机电传动同步带设计
机电传动单向数控
平台设计
——机械工程及自动化专业专业课程设计说明书
专业：机械工程及其自动化
班级：机自11-8班
学生姓名：
学号：
指导老师：
2014年12月12日
目录
1设计任务
1.1设计任务介绍及意义
1.2 设计任务明细
1.3 设计的基本要求
2总体方案设计
2.1设计的基本依据
2.2 总体方案的确定
3机械传动系统设计
3.1机械传动装置的组成及原理
3.2主要部件的结构设计计算
4电气控制系统设计
4.1控制系统的基本组成
4.2 电器元件的选型
4.3电气控制电路的设计
4.4控制程序的设计及说明
5 结束语
6参考文献
机械部分CAD图纸下载：
电控部分CAD图纸下载：
1.设计任务
1.1设计任务介绍及意义
◆课程设计题目
机电传动单向数控平台设计
◆主要设计内容
(1)机械传动结构设计(2)电气控制系统
◆课程设计意义：
⑴培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控
制系统(产品)的初步设计工作。
⑵培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具
书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。
⑶培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本
素质的训练。
⑷树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。
1.2设计任务明细：
机电传动单向数控平台设计：
1.21电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机；
1.22机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等；
1.23电气控制方式：单片微机控制、PLC控制；
1.24功能控制要求：速度控制、位置控制；
1.25主要设计参数：
单向工作行程——1800、1500、1200 mm；
移动负载质量——100、50 kg；
负载移动阻力——100、50 N；
移动速度控制——3、6 m/min；
1.3设计的基本要求
（1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各
种方案进行分析和评价，进行方案选优。
（2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图（A2
图一张）。
（3）电气控制线路图：根据控制功能要求，完成电气控制设计，给处电气控制电路原理图（A2图一张）。
（4）成果展示：课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，每个学生应独立完成课程设计说明书一份，字数为
3000字以上，设计图纸不少于两张。
（5）绘图及说明书：用计算机绘图，打印说明书；
（6）设计选题：分组进行，每位同学采用不同方案（或参数）独立完成。
2．总体方案设计
2.1设计基本依据
步进电机又称脉冲电机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。每当输入一个电脉冲时，转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步。只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向。步进电动机具有以下特点：
1、工作状态不易受各种干扰因素(如电压波动、电流大小与波形变化、温度等)的影响；
2 、步进电动机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误差变为“零”；
3、由于可以直接用数字信号控制，与微机接口比较容易；
4、控制性能好,在起动、停止、反转时不易“丢步”；
5、不需要传感器进行反馈，可以进行开环控制；
6、缺点是能量效率较低。
同步带是一种综合了带、链传动优点的新型传动。如图所示，它在带的工作面及带轮外圆周上均制成齿形，通过带轮与带齿相啮合，作无滑移的啮合传动。同时，带内采用了承载后无弹性伸长的材料作强力层，以保持带的节距不变，使主、从带轮作无滑差的同步运动。
图1 同步带
与一般传动带相比，同步带传动具有以下特点：
1．工作时无滑动，有准确的传动比
同步带传动是一种啮合传动，虽然同步带是弹性体，但由于其中承受负载的承载绳具有在拉力作用下不伸长的特性，故能保持带节距不变，使带与轮齿槽能正确啮合，实现无滑差的同步传动，获得精确的传动比。
2．传动效率高，节能效果好
由于同步带作无滑动的同步传动，故有较高的传动效率，一般可达0.98。它与三角带传动相比，有明显的节能效果。
3．传动比范围大，结构紧凑
同步带传动的传动比一般可达到10左右，而且在大传动比情况下，其结构比三角带传动紧凑。因为同步带传动是啮合传动，其带轮直径比依靠摩擦力来传递动力的三角带带轮要小得多，此外由于同步带不需要大的张紧力，使带轮轴和轴承的尺寸都可减小。所以与三角带传动相比，在同样的传动比下，同步带传动具有较紧凑的结构。
4．维护保养方便，运转费用低
由于同步带中承载绳采用伸长率很小的玻璃纤维、钢丝等材料制成，故在运
转过程中带伸长很小，不需要像三角带、链传动等需经常调整张紧力。此外，同步带在运转中也不需要任何润滑，所以维护保养很方便，运转费用比三角带、链、齿轮要低得多。
5．恶劣环境条件下仍能正常工作
