同步輪帶選型計(jì)算與安裝

1、 同步輪同步帶的選型方法同步輪的作用為確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，通常對機(jī)電一體化系統(tǒng)提出以下要求：(1)高精度 精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是機(jī)電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機(jī)械產(chǎn)品都有很大的提高，因此機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。(2) 快速響應(yīng)性 即要求機(jī)械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時(shí)間間隔短，這樣控制系統(tǒng)才能及時(shí)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，下達(dá)指令，使其準(zhǔn)確地完成任務(wù)。(3) 良好的穩(wěn)定性 即要求機(jī)械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響，抗干擾能力強(qiáng)。同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件。由于同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角

2、膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件1按用途分一般工業(yè)用同步帶傳動(dòng) 即梯形齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于中、小功率的同步帶傳動(dòng)，如各種儀器、計(jì)算機(jī)、輕工機(jī)械中均采用這種同步帶傳動(dòng)。高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動(dòng)又稱HTD帶(High Torque Drive)或STPD帶傳動(dòng)(Super Torque Positive Drive)。由于其齒形呈圓弧狀(圖6-2)，在我國通稱為圓弧齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于重型機(jī)械的傳動(dòng)中，如運(yùn)輸機(jī)械(飛機(jī)、汽車)、石油機(jī)械和機(jī)床、發(fā)電機(jī)等的傳動(dòng)。常用的同步輪可分為AT5、AT10、T5、XH、H、L、XL、3M、5M、8M、S5M、S8M等開口、接駁同步帶。廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，如陶瓷、食品、石材、

3、煙草、木工、印刷、紡織包裝等同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(1)工作時(shí)無滑動(dòng)，有準(zhǔn)確的傳動(dòng)(2)傳動(dòng)效率高，節(jié)能效果好(3)傳動(dòng)比范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊(4)維護(hù)保養(yǎng)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低(5)惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作四.同步輪的選型步驟同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般按以下步驟進(jìn)行計(jì)算與選型(1)設(shè)計(jì)條件同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),通常都是在以下已知條件下進(jìn)行的同步帶需要傳遞的功率主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比同步帶輪安裝中心距離;工作條件等需要計(jì)算選型確定的項(xiàng)目包括同步帶節(jié)距、寬度、節(jié)線長度、實(shí)際中心距、同步帶輪齒數(shù)等,并將各參數(shù)用符號表示再向制造商訂購?fù)綆?、同步帶輪?) 根據(jù)轉(zhuǎn)速、功率選定同步帶帶型同步帶帶型選型就是根據(jù)同步帶所需要

4、傳遞的負(fù)載功率及主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速選擇合適的同步帶齒型及節(jié)距不同節(jié)距齒型的同步帶其單位寬度所能夠傳遞的功率是不同的,同一規(guī)格的同步帶在不同的轉(zhuǎn)速下所能夠傳遞的功率也不同。為了方便用戶正確地選用同步帶,制造商對不同類型、不同節(jié)距的同步帶在不同轉(zhuǎn)速下能夠傳遞的功率制成圖表,用戶可以根據(jù)圖表接選用合適的同步帶類型和節(jié)距例如圖14-13為圓弧齒型同步帶帶型選型圖,表示常用的節(jié)距規(guī)格。3M表示同步帶的節(jié)距為3mm(其余類似),每一種節(jié)距都有其合適的工作范圍,陰影部分表示相鄰的兩種節(jié)距的同。3) 選定同步帶輪齒數(shù)同步帶輪直徑越小,同步帶工作時(shí)的彎曲應(yīng)力越大容易造成疲勞破壞,所以帶輪的直徑不能過小。也就是說在一定的

5、主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速、一定的節(jié)距前提下,同步帶主動(dòng)輪齒數(shù)Z1不能低于某一最低齒數(shù)Z-,即Z1Zmm根據(jù)不同的帶輪轉(zhuǎn)速與節(jié)距,制造商將上述最低齒數(shù)Zmn編成表格(見表14-1)。使用吋直接根據(jù)節(jié)距及轉(zhuǎn)速就可以查出主動(dòng)輪需要的最小齒數(shù)的同步帶輪齒數(shù)系列為22、23、2456,齒數(shù)大小是連續(xù)排列的接根據(jù)制造商的樣本選擇與計(jì)算值最接近的從動(dòng)輪標(biāo)準(zhǔn)齒數(shù)。例如某制造商節(jié)距為8M主動(dòng)輪齒數(shù)Z1確定后,根據(jù)式(14-3)就可以計(jì)算出從動(dòng)輪的齒數(shù)Z2。同樣可以直(4) 計(jì)算同步帶理論節(jié)線長度計(jì)算同步帶理論節(jié)線長度時(shí),通常將同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行簡化,同步帶用節(jié)線表示同步帶輪用節(jié)圓表示,如圖14-14所示同步帶輪的節(jié)圓直徑分別

