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同步帶傳動計算

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2018-06-14 16:53:56【大中小】

準(zhǔn)則

帶輪

建議使用實際情況所允許的最大直徑帶輪，讓嚙合的齒數(shù)最大化，并增加傳動帶的線速度。如果應(yīng)用中需要很高的定位精度，則可以使零間隙帶輪。建議采用優(yōu)質(zhì)的帶輪，確保傳動可靠。

機(jī)器結(jié)構(gòu)

為了保證傳動中不出現(xiàn)故障，建議采用結(jié)構(gòu)剛度盡可能大的同步帶進(jìn)行傳動。這樣可保證傳動帶工作連續(xù)。

央板

如果使用夾板，則必須與傳動帶齒形相匹配，而且具有剛性，確保所有表面的夾緊力度均勻。建議至少夾住8個齒，以確保產(chǎn)品的性能。如果傳動帶使用HPL帶芯，則建議夾住，2個齒。

定義和傳輸周期

在大多數(shù)情況下，會采用下面所示的兩種傳動布局中的線形傳動。形成特定的作用力體系。

同步帶有梯形齒同步帶和圓弧齒同步帶兩大類，設(shè)計也分為梯形齒同步帶設(shè)計和圓弧齒同步帶兩種。

一、下面是圓弧齒同步帶設(shè)計方法：

原始設(shè)計資料

1 原動機(jī)和工作機(jī)類型；

2 每天運(yùn)轉(zhuǎn)時間；

3 需傳遞的名義功率P；

4 小帶輪轉(zhuǎn)速n1；

5 大帶輪轉(zhuǎn)速n2；

6 初定中心距a0；

7 對傳動空間的特殊要求。

設(shè)計步驟

1 確定設(shè)計功率Pd Pd = KAP kW……………………………………（1）

式中：KA——工作情況系數(shù)，見表 2。【表 2 工作情況系數(shù) KA】

工作機(jī)	原動機(jī)
	交流電動機(jī)(普通轉(zhuǎn)矩鼠籠式、同步電動機(jī))，直流電動機(jī) (并激)，多缸內(nèi)燃機(jī)			直流電動機(jī) (大轉(zhuǎn)矩、大滑差率、單相、滑環(huán))，直流電動機(jī)(復(fù)激、串激)，單缸內(nèi)燃機(jī)
	運(yùn)轉(zhuǎn)時間			運(yùn)轉(zhuǎn)時間
	斷續(xù)使用每日3～5h	普通使用每日8～10h	連續(xù)使用每日16～24h	斷續(xù)使用每日3～5h	普通使用每日8～10h	連續(xù)使用每日16～24h
復(fù)印機(jī)，配油裝置，測量儀表，放映機(jī)，醫(yī)療器械	1.0	1.2	1.4	1.2	1.4	1.6
清掃機(jī)，縫紉機(jī)，辦公機(jī)械	1.2	1.4	1.6	1.4	1.6	1.8
帶式輸送機(jī)，輕型包裝機(jī)，烘干箱，篩選機(jī)，繞線機(jī)，圓錐成形機(jī)，木工車床，帶鋸	1.3	1.5	1.7	1.5	1.7	1.9
液體攪拌機(jī)，混面機(jī)，鉆床，沖床，車床，螺紋加工機(jī)，接縫機(jī)，圓盤鋸床，龍門刨床，洗衣機(jī)，造紙機(jī)，印刷機(jī)	1.4	1.6	1.8	1.6	1.8	2.0
半液體攪拌機(jī)，帶式輸送機(jī) (礦石、煤、砂)，天軸，磨床，牛頭刨床，鉆鏜床，銑床，離心泵，齒輪泵，旋轉(zhuǎn)式供給系統(tǒng)，凸輪式振動篩，紡織機(jī)械 (整經(jīng)機(jī))，離心式壓縮泵	1.5	1.7	1.9	1.7	1.9	2.1
制磚機(jī)(除混泥機(jī))，輸送機(jī) (平板式、盤式)，斗式提升機(jī)，升降機(jī)，脫水機(jī)，清洗機(jī)，離心式排風(fēng)扇，離心式鼓風(fēng)機(jī)，吸風(fēng)機(jī)，發(fā)電機(jī)，激磁機(jī)，起重機(jī)，重型升降機(jī)，橡膠機(jī)械，鋸木機(jī)，紡織機(jī)械	1.6	1.8	2.0	1.8	2.0	2.2
離心機(jī)，刮板輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)，錘擊式粉碎機(jī)，造紙制漿機(jī)	1.7	1.9	2.1	1.9	2.1	2.3
粘土攪拌機(jī)，礦山用風(fēng)扇，鼓風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制送風(fēng)機(jī)	1.8	2.0	2.2	2.0	2.2	2.4
往復(fù)式壓縮機(jī)，球磨機(jī)，棒磨機(jī)，往復(fù)式泵	1.9	2.1	2.3	2.1	2.3	2.5