尽管同步带传动与其它传动相比有以上优点，但它对安装时的中心距要求等方面极其严格，同时制造工艺复杂、制造成本高。
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
硬件特性:
1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM 、2个
16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、
I2C、ISP、IAP。
2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；
3、单片机可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小时无故障；
4、处理功能强，速度快。
5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品
6、控制功能强
7、环境适应能力强。
2.2可行性方案比较
本平台主要用于小巧灵活且精度不高的场合，可以使用步进电机和伺服电机，由于步进电机相对价格较低，且控制容易所以选步进电机。滚珠丝杠虽然精度高，但价格贵，不如同步带合适。达到简单控制功能的前提下，PLC的价格比单片微机高很多，所以选单片机。
2.3总体方案的确定
参数初设如下：
(1)电机驱动方式：步进电机
⑵机械传动方式：同步皮带
⑶电气控制方式：单片机控制
⑷功能控制要求：位置控制、速度控制
⑸主要设计参数：单向最大工作行程——1200mm；
移动负载质量——10kg；
负载移动阻力——0N；
移动速度控制——6/min
m
选用矩形导轨；
μ=；
工作台滑动摩擦系数0.15
本平台设计用于便携式火焰切割机，所以移动负载质量选择10kg,负载阻力为零
3.机械传动系统设计及核算
3.1机械传动装置的组成及原理
组成：
步进电机、同步带轮、同步皮带、滑动导轨
主要采用同步皮带和同步轮的简单传动方式，同步带在带的工作面及带轮外圆周上均制成齿形，通过带轮与带齿相啮合，作无滑移的啮合传动。同时，带内采用了承载后无弹性伸长的材料作强力层，以保持带的节距不变，使主、从带轮作无滑差的同步运动。
3.2主要部件的结构设计计算
图2 深沟球滚珠轴承键的选择与校核
4.电气控制系统设计
4.1 控制系统的基本组成
图3 开环电机单向数控平台控制系统组成
4.2 电器元件的选型
步进电机是一种特殊的机电元件,不能直接接到交直流电源上工作,必须
使用专用的驱动器。步进电动机转速的高低、升速或降速、启动或停止都完全取决于CP脉冲的有无或频率。环形分配器用来接受来自控制器的CP脉冲信号，并按步进电动机工作方式要求的各相脉冲信号状态顺序产生各相导通或截止的信号，但是环形分配器的输出电流很小，不能直接驱动步进电动机，因此需要功率放大器实现对脉冲分配回路输出的弱信号进行放大，产生电机脉冲信号工作所需的激磁电流。其控制流程如下图所示：
图4 步进电机控制系统图
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。对于本小型系统此芯片功能、容量、价格都合适。
ULN2803，八路NPN达林顿连接晶体管阵系列特别适用于低逻辑电平数字电路（诸如TTL, CMOS或PMOS/NMOS）和较高的电流/电压要求之间的接口，广泛应用于计算机，工业用和消费类产品中的灯、继电器、打印锤或其它类似负载中。所有器件具有集电极开路输出和续流箱位二极管，用于抑制跃变。ULN2803的设计与标准TTL系列兼容，而ULN2804 最适于6至15伏高电平CMOS或PMOS。此晶体管用作功率放大器，驱动步进电机。
驱动脉冲由微机软件控制输出步进脉冲。
373为三态输出的八D 锁存器，共有54S373 和74LS373 两种线路。八 D 锁存器(3S,锁存允许输入有回环特性),当三态允许控制端OE 为低电平时，Q0～Q7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE 为高电平时，Q0～Q7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端LE 为高电平时，Q 随数据D 而变。当LE 为低电平时，D 被锁存在已建立的数据电平。当LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。用于扫描输出显示。
4.3 电气控制电路的设计
表1 I/O口分配
图5 电气控制简图
4.4控制程序的设计及说明
设计框图
程序：
ORG 0000H
LJMP MAIN ;主程序跳转
ORG 001BH
LJMP CP ;跳转到步进电机的步进脉冲函数
ORG 0100H
MAIN: MOV P0,#00H ; P0口清零
MOV P1,#00H ; P1口清零
MOV P2,#00H ; P2口清零
MOV P3,#0FCH ; P3口写1，用作输入I/O口，P3.1置0表示程序开始时处暂停状态
MOV 33H,#00H ;33H-30H存放A档速度的BCD码
MOV 32H,#09H
MOV 31H,#09H
MOV 30H,#06H
MOV 43H,#01H ;43H-40H存放B档速度的BCD码
MOV 42H,#09H
MOV 41H,#09H
MOV 40H,#02H
MOV TMOD,#10H ;设置定时器1工作在模式1、定时方式、软
同步带传动类型及及设计计算标准
