同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)
带传动的受力分析
带传动的受力分析带传动的受力分析1 ．带传递的力安装带传动时，传动带应以一定的张紧力F 0 紧套在带轮上。
带传动不工作时，带两边的拉力相等，均为初拉力F 0 ，如图8 －8a 所示。
工作时，在F 0 作用下，带轮与带之间产生摩擦力。
主动轮端，带在摩擦力F f 驱动下随带轮一起运动；从动轮端, 从动轮在摩擦力F f 驱动下以转速n 2 转动。
由于摩擦力的作用，带两边的拉力也发生相应变化，带绕入主动轮的一边被进一步拉紧，称为紧边，其所受拉力由F 0 增大到F 1 ，而带的另一边则被放松，称为松边，其所受拉力由F 0 降到F 2 ，如图7-8b 。
F 1 、F 2 分别称为带的紧边拉力和松边拉力，两者之差称为带的有效拉力F （传递的圆周力）。
当取主动轮一端的带为分离体时，根据作用于带上的总摩擦力∑ F f 及紧边拉力F 1 与松边拉力F 2 对轮心O 1 的力矩平衡条件，可得（ 7-1 ）V 带有效拉力 F (N) 、带速 v (m/s) 和带传递功率 P (kW) 之间的关系为（ 7-2 ）由上式可知，当带速一定时，传递的功率越大，所需要的摩擦力也越大，传动带的有效拉力越大。
若假设带在工作前后总长度不变，而且带的弹性模量为常数，则带工作时，其紧边的伸长增量等于松边的伸长减量。
由于带工作在弹性变形范围， 且忽略离心力的影响，则可近似认为紧边拉力的增加量等于松边拉力的减小量， 即（ 7-3 ）由式（ 7-1 ）和式（ 7-3 ）可得（7-4 ）( 7-5 )上式说明带工作时带两边的拉力大小取决于初拉力和有效拉力。
当带与带轮的摩擦处于即将打滑而尚未打滑的临界状态时，摩擦力处于极限状态，即带传动的有效拉力 F 达到最大值。
根据理论推导，带的紧边拉力 F 1 与松边拉力 F 2 的关系用下式表示（ 7-6 ）式中，q －每米带长的质量， kg/m ，见表 7-4 ；－带轮上的包角， rad ，见图 7-8b ；f －带与带轮之间的摩擦系数（对 V 带传动用当量摩擦系数 f v ）；e －自然对数的底数。
同步带传动的设计计算及应用
同步带传动的设计计算及应用摘要：同步带传动，一种新型的机械传动，由于它是一种啮合传动，因而带和带轮之间没有相对滑动，从而使主、从轮间的传动达到同步。
同步带传动和V 带、平带相比具有：（1）传动准确，无滑动，能达到同步传动的目的。
（2）传动效率高，一般可达98%。
（3）速比范围大，允许线速度也高。
（4）传递功率范围大，从几十瓦到几百千瓦。
（5）结构紧凑，还适用于多轴传动等优点。
因此，同步带传动已日益引起注意和重视，并把这种传动应用于各种机械设备上。
关键词：同步带传动；新型的机械传动；相对滑动；机械设备Design calculation and application of the belt driveLv Ganglei ，Shen Huagang ，Yang Rui（Department of Electrical Engineering，Zhengzhou College of Science &Technology，Zhengzhou 450064，China）Abstract：The timing belt drive，a new type of mechanical transmission，because it is a gear transmission，and therefore there is no relative sliding between the belt and pulley，so the main，from wheel drive synchronization. Synchronous belt and V belt，flat belt compared with：（1）accurate drive，no sliding，to achieve the purpose of synchronous transmission. （2）high transmission efficiency，generally up to 98%. （3）speed ratio range，allow line speed. （4）the transmission power range，from tens of watts to several hundred kilowatts. （5）is compact，also applies to multi-axis drive，etc.. Therefore，the belt drive has increasingly attracted the attention and focus，and drive used in a variety of machinery and equipment.Keywords：belt drive；a new type of mechanical transmission；relative sliding；machinery and equipment0 引言同步带传动是综合了带传动、齿轮传动和链传动特点的一种新型传动。
压力机传动装置的传动带与链条的张紧力与初始张紧量
压力机传动装置的传动带与链条的张紧力与初始张紧量传动带与链条是常见的压力机传动装置的重要组成部分，它们的张紧力和初始张紧量对于传动效果和使用寿命起着关键作用。
本文将讨论压力机传动装置中传动带与链条的张紧力与初始张紧量的影响及调整方法。