6、可以由式計(jì)算得出,L同步帶的理論節(jié)線長度A同步帶輪的初定中心距D1同步帶輪主動(dòng)輪節(jié)圓直徑D2同步帶輪從動(dòng)輪節(jié)圓直徑5選定同步帶標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長度查表得出(6)確定實(shí)際中心距由于選定的同步帶標(biāo)準(zhǔn)長度不是與初始選定的中心距嚴(yán)格對應(yīng)的,按選定的同步帶標(biāo)準(zhǔn)長度及同步帶輪尺寸對應(yīng)的實(shí)際中心距也肯定不同于初始選定的中心距。同步帶寬度的選定原則選定同步帶寬度時(shí)必須保證同步帶寬度大于以下最小值其中,以下參數(shù)可以從制造商的樣本資料或有關(guān)同步帶設(shè)計(jì)手冊中查得: bs-同步帶實(shí)際寬度,mmb某種節(jié)距同步帶系列的最小寬度,mm;P設(shè)計(jì)負(fù)載功率,W;P。-最小同步帶寬度能傳遞的額定功率,W;K1-同步帶長度系數(shù),根據(jù)實(shí)際同步

7、帶長度范圍查表取值;Kz嚙合齒數(shù)系數(shù),根據(jù)同步帶與同步帶輪的實(shí)際嚙合齒數(shù)確定,當(dāng)嚙合齒數(shù)Zm6時(shí)Kz=1,當(dāng)嚙合齒數(shù)2Zn<6時(shí)Kz=1-0.2(6-Zm)。同步帶寬度也是按系列生產(chǎn)的,例如表143為某制造商提供的圓弧齒型同步帶標(biāo)準(zhǔn)寬度系列。同步帶傳動(dòng)計(jì)算實(shí)例例14-1某沿水平方向輸送的皮帶輸送系統(tǒng),假設(shè)皮帶主動(dòng)輪采用電機(jī)通過同步帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng),要求如下皮帶運(yùn)行速度v=36m/min皮帶主動(dòng)輪直徑D=80mm設(shè)計(jì)負(fù)載功率P=傳動(dòng)動(dòng)力x過載系數(shù)P=80過載系數(shù)=ko+Kr+Ki同步帶輪初定中心距a=250mm同步帶傳動(dòng)比i試根據(jù)上述使用要求,設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速1350r/min后

8、,首先通過減速器減速,然后通過同步帶由于同步帶傳動(dòng)比i=l,所以皮帶主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)減速器的輸出轉(zhuǎn)速相等設(shè)皮帶輪主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1,根據(jù)皮帶速度V=n1D,得經(jīng)過試算,發(fā)現(xiàn)選擇減速器的減速比為75時(shí)為最佳選擇,此時(shí)減速器輸出轉(zhuǎn)速為1350/75=18r/min,皮帶主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1也為18r/min輸送皮帶速度驗(yàn)算皮帶速度符合設(shè)計(jì)要求。2根據(jù)轉(zhuǎn)速功率選定同步帶帶型根據(jù)圖14-13,本例中主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速18r/min及負(fù)載功率80W都屬于節(jié)距為8M的圓弧齒型同步帶工作范圍,因此最后選定8M的圓弧齒型同步帶,即節(jié)距為8mm3選定同步帶輪齒數(shù)根據(jù)本例的工作條件同步帶輪節(jié)距為8M、同步帶主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為18r

9、/min情況下,據(jù)表14-1可知同步帶主動(dòng)輪齒數(shù)不能低于最低齒數(shù)22,根據(jù)空間情況最后選定齒數(shù)28計(jì)算同步帶理論節(jié)線長度本例中初定的中心距a=250mm,根據(jù)式(14-2)得到同步帶輪的節(jié)圓直徑 根據(jù)式(14-5)得到需要的同步帶理論節(jié)線長度為由表14-2理論節(jié)線長度724mm不是標(biāo)準(zhǔn)長度,但最接近該計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)長度為720mm,因此最后選定同步帶實(shí)際節(jié)720mm5確定實(shí)際中心距按同步帶實(shí)際節(jié)線長度720mm,同步帶輪齒數(shù)Z1=Z2=28,直接查閱制造商的相關(guān)表格資料可得滿足上述條件的同步帶輪實(shí)際中心距為248mm,與原初定的中心距250mm稍有差別。實(shí)際中心距也可以根據(jù)式(14-5)進(jìn)行反向

10、計(jì)算選定同步帶寬度根據(jù)式(14-6)計(jì)算同步帶寬度,其中所需要的參數(shù)分別為bs節(jié)距為8M的同步帶系列的最小寬度為20mmP設(shè)計(jì)負(fù)載功率80WP08M系列同步帶最小寬度為20mm時(shí)能傳遞的額定功率為60WKt-同步帶長度系數(shù),實(shí)際同步帶長度720mm時(shí)查閱制造商資料數(shù)據(jù)取值K1=0.9Kz嚙合齒數(shù)系數(shù),在傳動(dòng)比i=1時(shí),共有一半的齒參與嚙合,所以嚙合齒數(shù)Zm=28/2=14,嚙合系數(shù)Kz=1實(shí)際帶霓要求滿足條件查表14-3,8M節(jié)距的圓弧齒型同步帶標(biāo)準(zhǔn)寬度為20、25、30、40、50、60、70、85mm:根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)寬度為30mm本例中同步帶可以表示為“HTD-7208M-30同步帶輪也可以表示為“P28HITD8M一30-F”,其中主動(dòng)輪與從動(dòng)輪規(guī)格相同。同步帶安裝1安裝同步帶時(shí)應(yīng)該先縮