是以带所能承受的( — )拉力为依据来 确定的。 为保证抗拉强度计算的有效性。当所设计前同步 带传动中啮合齿数 z一小于 6时 ，以及带宽不等于某 一 型号同步带的基准宽度时，引入了两个计算系数， 这时的同步带额定功率的精确计算公式如下； P一( m 一 ／looo (kw ) 式中：P——带宽为 b。，小轮啮合齿数为 z 时的带所 能传递的额定功率 ( Ⅳ ) — — 啮合系数，当z 》 6时 ．K =1．当 < 6时 ， 。=1—0．2(6一z ) x 带霉系数，片 =(b⋯／b) “，式中b．为 带 的实际宽度 ，。为该种型号同步带的 基准宽度，见表 1。 ISO还规定了带的额定功率近似公式计算： P KrP口 。 二、同步带传动的设计计算步骤 同步带传动设计目的是确定带的型号 节距 带 一 9 一 -I_ I ，褪械喇造 地址：宁波江东区中兴路39弄29号常青天地706室 电话：0574-27834692；传真：0574-27834691/56877433（网络传真） e-mial：sales@belt-pulley.com 网址：www.gaigi.com.cn 长 (节线长度) 中心距 、带宽及主、从动 带轮齿数· 直径等参数。 在设计时，一般 已知同步带传动所需传递的名义 功率P ，主动带轮转速 ，传动比以及对传动 中心 距的要求，传动的工倌条件等，其设计计算步骤如下： 1．确定同步带传动的设计功率 Pd=KP 式中：K——载荷修正系数，它可根据甄动机，工作 机 类型和每 日运转时间等园素来确定。 此系数可采用 日本 JISK6372—82中的数 值 ，见表 3 P ——工作机上 电动机功率 2．确定带的型号和节距 可根据同步带传动的设计功率 和小带轮转 速 由同步带选型图中来确定所需采用的带的型号 和 节距．同步带选型图可参考日本YIS K6372—82见图2． S．选择小带轮齿数 同步带传动中带轮韵最少许甩齿 数可 按 表 2选 用。 由表 2可知各种型号同步带轮的最少许用齿数与 带轮转速和带轮齿节距有关。这可根据同步带的弯曲 疲劳寿命来分析．带轮转速越高，则带在单位时间内 绕过带轮的次数增多，如带轮齿数少，相盥带轮直径 小，则使带受弯曲应力增大，容易导致同步带的弯曲 疲劳破坏，因此在高转速时盥采用较多齿数的带轮， 以减少带所受弯曲虚力 而在同一转速下，1殖着节距 增大，使带槽截面增大，其适应弯曲应力的能力下降a 因此，其带轮采用的最少许用齿数应有所增加。选定 小带轮齿数后，可根据传动比 ；确定另一带轮的齿数 = 1i。 表 1 七种同步带型号的主要参数Ⅲ 带 节距 准宽 『 拉力 质量 带 宽 型 P ^ 度 b．。 号 (ram) (mm) To(N) 【kg／m】 b．(加m) MXL 2．032 6．4 3．0 4．8 6．4 X)口L 3 175 6 4 31 ．0．010 3．0 4．8 6．4 XL r 6．∞ 0 '．5 50．1T 0 022 6 4 T．g 9．5 L 0 525 25．4 2“ ．46 0．095 12．7 19．1 25．4 19．1 25．4 38．1 H 12 ． T00 76，20 2埘 ．85 0．448 50 ．8 6．2 删 船．225 l01．6 4048．g0 1．484 50_l 76 2 101．6 50．8 T6，2 101 6 XxH 31 ． TSO 127．0 6398．03 2．473 127 ． 0 注：1-MXL．--最轻型：xxL__糟轻型：Ⅺ 特 轻型 L__轻型：H一重型：Ⅻ 一特重型：xx珏一超 重 型 ． 2．因为带的节距是一个规定值。故所有数值均取 三证小数． 一 10 — 4．确定带轮的节圆直径 在同步带传动的节距和带轮齿数确定后，就可根 据公式d P ／ 求得带轮的节圆直径，式中 为同 步带节距。带轮的外圆直径do=d--2t，见图 1。 5．确定同步带的节线长度 带 的节线长度可根据带 目绕两带轮的周长来计算 (见图 3)可由下式求得： L，=2acos~+z(d2+d )／2+Ⅱ ( 一d1)／~8o 式中：L——带的节线长(ram)：口——两轮中心距 — — 计算 L 的辅助角， ；siIl—t (度) 设计时如对中心距无要求，则可初选中心距口为0 0．7(dl+d )<口< (d + ) 如 已知中心距，则把中心距值代人公式计算节线 长度 在计算出节线长度 后 ，需根据 IS05296—78 圆整为标准节线长度。 6．计算同步带齿数 =L一／P 7．传动中心距确定 在带节线长度 和齿致 确定后．