一、传动带的张紧力与初始张紧量传动带作为一种常用的传动装置，广泛应用于机械传动中。
它依靠张紧力的作用来实现传递动力。
传动带的张紧力包括静态张紧力和动态张紧力。
静态张紧力是指张紧装置固定住传动带时所施加的张紧力。
动态张紧力是指在工作过程中由于传动力矩的作用而产生的张紧力。
在压力机传动装置中，传动带的初始张紧量是一个重要参数，它决定了传动带在传动过程中的张紧力大小。
初始张紧量的不合理选择会导致传动带过松或过紧，从而影响传动效果和使用寿命。
二、传动带的张紧力调整方法1. 调整张紧力装置压力机传动装置中，常见的张紧力装置有张紧轮、调节螺母等。
通过调整这些装置，可以实现传动带的张紧力调整。
具体操作可根据机械结构及使用说明进行调整。
2. 检查传动带的松紧程度在工作过程中，传动带的松紧程度会受到因素如温度变化、工作负荷等的影响。
定期检查传动带的松紧程度，并根据需要进行调整。
三、链条的张紧力与初始张紧量链条传动在一些场合下也广泛应用于压力机传动装置中。
链条的张紧力与初始张紧量同样对传动效果和使用寿命产生重要影响。
链条的张紧力调整方法类似于传动带的调整方法，可通过调整链轮间的距离或调整链条张紧器的位置来实现。
四、传动带和链条的优缺点比较传动带和链条各有其优缺点。
传动带具有自动对中、噪音小、传动效率高等优点，适用于较高速度的传动。
而链条则具有承载力强、适用于较大负载的特点。
在具体使用中，需根据不同需求选择合适的传动装置。
同时，还需注意定期检查和调整传动带与链条的张紧力和初始张紧量，以保障其正常运转和延长使用寿命。
五、结论压力机传动装置中传动带与链条的张紧力与初始张紧量对传动效果和使用寿命具有重要影响。
同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)
同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)同步带受力情况的分析1 张紧力同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）。
初拉力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，带的振动噪音变大。
而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，轴和轴承上的载荷增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。
故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。
设0F 为同步带传动时带的张紧力，1F 、2F 、F 分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。
为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。
因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即1F -0F =0F -2F 或 1F +2F =20F 、0F =0.5（1F +2F ） 式1-1 2 压轴力压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1所示：图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q 计算如下所示：Q=12()F K F F + N 式2-1 当工况系数A K ≥1.3时：Q=0.7712()F K F F + N 式2-2式中： F K ――矢量相加修正系数，如图2-2：图2-2 矢量相加修正系数上图中1α为小带轮包角，21118057.3d d aα-≈︒-⨯︒。
A K 为工况系数，对于医疗机械，其值如图2-3所示：图2-3 医疗机械的工况系数对于医疗机械，取A K =1.2，所以有压轴力Q=12()F K F F + N ，其中F K 值大于0.5。
另外由式1-1有张紧力0F =0.5（1F +2F ）。
由此可看出压轴力大于张紧力，故设计时只需计算传动中所受的压轴力，Q=12()F K F F + N 。
皮带输送机带张紧力的计算方法
皮带输送机带张紧力的计算方法
在皮带输送机中，张紧装置的作用是保持输送带的张力，以确保输送带在运行过程中不会出现松弛或过度拉紧的情况。
张紧装置通常包括张紧滚筒、张紧重物、张紧弹簧等部件，其作用是在输送带上施加一定的张力，以保持输送带的稳定运行。
在选择张紧装置时，需考虑到输送机的工作条件、传动滚筒的数量和布置、传动功率等因素，以确保张紧装置的选用和设置是合适的。
4、结论
在皮带输送机的设计和使用过程中，张紧力的计算和张紧装置的选用是非常重要的。
通过逐点法计算张紧力，可以确定最优的围包角和输送带最大张力。
同时，最小张紧力也需要考虑启动张力、传动滚筒和制动滚筒的摩擦力、输送带相对垂度和初张力值等因素的限制。
在选择张紧装置时，需综合考虑多种因素，以确保输送带的稳定运行。
1.保证传动滚筒分离点处的输送带具有足够的张力，以满足摩擦传动的要求。
2.确保输送带在最小张力点的张力满足垂直限制条件。
3.满足输送带张力引起的弹性伸长所需的拉紧行程。
4.补偿输送带的永久伸长。
5.为输送带接头提供必要的行程。
在布置拉紧装置时，需要考虑以下因素：
1.传动滚筒分离点处的张力应该足够，以确保摩擦传动的正常运行。
2.输送带在最小张力点的张力应满足垂直限制条件，以确保输送带的正常运行。