2 選擇帶型

按n1 和Pd，由圖1 選擇帶型?！緟⒖?span face="微軟雅黑, 宋體">同步帶】

3 計算傳動比 i

i = n1 / n2……………………………………………（2）

4 確定帶輪直徑

4.1 確定帶輪齒數(shù) Z1、Z2

小帶輪齒數(shù)按 Z1≥Zmin 原則確定，Zmin見表 3 【參考帶輪最小齒數(shù)網(wǎng)頁】

圓弧齒同步帶傳動小帶輪最少齒數(shù)zmin

小帶輪轉(zhuǎn)速n1／r·min^－1	帶型
小帶輪轉(zhuǎn)速n1／r·min^－1	3M	5M	8M	14M	20M
＜900	12	14	22	28	34
900～1 200	14	20	28	28	34
1 200～1 800	16	24	32	32	38
1 800～3 500	20	28	36	—	—
＞3 500	22	30	—	—	—

大帶輪齒數(shù)按 Z2=iZ1計算后圓整。

4. 2 確定帶輪直徑帶輪節(jié)圓直徑 d1、d2和帶輪外徑 da1、da2 ，按相應(yīng)齒數(shù) Z1、Z2可得。

【查看各種同步帶輪參數(shù)計算公式】

5選擇帶的節(jié)線長度 LP和確定實際中心距 a。

5. 1 計算帶的初定節(jié)線長度 L0

L0=2a0+1.57（d2+d1）+ (d2 –d1)2 /4a0 mm………………………（ 3）

式中：a0——初定中心距，mm，由設(shè)計任務(wù)給定。

5. 2 選擇帶的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長度 LP

LP根據(jù) L0從現(xiàn)有模具表中查詢【2SM同步帶 S3M同步帶 S5同步帶】

5. 3確定實際中心距 a

中心距近似計算公式為：

…………………………（4）

M=4LP–6.28（d2+d1） mm…………………………………（ 5）

中心距精確計算公式見節(jié)線長計算【參考節(jié)線長計算網(wǎng)頁】

6 確定中心距調(diào)整下限 I和調(diào)整上限 S

中心距范圍為：（a—I）~（a+S） mm。I和 S值見表 4。

表 4 中心距安裝量I 和調(diào)整量S

LP	i	S
≤500	1.02	0.76
＞500～1000	1.27	0.76
＞1000～1500	1.78	1.02
＞1500～2260	2.29	1.27
＞2260～3020	2.79	1.27
＞3020～4020	3.56	1.27
＞4020～4780	4.32	1.27
＞4780～6860	5.33	1.27

注：當(dāng)帶輪加擋圈量，安裝量I 還應(yīng)加下列數(shù)值(mm)：

帶型	單輪加擋圈	兩輪加擋圈
3M	3.0	6.0
5M	13.5	19.1
8M	21.6	32.8
14M	35.6	58.2
20M	47	77.5

7 確定帶長系數(shù)

KL帶長系數(shù) KL由表 5查取。

表 5 帶長系數(shù)KL

3M	LP(mm) KL	≤190 0.80	191～260 0.90	261～400 1.00	401～600 1.10	＞600 1.20
5M	LP(mm) KL	≤440 0.80	441～550 0.90	551～800 1.00	801～1100 1.10	＞1100 1.20
8M	LP(mm) KL	≤600 0.80	601～900 0.90	901～1250 1.00	1251～1800 1.10	＞1800 1.20
14M	LP(mm) KL	≤1400 0.80	1401～1700 0.90	1701～2000 0.95	2001～2500 1.00	2501～3400 1.05	＞3400 1.10
20M	LP(mm) KL	≤2000 0.80	2001～2500 0.85	2501～3400 0.95	3401～4600 1.00	4601～5600 1.05	＞5600 1.10

