同步帶概述

1.1.1同步帶介紹

　  同步帶是綜合了帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)而發(fā)展起來的新塑傳動帶。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，其強(qiáng)力層是由拉伸強(qiáng)度高、伸長小的纖維材料或金屬材料組成，以使同步帶在傳動過程中節(jié)線長度基本保持不變，帶與帶輪之間在傳動過程中投有滑動，從而保證主、從動輪間呈無滑差的間步傳動。

同步帶傳動（見圖4-1）時(shí)，傳動比準(zhǔn)確，對軸作用力小，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,對于要求同步的傳動也可用于低速傳動。

圖4-1  同步帶傳統(tǒng)

同步帶傳動是由一根內(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、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動時(shí)，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。 同步帶傳動具有準(zhǔn)確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動比范圍大，一般可達(dá)1:10。允許線速度可達(dá)50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動效率高，一般可達(dá)98%，結(jié)構(gòu)緊湊，適宜于多軸傳動，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。 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、汽車等各行業(yè)各種類型的機(jī)械傳動中。同步帶的使用，改變了帶傳動單純?yōu)槟Σ羵鲃拥母拍?，擴(kuò)展了帶傳動的范圍，從而成為帶傳動中具有相對獨(dú)立性的研究對象，給帶傳動的發(fā)展開辟了新的途徑。

1.1.2同步帶的特點(diǎn)

　（1）、傳動準(zhǔn)確，工作時(shí)無滑動，具有恒定的傳動比；

　　（2）、傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；

　　（3）、傳動效率高，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯；

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

　　（5）、速比范圍大，一般可達(dá)10，線速度可達(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）、可用于長距離傳動，中心距可達(dá)10m以上。

1.1.3同步帶傳動的主要失效形式

在同步帶傳動中常見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)過程中承載繩斷裂損壞是常見的失效形式。失效原因是帶在傳遞動力過程中，在承載繩作用有過大的拉力，而使承載繩被拉斷。此外當(dāng)選用的主動撈輪直徑過小，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，也會產(chǎn)生彎曲疲勞折斷（見圖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。，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、同步帶與帶輪問有較大的節(jié)距差，使帶齒無法*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)過少，使嚙合帶齒承受過大的載荷，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，以減少嚙合時(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 同步帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

據(jù)對同步帶傳動失效形式的分析，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，保證承線繩不被拉斷。此外，在灰塵、雜質(zhì)較多的工作條件下應(yīng)對帶齒進(jìn)行耐磨性計(jì)算。

1.1.5同步帶分類

同步帶齒有梯形齒和弧齒兩類，弧齒又有三種系列：圓弧齒（H系列又稱HTD帶）、平頂圓弧齒（S系列又稱為STPD帶）和凹頂拋物線齒（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，簡稱為單面帶和雙面帶。雙面帶又按齒的排列方式分為對稱齒型（代號DA）和交錯(cuò)齒型（代號DB〕。

　　梯形齒同步帶有兩種尺寸制：節(jié)距制和模數(shù)制。我國采用節(jié)距制，并根據(jù)ISO 5296制訂了同步帶傳動相應(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，不需潤滑，可用于有粉塵的惡劣環(huán)境。已在食品、汽車、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，所以帶的型號可以任意選取，現(xiàn)在選取H型帶，節(jié)距