同步带传动类型及及设计计算标准 (GB-T10414?2-2002同步带轮设计标准) 圆弧齿同步带轮轮齿ArctoothTimingtooth 直边齿廓尺寸Dimensionoflineartypepulley
1、同步带轮的型式 2、齿型尺寸、公差及技术参数 3、各种型号同步带轮齿面宽度尺寸表 4、订购须知 圆弧齿轮传动类型： 1)圆弧圆柱齿轮分单圆弧齿轮和双圆弧齿轮。 2)单圆弧齿轮的接触线强度比同等条件下渐开线齿轮高，但弯曲强度比渐开线低。 3)圆弧齿轮主要采用软齿面或中硬齿面，采用硬齿面时一般用矮形齿。圆弧齿轮传动设计步骤： 1)简化设计：根据齿轮传动的传动功率、输入转速、传动比等条件，确定中心距、模数等主要参数。如果中心距、模数已知，可跳过这一
步。 2)几何设计计算：设计和计算齿轮的基本参数，并进行几何尺寸计算。 3)强度校核：在基本参数确定后，进行精确的齿面接触强度和齿根弯曲强度校核。 4)如果校核不满足强度要求，可以返回 圆弧齿轮传动的特点： 1)圆弧齿轮传动试点啮合传动，值适用于斜齿轮，不能用于直齿轮。 2)相对曲率半径比渐开线大，接触强度比渐开线高。 3)对中心距变动的敏感性比渐开线大。加工时，对切齿深度要求较高，不允许径向变位切削，并严格控制装配误差。 单圆弧齿轮传动 小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外，齿廓圆心在节圆上；大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内，齿廓圆心略偏於节圆以外(图2单圆弧齿轮传动的嚙合情况)。由於大齿轮的齿廓圆弧半径p2略大於小齿轮的齿廓半径p1，故当两齿廓转到K点，其公法线通过节点c时，齿便接触，旋即分离，但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触，即两轮齿K1﹑K'1、K2﹑K'2﹑K3﹑K'3……各点依次沿嚙合线接触。因此，圆弧齿轮任一端面上凹﹑凸齿廓仅作瞬时嚙合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点嚙合，故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点嚙合齿轮传动。轮齿经过磨合后，实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触。圆弧齿轮传动的特点是：(1)综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多，其接触强度比渐开线齿轮传动约高0.5～1.5倍；
机电传动同步带设计
机电传动单向数控 平台设计 ——机械工程及自动化专业专业课程设计说明书 专业：机械工程及其自动化 班级：机自11-8班 学生姓名： 学号： 指导老师： 2014年12月12日
目录 1设计任务 1.1设计任务介绍及意义 1.2 设计任务明细 1.3 设计的基本要求 2总体方案设计 2.1设计的基本依据 2.2 总体方案的确定 3机械传动系统设计 3.1机械传动装置的组成及原理 3.2主要部件的结构设计计算4电气控制系统设计 4.1控制系统的基本组成 4.2 电器元件的选型 4.3电气控制电路的设计 4.4控制程序的设计及说明 5 结束语 6参考文献 机械部分CAD图纸下载： 电控部分CAD图纸下载：
1.设计任务 1.1设计任务介绍及意义 ◆课程设计题目 机电传动单向数控平台设计 ◆主要设计内容 (1)机械传动结构设计 (2)电气控制系统 ◆课程设计意义： ⑴培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控 制系统(产品)的初步设计工作。 ⑵培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具 书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 ⑶培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本 素质的训练。 ⑷树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 1.2设计任务明细： 机电传动单向数控平台设计： 1.21电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机； 1.22机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等； 1.23电气控制方式：单片微机控制、PLC控制； 1.24功能控制要求：速度控制、位置控制； 1.25主要设计参数： 单向工作行程——1800、1500、1200 mm； 移动负载质量——100、50 kg； 负载移动阻力——100、50 N； 移动速度控制——3、6 m/min； 1.3设计的基本要求 （1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各
同步带及带轮选型计算
一，竖直同步带及带轮选型计算： 竖直方向设计要求：托盘及商品自重20kg （196N ），滑块运动1250mm 所需时间6s 。 1，设计功率P K P A ?=d w w s m kg N kg kw Fv P 4.45)(9 .0625.1/8.920)(103=÷??=?=-η A K 根据工作情况查表取1.5 w w P K P A 1.684.455.1d =?=?= 2，带型选择 根据w P 1.68d =和带轮转速r/min 100=n 查询表格选择5M 圆弧带 3，带轮齿数z 及节圆直径1d 根据带速，和安装尺寸允许，z 尽可能选择较大值，通过查表选择 5M 带，齿数z=26，节圆直径m m 38.411=d ，外圆直径m m 24.400=d 4，带速v m a x 1/22.0100060v s m n d v <=?=π 5，传动比 主动从动带轮一致，传动比i=1，主动轮与从动轮同一个型号 6，初定中心距0a mm 1644a 0= 7，初定带的节线长度p 0L 及其齿数p z
