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同步帶概述

1.1.1同步帶介紹

　  同步帶是綜合了帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的新塑傳動(dòng)帶。它由帶齒形的一工作面與齒形帶輪的齒槽嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，其強(qiáng)力層是由拉伸強(qiáng)度高,、伸長(zhǎng)小的纖維材料或金屬材料組成，以使同步帶在傳動(dòng)過(guò)程中節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)度基本保持不變，帶與帶輪之間在傳動(dòng)過(guò)程中投有滑動(dòng),，從而保證主,、從動(dòng)輪間呈無(wú)滑差的間步傳動(dòng)。

同步帶傳動(dòng)（見(jiàn)圖4-1）時(shí),，傳動(dòng)比準(zhǔn)確,，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊,，耐油,，耐磨性好，抗老化性能好,，一般使用溫度-20℃―80℃,，v<50m/s，P<300kw,i<10,對(duì)于要求同步的傳動(dòng)也可用于低速傳動(dòng),。

圖4-1  同步帶傳統(tǒng)

同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成,。它綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn),。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，通過(guò)帶齒與輪的齒槽相嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力。 同步帶傳動(dòng)具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比,，無(wú)滑差,，可獲得恒定的速比，傳動(dòng)平穩(wěn),，能吸振,，噪音小，傳動(dòng)比范圍大,，一般可達(dá)1:10,。允許線(xiàn)速度可達(dá)50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦,。傳動(dòng)效率高,，一般可達(dá)98%，結(jié)構(gòu)緊湊,，適宜于多軸傳動(dòng),，不需潤(rùn)滑，無(wú)污染,，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場(chǎng)所下正常工作,。 本產(chǎn)品廣泛用于紡織、機(jī)床,、煙草,、通訊電纜、輕工,、化工,、冶金,、儀表儀器、食品,、礦山,、石油、汽車(chē)等各行業(yè)各種類(lèi)型的機(jī)械傳動(dòng)中,。同步帶的使用,，改變了帶傳動(dòng)單純?yōu)槟Σ羵鲃?dòng)的概念，擴(kuò)展了帶傳動(dòng)的范圍,，從而成為帶傳動(dòng)中具有相對(duì)獨(dú)立性的研究對(duì)象,，給帶傳動(dòng)的發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑。

1.1.2同步帶的特點(diǎn)

　（1）,、傳動(dòng)準(zhǔn)確,，工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，具有恒定的傳動(dòng)比,；

　　（2）,、傳動(dòng)平穩(wěn)，具有緩沖,、減振能力,，噪聲低；

　　（3）,、傳動(dòng)效率高,，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯,；

　　（4）,、維護(hù)保養(yǎng)方便，不需潤(rùn)滑,，維護(hù)費(fèi)用低,；

　　（5）、速比范圍大,，一般可達(dá)10,，線(xiàn)速度可達(dá)50m/s,，具有較大的功率傳遞范圍,，可達(dá)幾瓦到幾百千瓦；

　　（6）,、可用于長(zhǎng)距離傳動(dòng),，中心距可達(dá)10m以上。

1.1.3同步帶傳動(dòng)的主要失效形式

在同步帶傳動(dòng)中常見(jiàn)的失效形式有如下幾種：

（1）,、同步帶的承載繩斷裂破壞

同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中承載繩斷裂損壞是常見(jiàn)的失效形式,。失效原因是帶在傳遞動(dòng)力過(guò)程中,，在承載繩作用有過(guò)大的拉力，而使承載繩被拉斷,。此外當(dāng)選用的主動(dòng)撈輪直徑過(guò)小,，使承載繩在進(jìn)入和退出帶掄中承受較大的周期性的彎曲疲勞應(yīng)力作用，也會(huì)產(chǎn)生彎曲疲勞折斷（見(jiàn)圖4-2）,。

圖4-2   同步帶承載繩斷裂損壞

（2）,、同步帶的爬齒和跳齒

根據(jù)對(duì)帶爬齒和跳齒現(xiàn)象的分析，帶的爬齒和眺齒是由于幾何和力學(xué)兩種因素所引起,。因此為避免產(chǎn)生爬齒和跳齒,，可采用以下一些措施：

1、控制同步帶所傳遞的圓周力,，使它小于或等于由帶型號(hào)所決定的許用圓周力,。

2、控制帶與帶輪間的節(jié)距差值,，使它位于允許的節(jié)距誤差范圍內(nèi),。

3、適當(dāng)增大帶安裝時(shí)的初拉力開(kāi),。,，使帶齒不易從輪齒槽中滑出。

4,、提高同步帶基體材料的硬度,，減少帶的彈性變形，可以減少爬齒現(xiàn)象的產(chǎn)生,。

（3）,、帶齒的剪切破壞

帶齒在與帶輪齒嚙合傳力過(guò)程中，在剪切和擠壓應(yīng)力作用下帶齒表面產(chǎn)生裂紋此裂紋逐漸向齒根部擴(kuò)展,，并沿承線(xiàn)繩表面延件,，直至整個(gè)帶齒與帶基體脫離，這就是帶齒的剪切脫落（見(jiàn)圖4-3）,。造成帶齒剪切脫落的原因大致有如下幾個(gè)：

1,、同步帶與帶輪問(wèn)有較大的節(jié)距差，使帶齒無(wú)法*進(jìn)入輪齒槽,，從而產(chǎn)生不*嚙合狀態(tài),，而使帶齒在較小的接觸面積上承受過(guò)大的載荷，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中,，導(dǎo)致帶齒剪切損壞,。

