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點而發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行傳動，其強力層是由拉伸強度高、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，傳動比準確，對軸作用力小，結構緊湊，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

同步帶傳動是由一根內周表面設有等間距齒形的環行帶及具有相應吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優點。轉動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。 同步帶傳動具有準確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩，能吸振，噪音小，傳動比范圍大，一般可達1:10。允許線速度可達50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動效率高，一般可達98%，結構緊湊，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境較為惡劣的場所下正常工作。 本產品廣泛用于紡織、機床、煙草、通訊電纜、輕工、化工、冶金、儀表儀器、食品、礦山、石油、汽車等各行業各種類型的機械傳動中。同步帶的使用，改變了帶傳動單純為摩擦傳動的概念，擴展了帶傳動的范圍，從而成為帶傳動中具有相對獨立性的研究對象，給帶傳動的發展開辟了新的途徑。

1.1.2同步帶的特點

　（1）、傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；

　　（2）、傳動平穩，具有緩沖、減振能力，噪聲低；

　　（3）、傳動效率高，可達0.98，節能效果明顯；

　　（4）、維護保養方便，不需潤滑，維護費用低；

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

　　（6）、可用于長距離傳動，中心距可達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

同步帶在運轉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。此外當選用的主動撈輪直徑過小，使承載繩在進入和退出帶掄中承受較大的周期性的彎曲疲勞應力作用，也會產生彎曲疲勞折斷（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

根據對帶爬齒和跳齒現象的分析，帶的爬齒和眺齒是由于幾何和力學兩種因素所引起。因此為避免產生爬齒和跳齒，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距差值，使它位于允許的節距誤差范圍內。

3、適當增大帶安裝時的初拉力開。，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，可以減少爬齒現象的產生。

（3）、帶齒的剪切破壞

帶齒在與帶輪齒嚙合傳力過程中，在剪切和擠壓應力作用下帶齒表面產生裂紋此裂紋逐漸向齒根部擴展，并沿承線繩表面延件，直至整個帶齒與帶基體脫離，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：

1、同步帶與帶輪問有較大的節距差，使帶齒無法*進入輪齒槽，從而產生不*嚙合狀態，而使帶齒在較小的接觸面積上承受過大的載荷，從而產生應力集中，導致帶齒剪切損壞。

   2、帶與帶輪在圍齒區內的嚙合齒數過少，使嚙合帶齒承受過大的載荷，而產生剪切破壞。

   3、同步帶的基體材料強度差。

為減少帶齒被剪切，首先應嚴格控制帶與帶輪間的節距誤差，保證帶齒與輪齒能正確嚙合；其次應使帶與帶輪在圍齒區內的嚙合齒數等于或大于6，此外在選材上應采用有較高勿切韌擠壓強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，應在安裝時合理的調整帶的張緊力；在帶齒齒形設計時，選用較大的帶齒齒頂圓角半徑，以減少嚙合時輪齒的擠壓和刮削；此外應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）

同步帶在運轉一段時期后，有時在帶背會產生龜裂現象，而使帶失效。同步帶帶背產

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帶基體材料的材質，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 同步帶傳動的設計準則

據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械性能，制造工藝合理，帶、輪的尺寸控制嚴格，安裝調試也正確，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，同步帶傳動的設計淮則是同步帶在不打滑情況下，具有較高的抗拉強度，保證承線繩不被拉斷。此外，在灰塵、雜質較多的工作條件下應對帶齒進行耐磨性計算。

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）和交錯齒型（代號DB〕。

　　梯形齒同步帶有兩種尺寸制：節距制和模數制。我國采用節距制，并根據ISO 5296制訂了同步帶傳動相應標準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，其結構與梯形齒同步帶基本相同，帶的節距相當，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，應力分布狀態較好，平緩了齒根的應力集中，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，工作時噪聲小，不需潤滑，可用于有粉塵的惡劣環境。已在食品、汽車、紡織、制藥、印刷、造紙等行業得到廣泛應用。

1.2  同步帶傳動設計計算

1.電機額定輸出功率估算

=7.16W

2、確定計算功率

   電動機每天使用24小時左右，查表4-1得到工作情況系數=1.7。則計算功率為:

12.17W

3、小帶輪轉速計算

4、選定同步帶帶型和節距

    由同步帶選型圖4.1可以看出，由于在這次設計中功率轉速都比較小，所以帶的型號可以任意選取，現在選取H型帶，節距