mm a d d d d a L p 34184)()(2202 212100=-+++≈π 8，实际中心距a mm L L op 16452a a p 0≈-+= 9，基准额定功率0P 可查表得w 50P 0= 10，带宽S b mm 06.10b 14.10 0S =≥P K K P b Z L d S （基准带宽9b S0=时） 11，挡圈的设置 5M 带轮，挡圈最小高度K=2.5~3.5 R=1.5 挡圈厚度t=1.5~2 挡圈弯曲处直径mm R d 24.432d 0w =+= 挡圈外径m m 24.482d f =+=K d w 竖直方向同步带轮： 带轮型5M 圆弧齿，节径41.38mm ，齿数26，外径40.24mm ，带轮总宽13.3mm ，挡圈外径48.24mm ，带轮孔10mm ，固定方式紧定螺钉（侧边紧定螺钉固定台宽7mm ，螺纹孔m3，两个成90度） 竖直方向同步带： 带型5M 圆弧带，带宽10.3mm ，节线长度约3418mm 二，电机输出同步带轮选型计算： 功率，转速，带轮选择与竖直方向相同
同步带的设计计算
同步带的设计计算 一、同步带概述 1.1.1同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动（见图4-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 图4-1 同步带传统 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。 1.1.2同步带的特点
(1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； (2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； (3)、传动效率高，可达0.98，节能效果明显； (4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低； (5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦； (6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。 1.1.3同步带传动的主要失效形式 在同步带传动中常见的失效形式有如下几种： (1)、同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断(见图4-2)。 图4-2 同步带承载绳断裂损坏 (2)、同步带的爬齿和跳齿
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
同步带的设计及典型计算
同步带的设计及典型计算 同步带设计 一、同步带概述 1.1.1同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动(见图4-1)时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20?―80?，v<50m/s， P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 图4-1 同步带传统 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表
仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。 1.1.2同步带的特点 (1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比; (2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低; (3)、传动效率高，可达0.98，节能效果明显; (4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低; (5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦; (6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。 1.1.3同步带传动的主要失效形式 在同步带传动中常见的失效形式有如下几种: (1)、同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断(见图4-2)。 图4-2 同步带承载绳断裂损坏 (2)、同步带的爬齿和跳齿 根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学 两种因素所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下一些措施: 1、控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。