   2、帶與帶輪在圍齒區(qū)內(nèi)的嚙合齒數(shù)過(guò)少，使嚙合帶齒承受過(guò)大的載荷,，而產(chǎn)生剪切破壞,。

   3、同步帶的基體材料強(qiáng)度差,。

為減少帶齒被剪切,，首先應(yīng)嚴(yán)格控制帶與帶輪間的節(jié)距誤差，保證帶齒與輪齒能正確嚙合,；其次應(yīng)使帶與帶輪在圍齒區(qū)內(nèi)的嚙合齒數(shù)等于或大于6,，此外在選材上應(yīng)采用有較高勿切韌擠壓強(qiáng)度的材料作為帶的基體材料。

圖4-3   帶齒的剪切破壞

   （4）,、帶齒的磨損

帶齒的磨損（見(jiàn)圖4-4）包括帶齒工作面及帶齒齒頂因角處和齒谷底部的廓損,。造成磨損的原因是過(guò)大的張緊力和忻齒和輪齒間的嚙合干涉。因此減少帶齒的磨損,，應(yīng)在安裝時(shí)合理的調(diào)整帶的張緊力,；在帶齒齒形設(shè)計(jì)時(shí)，選用較大的帶齒齒頂圓角半徑,，以減少?lài)Ш蠒r(shí)輪齒的擠壓和刮削,；此外應(yīng)提高同步帶帶齒材料的耐磨性。

圖4-4  帶齒磨損

（5）,、同步帶帶背的龜裂（圖4—5）

同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)期后,，有時(shí)在帶背會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象，而使帶失效,。同步帶帶背產(chǎn)

生龜裂的原因如下,，

 1、帶基體材料的老化所引起,；

2,、帶長(zhǎng)期工作在道低的溫度下，使帶背基體材料產(chǎn)生龜裂,。

圖4-5 同步帶帶背龜裂

 防止帶背龜裂的方法是改進(jìn)帶基體材料的材質(zhì),，提向材料的耐寒、耐熱性和抗老化性能,，此外盡量避免同步帶在低溫和高溫條件下工作,。

1.1.4 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

據(jù)對(duì)同步帶傳動(dòng)失效形式的分析，可知如同步帶與帶輪材料有較高的機(jī)械性能,，制造工藝合理,，帶、輪的尺寸控制嚴(yán)格,，安裝調(diào)試也正確,，那么許多失效形式均可避免。因此,，在正常工作條件下,，同步帶傳動(dòng)的主要失效形式為如下三種；

    （1）同步帶的承載繩疲勞拉斷,；

    （2同步帶的打滑和跳齒,；

    （3）同步帶帶齒的磨損。

 因此,，同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)淮則是同步帶在不打滑情況下,，具有較高的抗拉強(qiáng)度，保證承線(xiàn)繩不被拉斷,。此外,，在灰塵、雜質(zhì)較多的工作條件下應(yīng)對(duì)帶齒進(jìn)行耐磨性計(jì)算,。

1.1.5同步帶分類(lèi)

同步帶齒有梯形齒和弧齒兩類(lèi),，弧齒又有三種系列：圓弧齒（H系列又稱(chēng)HTD帶）、平頂圓弧齒（S系列又稱(chēng)為STPD帶）和凹頂拋物線(xiàn)齒（R系列）,。

梯形齒同步帶   梯形齒同步帶分單面有齒和雙面有齒兩種,，簡(jiǎn)稱(chēng)為單面帶和雙面帶。雙面帶又按齒的排列方式分為對(duì)稱(chēng)齒型（代號(hào)DA）和交錯(cuò)齒型（代號(hào)DB〕,。

　　梯形齒同步帶有兩種尺寸制：節(jié)距制和模數(shù)制,。我國(guó)采用節(jié)距制，并根據(jù)ISO 5296制訂了同步帶傳動(dòng)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11361～11362-1989和GB/T 11616-1989,。

弧齒同步帶   弧齒同步帶除了齒形為曲線(xiàn)形外,，其結(jié)構(gòu)與梯形齒同步帶基本相同，帶的節(jié)距相當(dāng),，其齒高,、齒根厚和齒根圓角半徑等均比梯形齒大。帶齒受載后,，應(yīng)力分布狀態(tài)較好,，平緩了齒根的應(yīng)力集中，提高了齒的承載能力,。故弧齒同步帶比梯形齒同步帶傳遞功率大,，且能防止嚙合過(guò)程中齒的干涉。

　　弧齒同步帶耐磨性能好,，工作時(shí)噪聲小,，不需潤(rùn)滑，可用于有粉塵的惡劣環(huán)境,。已在食品,、汽車(chē)、紡織、制藥,、印刷,、造紙等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

1.2  同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1.電機(jī)額定輸出功率估算

=7.16W

2,、確定計(jì)算功率

   電動(dòng)機(jī)每天使用24小時(shí)左右,，查表4-1得到工作情況系數(shù)=1.7。則計(jì)算功率為:

12.17W

3,、小帶輪轉(zhuǎn)速計(jì)算

4,、選定同步帶帶型和節(jié)距

    由同步帶選型圖4.1可以看出，由于在這次設(shè)計(jì)中功率轉(zhuǎn)速都比較小,，所以帶的型號(hào)可以任意選取,，現(xiàn)在選取H型帶，節(jié)距