3.拉紧行程应足够，以满足输送带张力引起的弹性伸长要求。
4.应该补偿输送带的永久伸长，以确保输送带的正常运行。
5.为输送带接头提供必要的行程，以便进行维护和更换。
同步带张紧力计算方法
同步带张紧力计算方法
1. 嘿，你知道同步带张紧力计算方法有多重要吗？就像走路要知道往哪儿走一样关键啊！比如你调整自行车的链条，不也得找到合适的张力嘛。
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你看那些精密的仪器，不都是靠这个来保证良好运作的嘛！
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就像你要给宠物系个合适的项圈，得知道怎么调整力度呀，对吧？
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好比组装一个复杂的模型，没有正确的方法可不行。
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总之，掌握同步带张紧力计算方法真的超级重要呀，能让很多事情变得顺利、高效呢！。
同步带选型、计算资料
同步带有梯形齿同步带和圆弧齿同步带两大类，设计也分为梯形齿同步带设计和圆弧齿同步带两种。
一、下面是圆弧齿同步带设计方法：原始设计资料1 原动机和工作机类型；2 每天运转时间；3 需传递的名义功率P；4 小带轮转速n1；5 大带轮转速n2；6 初定中心距a0；7 对传动空间的特殊要求。
设计步骤1 确定设计功率Pd Pd = KAP kW (1)式中：KA——工作情况系数，见表2。
【表2 工作情况系数KA】2 选择带型按n1 和Pd，由图1 选择带型。
【参考同步带选型网页】3 计算传动比ii = n1 / n2 (2)4 确定带轮直径4.1 确定带轮齿数Z1、Z2小带轮齿数按Z1≥Zmin 原则确定，Zmin见表3 【参考带轮最小齿数网页】圆弧齿同步带传动小带轮最少齿数zmin可得。
【查看各种同步带轮参数计算公式】5选择带的节线长度LP和确定实际中心距a。
5. 1 计算带的初定节线长度L0L0=2a0+1.57（d2+d1）+ (d2 –d1)2 /4a0 mm (3)式中：a0——初定中心距，mm，由设计任务给定。
5. 2 选择带的标准节线长度LPLP根据L0从同步带现有模具表中查询【3M同步带5M同步带8M同步带14M同步带】5. 3确定实际中心距a中心距近似计算公式为： (4)M=4LP–6.28（d2+d1）mm (5)中心距精确计算公式见同步带节线长计算【参考同步带节线长计算网页】6 确定中心距调整下限I和调整上限S中心距范围为：（a—I）~（a+S）mm。
I和S值见表4。
表4 中心距安装量I 和调整量S7 确定带长系数KL带长系数KL由表5查取。
表5 带长系数K L0.85 0.958 确定啮合齿数系数KZ啮啮合齿数Zm由式（6）计算：Zm =ent（0.5–（d2 −d1 ）/6a ）Z1 (6)啮合齿数系数KZ 由式（7）确定：Zm≥6，KZ=1Zm＜6，KZ=1–0.2（6–Zm） (7)9 确定带的基本额定功率P0各带型的最小宽度推荐用基本额定功率P0圆弧齿3M同步带基准带宽6mm的基本额定功率P0圆弧齿5M同步带基准带宽9mm的基本额定功率P0圆弧齿8M同步带基准带宽20mm的基本额定功率P0圆弧齿14M同步带基准带宽40mm的基本额定功率P0圆弧齿20M同步带基准带宽115mm的基本额定功率P010 带的额定功率Pr带的额定功率按式（3）计算： Pr=KLKZKWP0 kW (8)式中：KW—带宽系数KW=( bs/ bs0 )1.14 (9)11 确定带和带轮的宽度按Pd≤Pr 原则选择带的宽度bs，则 (10)式中：b s0 见下表bs0 6 9 20 40 115 按计算结果选择相对应的常见宽度【同步带常见宽度表】，并确定带轮的齿面宽度及总宽度。
带传动
q和v均与FC 成正比，但v的影响较大。
V不可太小，否则传递载荷的能力会下降。
V=5～25m/s
Fe=1000P/V
结论：
1)带是在交变应力下工作的—疲劳破坏。 2)弯曲应力 σb1对带的疲劳强度影响最大。
3)最大应力 {σmax=σ1＋σb1＋σc } 发生在
（2）包角
（3）摩擦因数f
1） 与材质有关，带轮常用铸铁材料； 2） 与摩擦面形状有关,槽面摩擦,摩擦力大, 故V带传动能力大。
V带与平带传动的摩擦因数
FQ
fFN
FQ
fFN
FN
FN
Ff=FQf Ff —摩擦力
f F f 2 fFN FQ sin 2 FQ f v
f＜fv
一般=40° ，则 fv2.9f
dFc m
2
r
(r d q)
2
2
r
q 2 d
Fc q
Fc q c A A
2
MPa
3.弯曲应力
y 2 ha h b E E E r dd dd
ha-----带的顶高，mm
h-----带的高度，mm
σb
MPa
dd-----带轮的基准直径， mm E------带的弹性模量，MPa
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3.弹性滑动与打滑
C
带的弹性滑动是否发生 在全部包角的接触弧上
D E
？
n2
n1 B A F T1
AB--- 静弧；BC--- 动弧。AB<AC DE ---静弧；EF--- 动弧。DE<DF
载荷增加，有效拉力增大，动弧范围扩展。
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同步带传动受力情况的分析(压轴力与张紧力的计算)