同步带的设计及典型计算
同步带设计 一、同步带概述 1.1.1同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动（见图4-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 图4-1 同步带传统 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。 1.1.2同步带的特点 (1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；
(2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； (3)、传动效率高，可达0.98，节能效果明显； (4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低； (5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦； (6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。 1.1.3同步带传动的主要失效形式 在同步带传动中常见的失效形式有如下几种： (1)、同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断(见图4-2)。 图4-2 同步带承载绳断裂损坏 (2)、同步带的爬齿和跳齿 根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下一些措施： 1、控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。 2、控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。 3、适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出。 4、提高同步带基体材料的硬度，减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。 (3)、带齿的剪切破坏 带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹此裂纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延件，直至整个带齿与带基体脱离，这就是带齿的剪切脱落（见图4-3）。造成带齿剪切脱落的原因大致有如下几个：
同步带传动的设计计算和使用
同步带传动的设计计算和使用 同步带传动是一种新型的机械传动(见图 i)．由于它是一种啮合传动因而带和带轮之间i殳有相对滑 动，从而使主从轮间的传动达到同步。同步带传动和 y 带、平带相比具有： (i)传动准确，无滑动，能达到同步传动的目的； (2)传动效率高·一般可达驰蓐； (3)速比范围大允许线速度也高；(1)传递功率范围大。从几十瓦到几百千瓦；(5)结构紧凑，还适用于乡轴传动等优点。因此，同步带传动已日益弓『起各方面的注意和重视，并把这种传动应用到各种机械设 备上。相应地设计者要求有一种设计方法来台理地选 择同步带传动的各项参数。笔者根据参加制订同步带 传动国家标准讨论和学术活动的体会，提出了同步带传动的设计方法及应注意的问题，以供同步带传动设计者参考直用。 一、同步带传动的设计准则 同步带传动是以带齿与轮齿依敬啮合来传递动力。达到同步传动的目的。因此。在同步带传递扭矩时，带将受拉力作用。带齿承受剪切，而带齿的工作 表面在进八和退出与轮齿啮合的过程中将被磨损。因 此同步带的主要失效形式有如下三种： (1)同步带承载绳 (又称骨架蝇，的疲劳断裂； (2)带齿的剪切破裂： (3)带齿工作表面磨损。失去原来的形乇I}。 根据试验分析，当同步带绕于带轮时，在所包圆弧 内带齿与带轮齿的啮合齿数 z．大于 6时带齿的 剪切强度将大干带的抗拉强度。同时，随着粘附于带 齿工作表面上的尼龙包雍层的设置．使带齿的耐磨性 有了报大的提高。因此在同步带正常工作条件下，同 步带的主要失效形式是带在变拉力作用下的疲劳断裂所以同步带传动是根据带的抗拉强度作为设计准 则来进行设计的。 在 ISb5295 t同步带额定功率与传动中心距的计算，标准中，就是以此为依据提出了带宽为基准宽度的 基准额定功率计算公式： Pd (T 一mv')v／100o(kw ) 式中：Po——某一型号同步带在基准宽度下所能抟递的基 准额定功率 ( W ) ——某一型号同步带在基准宽度 下的许 用工作拉力 (见表1) (Ⅳ) m——某一型号同步带在基准宽度下舳单位 长度质量 g／m} v——同步 带线速度 (m／s， 由公式可知：L为带的许用工作拉力，m 为带在运转过程中由离心力产生的拉力。嗣此。带所能传递的功率是以带所能承受的( — )拉力为依据来 确定的。 为保证抗拉强度计算的有效性。当所设计前同步 带传动中啮合齿数 z一小于 6时，以及带宽不等于某 一型号同步带的基准宽度时，引入了两个计算系数，这时的同步带额定功率的精确计算公式如下； P一 ( m 一／looo (kw ) 式中：P——带宽为 b。，小轮啮合齿数为 z 时的带所 能传递的额定功率( Ⅳ ) —— 啮合系数，当 z》 6时．K =1．当< 6时，。=1—0．2(6一z ) x 带霉系数，片 =(b ／b) “，式中b．为 带的实际宽度，。为该种型号同步带的 {} 基准宽度，见表 1。 ISO还规定了带的额定功率近似公式计算： P KrP口。 6 1 ．J (b) 带乾 (局部) ’ ’二、同步带传动的设计计算步骤 图 1 同步带传动设计目的是确定带的型号节距带确怫髑造，19∞ 年箕 n 粥 一9 一
