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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 原動機和工作機類型；

2 每天運轉(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	原動機
	交流電動機(普通轉(zhuǎn)矩鼠籠式、同步電動機)，直流電動機 (并激)，多缸內(nèi)燃機			直流電動機 (大轉(zhuǎn)矩、大滑差率、單相、滑環(huán))，直流電動機(復(fù)激、串激)，單缸內(nèi)燃機
	運轉(zhuǎn)時間			運轉(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，配油裝置，測量儀表，放映機，醫(yī)療器械	1.0	1.2	1.4	1.2	1.4	1.6
清掃機，縫紉機，辦公機械	1.2	1.4	1.6	1.4	1.6	1.8
帶式輸送機，輕型包裝機，烘干箱，篩選機，繞線機，圓錐成形機，木工車床，帶鋸	1.3	1.5	1.7	1.5	1.7	1.9
液體攪拌機，混面機，鉆床，沖床，車床，螺紋加工機，接縫機，圓盤鋸床，龍門刨床，洗衣機，造紙機，印刷機	1.4	1.6	1.8	1.6	1.8	2.0
半液體攪拌機，帶式輸送機 (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，紡織機械 (整經(jīng)機)，離心式壓縮泵	1.5	1.7	1.9	1.7	1.9	2.1
制磚機(除混泥機)，輸送機 (平板式、盤式)，斗式提升機，升降機，脫水機，清洗機，離心式排風(fēng)扇，離心式鼓風(fēng)機，吸風(fēng)機，發(fā)電機，激磁機，起重機，重型升降機，橡膠機械，鋸木機，紡織機械	1.6	1.8	2.0	1.8	2.0	2.2
離心機，刮板輸送機，螺旋輸送機，錘擊式粉碎機，造紙制漿機	1.7	1.9	2.1	1.9	2.1	2.3
粘土攪拌機，礦山用風(fēng)扇，鼓風(fēng)機，強制送風(fēng)機	1.8	2.0	2.2	2.0	2.2	2.4
往復(fù)式壓縮機，球磨機，棒磨機，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同步帶基準帶寬6mm的基本額定功率P0

圓弧齒5M同步帶基準帶寬9mm的基本額定功率P0

圓弧齒8M同步帶基準帶寬20mm的基本額定功率P0

圓弧齒14M同步帶基準帶寬40mm的基本額定功率P0

圓弧齒20M同步帶基準帶寬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。【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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