同步带受力情况的分析
1 张紧力
同步带安装时必须进行适当的张紧，以使带具有一定的初拉力（张紧力）。
初拉力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象，在跳齿的瞬间，可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂；初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低，带的振动噪音变大。
而初拉力过大则会使带的寿命降低，传动噪音增大，轴和轴承上的载荷增大，加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。
故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。
设0F 为同步带传动时带的张紧力，1F 、2F 、F 分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。
为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿，同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。
因此，紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量，即
1F -0F =0F -2F 或 1F +2F =20F 、0F =0.5（1F +2F ） 式1-1 2 压轴力
压轴力即为同步带作用在轴上的力，是紧边拉力与松边拉力的矢量和，如图2-1所示：
图2-1同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力
据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q 计算如下所示：
Q=12()F K F F + N 式2-1 当工况系数A K ≥1.3时：
Q=0.7712()F K F F + N 式2-2
式中： F K ――矢量相加修正系数，如图2-2：
图2-2 矢量相加修正系数
上图中1α为小带轮包角，21118057.3d d a
α-≈︒-⨯︒。
A K 为工况系数，对于医疗机械，其值如图2-3所示：
图2-3 医疗机械的工况系数
对于医疗机械，取A K =1.2，所以有压轴力Q=12()F K F F + N ，其中F K 值大于0.5。
另外由式1-1有张紧力0F =0.5（1F +2F ）。
由此可看出压轴力大于张紧力，故设计时只需计算传动中所受的压轴力，Q=12()F K F F + N 。
而带的紧边张力与松边张力分别由下面公式所得：
11250/d F P V = N 式2-3
2250/d F P V = N
式2-4
式中： V 为带速，/m s ；
d P 为设计功率，d A P K P =，KW ；A K 为工况系数，P 为需传递的名义功率（KW ）。
所以压轴力为：
1500F A K K P Q V
= N 式2-5 对于频繁正反装、严重冲击、紧急停机等非正常传动，需视具体情况修
正工况系数。
另外步进电机在工作时其工作过程是“加速-匀速-减速”的过程。
在匀
速时，电机所受负载为工件与导轨的滑动负载；电机加速时主要考虑惯性负载；如电机直接启动，即转速直接从0跳到所规定的转速时，电机的滑动负载和惯性负载均要考虑。
一般情况下电机传递的负载约为滑动负载的2~3倍。
所以对于频繁正反转、严重冲击的传动机构，设计计算时：同步带需传递的名义功率应是同步带正常传动需传递的功率的2~3倍。
从结构上讲：如所需的压轴力小于步进电机轴容许的悬挂负载，即可不
必加联轴器。
品名
容许悬挂负载
距轴端的距离 容许轴向负载 0
5 10 15 20 CMK243
20
25 34 52 / 电动机自重以下 CMK244 CMK245
CMK256
54
67 89 130 / CMK258
CMK264
54
67 89 130 /
CMK266 CMK268
表2-1 东方马达步进电机容许悬挂负载及容许轴向负载
上表中各系列步进电机所对应的外形尺寸及轴的大小如图2-4、2-5、2-6所示：
图2-4 CMK24系列电机主要尺寸图
图2-5 CMK25系列电机主要尺寸图
图2-6 CMK26系列电机主要尺寸图
设计时根据所设计的传动系统即可计算出作用在步进电机轴上的压轴力，再根据所涉及的步进电机由上图表中查出电机轴的容许负载，两相比较，只要压轴力小于电机轴的容许悬挂负载即可。
且从式 1500F A K K P Q V
N 式2-5 中可看出作用在电机轴上的压轴力受所需传递的功率、速度以及实际传动情况的影响。
在应用中减少压轴力的方法有：
1 减少同步带小带轮的包角，即采用小带轮带大带轮的形式，这样可以减少F K 值（F K <1）；
2 在满足设计要求的情况下减少同步带的宽度，并安装时使同步带离步进电机轴的端面更远，这样可增加电机所容许的悬挂负载。
3 同步带张紧的检测
同步带的张紧是靠加张紧轮的形式来控制的，如图3-1：
图3-1 同步带的张紧
张紧力通常是通过在带与带轮的切点中心，加一垂直于带的载荷Wd ，使其产生规定的挠度f 来控制的，如图3-2：
图3-2 同步带的检验
对于公司常用的圆弧齿同步带，3m及5m型号的同步带所对应的载荷Wd如下图：
检测时一般应控制f 20mm，如a特别大或特别小，则应相应增减Wd值。