同步带的设计计算
一、同步带概述 同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动（见图4-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 图4-1 同步带传统 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。 同步带的特点 (1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； (2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； (3)、传动效率高，可达，节能效果明显； (4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低； (5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦； (6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。 同步带传动的主要失效形式 在同步带传动中常见的失效形式有如下几种： (1)、同步带的承载绳断裂破坏
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 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
同步带的设计计算
同步带的设计计算 Prepared on 22 November 2020
同步带的设计计算 一、同步带概述 同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动（见图4-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 图4-1 同步带传统 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。 同步带的特点 (1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； (2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； (3)、传动效率高，可达，节能效果明显； (4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低； (5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦； (6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。 同步带传动的主要失效形式 在同步带传动中常见的失效形式有如下几种： (1)、同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承
同步带轮传动 (应用型设计总结)
一．什么是同步带轮传动 1.同步带：横截面矩为形或近似于矩形，带面具有等距横向齿的环形传动带。 工业同步带使用原料：采用日本进口优质合成氯丁胶为主要原料，配入多 种不同用途的辅料；骨架材料为日本进口优质玻璃纤维线绳；带齿表面采 用尼龙66高弹力布做保护。具有动态屈绕性好，抗龟裂性能好，臭氧性 能优良，耐老化，耐热，耐油，耐磨损等特点. 2.同步带传动：是指用同步带的齿与同步带轮的轮齿啮合来传递动力。 二．同步带传动的特点： 1.传动准确 2.噪音低 3.传动效率高（98%） 三．细节参数： 1.节距:带长=n x节距，节距动相当与齿轮传的模数。节线长=节距x齿数 四．常用种类： 1.梯形齿同步带： 节距以英寸为单位：MXL\XXL\XL\L\H\XH\XXH七种规格，带长及带宽以英寸为代号 2.圆弧齿同步带： 节距以mm为单位：有3M/5M/8M/14M/20M五种规格 3.HTD-3M:（见https://www.360docs.net/doc/ae6260678.html,/） 如111-3M-？:（节线长111，齿数37，宽度？）
五．同步带传动设计： 1.传动比：i=n1/n2=z2/z1<1:10允许线速度<50m/s 2.同步带公称长度：Lp=πmZ 3.已知条件：功率，转速（或传动比） 1:功率和转速 根据功率，选择电机，求得计算功率（+载荷修正系数） 2:选择带型 根据转速（或传动比），可求的两带轮的齿数比：Z1/Z2=d1/d2 根据带转速，及功率，带型选择图，选定同步带型。 如：HTD-3M型。得知：Ｐb=3mm 3:计算传动比，确定带轮齿数 **原则方法：小带轮齿数Z1>Zmin 计算大带轮齿数Z2. 4:计算带轮节径。 D1=Pb/πx Z1 D2=Pb/πx Z2 5:验证带速。
同步带轮的计算
同步带轮一般由铝合金, 45#钢, 铜，尼龙等材料加工而成，其中铝合金和45#钢最为常见。广泛用于自动化设备、机床、医疗、激光、纺织、印刷、食品包装等机械带传动中。 下表附同步带轮的基本信息： 同步带轮分为标准同步带轮和非标同步带轮。 标准同步带轮是按照国际统一标准，其齿数、适应皮带宽度、带轮形状、轴孔规格、轴孔径等各参数是固定值。 非标品，是工程师在标准品的基础上改动某些数值，或是完全根据需求做出的新设计.