8 確定嚙合齒數(shù)系數(shù) KZ嚙

嚙合齒數(shù) Zm由式（6）計算： Zm =ent（0.5–（d2 −d1 ）/6a ）Z1………………………………（6）

嚙合齒數(shù)系數(shù)KZ 由式（7）確定：

Zm≥6，KZ=1

Zm＜6，KZ=1–0.2（6–Zm）……………………………（7）

9 確定帶的基本額定功率P0

各帶型的最小寬度推薦用基本額定功率P0

圓弧齒3M同步帶基準(zhǔn)帶寬6mm的基本額定功率P0

圓弧齒5M同步帶基準(zhǔn)帶寬9mm的基本額定功率P0

圓弧齒8M同步帶基準(zhǔn)帶寬20mm的基本額定功率P0

圓弧齒14M同步帶基準(zhǔn)帶寬40mm的基本額定功率P0

圓弧齒20M同步帶基準(zhǔn)帶寬115mm的基本額定功率P0

10 帶的額定功率 Pr

帶的額定功率按式（3）計算： Pr=KLKZKWP0 kW…………………………………（8）

式中：KW—帶寬系數(shù)

KW=( bs/ bs0 )1.14……………………………………（9）

11 確定帶和帶輪的寬度

按Pd≤Pr 原則選擇帶的寬度bs，則

…………………………（10）

式中：bs0 見下表

帶型	3M	5M	8M	14M	20M
bs0	6	9	20	40	115

按計算結(jié)果選擇相對應(yīng)的常見寬度【常見寬度表】，

并確定帶輪的齒面寬度及總寬度?！?/span>輪齒面寬度尺寸表】

12 計算壓軸力Q

壓軸力Q 示意圖見圖2。

圖 2 帶傳動的壓軸力

帶的緊邊張力F1 和松邊張力F2 分別由式（11）、式（12）計算：

F1=1250Pd/v ………………………………………（11）N

F2=250Pd/v ………………………………………（12）N

式中：v—帶速，m/s；v=πd1n1/6000。

壓軸力Q 由式（13）計算： Q=KF（F1+F2） N …………………………………（13）

當(dāng)工況系數(shù)KA≥1.3 時： Q=0.77KF（F1+F2） N ………………………………（14）

式中：KF——矢量相加修正系數(shù)，見圖3。

圖 3 矢量相加修正系數(shù)

KF 據(jù)小帶輪包角α1 查圖3 而得。小帶輪包角由式（15）計算：

α1≈180°–（（ d2 − d1）/a)×57.3° ………………………………（15）

13 帶的張緊

按式（16）、式（17）計算帶安裝時應(yīng)保證的撓度f（見圖4），以使帶產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膹埦o力

………………………………（16）

f = t………………………………………（17）/64 mm

圖 4 帶安裝時的撓度

施加表12 規(guī)定的安裝力G（見圖4），調(diào)整中心距，使其撓度f 與計算值一致。

表 12安裝力 G

帶型	帶寬 bs mm	安裝力 G N
3M	6 9 15	2.0 2.9 4.9
5M	9 15 20 25 30	3.9 6.9 9.8 12.7 15.7
8M	20 30 50 85	17.6 26.5 49.0 84.3
14M	40 55 85 115 170	49.0 71.5 117.6 166.6 254.8
20M	115 170 230 290 340	242.7 376.1 521.7 655.1 788.6

13設(shè)計小結(jié)

帶型、帶長、帶寬。帶的標(biāo)記代號；帶輪型號、大小帶輪的齒數(shù)、節(jié)徑、外徑、寬度。帶輪的標(biāo)記代號；帶傳動實際中心距及其安裝調(diào)整值；帶傳動的壓軸力；帶的安裝力和撓度

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