就可根据圈 S所示几何关系求得精确中心距： d=P (=2一=1)／2 co 、 式中：0一 可按 iIlVO=z(z~-zD／(z=-z )求出。 但当传动中的大小带轮齿数比值 = ， 趋近于I 时，上述公式不箭使用，此时可按近似公式计算： 口=埘 + ．／M 一 f￡ =! _li 8 L J 式中：M=P=(2z·一zl一=：)／B 8．确定同步带设计功率为 下所需的糌宽 (1)计算所造型号同步带的基准额定功率 ． Po=(To--mv )v／looo ( H，) 式中： =旦 譬 ； 二( ／see) 一 J T“ ——可根据带酌型号由表 1查出。 (2)计骂小带轮啮台齿数 z 一 瓴 ) (取整毁) (3)确定实际所需 的带宽b． 表 2 带靶最少许用齿数“ 小带轮转速 『 带 型 号 o，m ，l 丁； 9o0以下 f 10 q00～1200眦下【 12 1200—18曲 下J 14 l8∞～3800以下『 16 36呻～鹋∞以下l 18 “ I 22 l 22 坞1 0 }24 18 I 2R l 26 20 l 30 l一 船 {一 f— t机摭制造，1989年第12期 ⋯ 。§ 地址：宁波江东区中兴路39弄29号常青天地706室 电话：0574-27834692；传真：0574-27834691/56877433（网络传真） e-mial：sales@belt-pulley.com 网址：www.gaigi.com.cn 滥 ． ． 根据设计要求，带的设计功率 应小于或等手带 所能传递的藕定功率 P，即P ≤P．前面已提及过在 宽度为bh啮合齿数为 时带传递的额定功率可近似 按下式计算：P P0K K 式中啮合系数 根据 值确定 (当 ≥6时，K = 1)，带宽系数 K =(b．／b。。) t，代入上式．则得： P≈PDK (b⋯／b )1．14 如将 P计算公式代入 6 (3)确定实际所需带宽 b． P PDK 式中：P——带所能传递功率 kW 茁z——啮合系数，因 >G 故墨一1 ，— — (— -)“¨查表l H型带 o=76．20ram 将P式代^P≥Pd 列b。≥ 。(— 哥) ““=26．65mm取标准宽 度b．=38．1lnm见表 1。 9．验算 P~(K,IfwT-一— m )vx10一a=5．41>3．6kW 额定功率大于设计功率，则带的传动能力已足够， 所选参数合格。 1O．结果整理 (t)带：选用H型同步带 PJ一12．790mm =126 L，= 1600．20ram b．= 38．1mm (2)带轮： 1=18，d1=72．765mm； l=72， 也=291．06mm (3)传动中心距 精确计算 a=5~2．i0 表 4 标准同步带的节绕长度(部分 ) 节线长度 工 l 节鳗长度上的齿效 1422 40 -F0 81 —— 64 144'／80 ±9．81 — 114 1524 00 土0．81 1∞ 120 l600．20 ±0．86 126 72 |676．40 ±0．86 132 四、同步带的工作拉力和 单位长度质量 在同步带传动计算中采用的两个基本参数是带的 许用工作拉力 。和带的单位长度质量m。在ISO5295— 8l标准中指出n 和m值取决定带的材质、结构和型 号。其数值由同步带制造厂提供。但我国耳前的同步 带生产厂还没有这类数据 ，所以在制定国标对采用了 日本JISK6372—82标准中的 -和m的数值．目前我 国生产的各种型号同步带的抗拉强度均已达到和超过 了日本标准中所列数值 ，而根据 日本资料认为带的许 甩工作拉力 。值约为带抗拉强度的 —l_～—1_ ，因 1e 15 此采用日本JISK6372-82中的 。值 用于我国同步带 f私自设计计算是可行的，并且是偏于安全的。 我国生产的同步带和日本同步带自甘m值很接近， 并且我国的m值均低于日本，而从同步带功率计算公 式中可看出，m值减小 将使离心力降低，相应可使 带侍递功率增大 ，是有利的，因此目前采甩日本 JIsK 6371—82所列m 值亦是可行的 ，是偏于安全 的。 参 考 资 料 【1]ISO5296—19T8‘同步传动—带 ， E 2]1s05294—19 峒 步带俸动—带轮' [3]ISC6295—1981~同步带额定功率和捧动中心距的计算’ [4]日本 JISK6372-82一般用齿形带 【5]同步带捧动专辑(一) 上海机械学院 ● 一 12一 ·机械制造)1989年第 l2期 一 ： 地址：宁波江东区中兴路39弄29号常青天地706室 电话：0574-27834692；传真：0574-27834691/56877433（网络传真） e-mial：sales@belt-pulley.com 网址：www.gaigi.com.cn