同步带轮规格型号众多，按齿形大致可以分为：方型齿同步带轮、圆弧齿同步带轮、梯形齿同步带轮。 一、方型齿同步带轮规格型号 MXL、 XL、L、H、XH、 XXH 方型齿同步带轮是目前市场是运用范围最广的。 二、半圆弧齿同步带轮规格型号 S2M、S3M、S4.5M、S5M、S8M、S14M、8YU 半圆弧齿同步带轮是高扭矩同步还是高精度同步，生产精度要求高。三、全圆弧齿同步带轮规格型号 HTD3M、 HTD5M、 HTD8M、 HTD14M、 HTD20M 全圆弧齿同步带轮传动精度高，噪音小。 四、精确圆弧齿同步带轮规格型号 1.5GT、 2GT、 3GT、 5GT 该齿型同步带轮一般用于高精传动，一般运用在自动化控制设备上。五、修正圆弧齿同步带轮规格型号 P2M、P3M、 P5M、 P8M 修正圆弧齿同步带轮齿型为兔牙型，转弯效果好，适合高速传动。一般用于
机械手设备。 六、梯形齿同步带轮规格型号 T2.5、T5、T10、T20 T型为全梯型齿，较适合轻载传动。 AT5、AT10、AT20 AT型的齿型跟T型的差别底部为圆弧齿，传动会更精密一点，传动间隙小，当然噪音也会小些。适合重载传动。 七、同步带轮计算公式 各种同步带轮的计算公式 节圆直径Dp计算： Dp=Pb×Z/∏
同步带传动设计简介
同步带传动设计简介 一、同步带传动的特点及应用 同步带传动具有带传动、链传动和齿轮传动的优点。由前述可知，同步带传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力（见图7–21），故带与带轮间无相对滑动，能保证准确的传动比。同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为抗拉体，氯丁橡胶或聚氨酯为基体,这种带薄而且轻，故可用于较高速度。传动时的线速度可达50m/s，传动比可达10，效率可达98％。传动噪音比带传动、链传动和齿轮传动小，耐磨性好，不需油润滑，寿命比摩擦带长。其主要缺点是制造和安装精度要求较高，中心距要求较严格。所以同步带广泛应用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如家用电器、计算机、仪器及机床、化工、石油等机械。 同步带有单面有齿和双面有齿两种，简称单面带和双面带。双面带又有对称齿型（DI）和交错齿型（DII）之分（见图7–21）。同步带齿有梯形齿和弧形齿两类。同步带型号分为最轻型MXL、超轻型XXL、特轻型XL、轻型L、重型H、特重型XH、超重型XXH七种。梯形齿同步带传动已有标准（GB11361~11362–89）。 在规定张紧力下，相邻两齿中心线的直线距离称为节距，以p表示。节距是同步带传动最基本的参数。当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线，称为节线，节线长以L P 表示。 同步带带轮的齿形推荐采用渐开线齿形，可用范成法加工而成。也可以使用直边齿形。
二、同步带传动的设计 同步带传动的主要失效形式是同步带疲劳断裂，带齿的剪切和压溃以及同步带两侧边、带齿的磨损。保证同步带一定的疲劳强度和使用寿命是设计同步带传动的主要依据。因此同步带传动设计时主要是限制单位齿宽的拉力，必要时才校核工作齿面的压力。 同步带传动的设计计算参见机械设计手册有关内容。
同步带及带轮设计
同步带及带轮设计 一、模数制 1、齿形带： 模数m=3mm，节距P b=9.425mm，齿高h t=1.8mm，带厚h s=3.3mm，角度2β=40°，带宽选择b=50mm 齿根厚s=4.31mm，齿顶厚s1 =3mm 齿数z=640，长度L=6032mm（设计所要求的床身为2280mm） 由于设计需要，在皮带上粘结厚度为5mm的胶质U型块，在金属圆柱体通过筛选系统输出时，会通过重力加速度下落到U型凹槽中， U型块长度100mm，宽度50mm，中心处半圆直径12mm 按照一块板宽为2000mm，安装17个定距柱（底面直径10mm，高度12~20mm），间距为117.6mm L=at2 其中L=0.005m，a=9.8m/s2,带入公式求得t=0.03s，若选取容量间隙为1mm，则皮带线速度v==33.3mm/s。
2、带轮 节顶距δ=0.75，齿根圆角半径r1=0.75mm，齿顶圆角半径r2=0.75mm 径向间隙e=2.02mm，齿槽深h g=3.82mm，外圆齿槽宽b0=4.91mm，齿槽底宽b w=铣刀的齿顶厚 除挡圈厚度带轮的厚度b f=51.5mm，挡圈厚度2mm 带轮中心为直径20mm含有定位键的孔 小带轮：齿数z=30，节圆直径D1=90mm，外圆直径d1=88.5mm，外圆齿距P1=9.263mm，挡圈外径d f1=91.88mm 大带轮：齿数z=70，节圆直径D2=210mm，外圆直径d2=208.5mm，外圆齿距P2=9.35mm，挡圈外径d f2=211.88mm 电动机带动小带轮的转速为n1==7r/min，大带轮转速n2=3 r/min，传动比i=7:3 初步选取两带轮的中心距离为a0=2280+45+105+120（间隙）=2550mm，为了防止齿形带由于重力下垂而导致运输不平稳，利用张紧轮（尺寸和小带轮相同）进行张紧，将张紧轮设置在皮带中间部分，使皮带成30°角，则齿形带长度： L d=a0+（D1+D2）+(D2-D1)2/4a0+a0/cos30°=6022.4mm 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 drive Lv 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 equipment 0 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。如图1所示。带的工作表面制有带齿，它与制有相应齿形的带轮相啮合，用来传递运动和动力。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。 本文在讨论同步带传动的设计准则和同步带传动的设计计算步骤的基础上，以某医用设备同步带传动为例，详细说明同步带传动的设计计算，提出了同步带传动的设计方法及应注意的问题，以供同步带传动设计者参考应用。 1 同步带传动的设计准则 同步带传动是以带齿与轮齿依次啮合来传递动力，达到同步传动的目的。因此，在同步带传递扭矩时，带将受拉力作用，带齿承受剪切，而带齿的工作表面在进入和退出与轮齿啮合的过程中将被磨损[1]。因此同步带的主要失效形式有三种： （1）同步带承载绳疲劳断裂； （2）同步带的打滑和跳齿； （3）同步带齿工作表面磨损。 因此，同步带传动设计准则是在同步带不打滑的情况下，具有较高的抗拉强度，即保证承载绳不被拉断。此外，在灰尘、杂质较多的工作条件下还应对带齿进行耐磨性计算。 同步带轮 同步带轮一般由铝合金, 45#钢, 铜，尼龙等材料加工而成，其中铝合金和45#钢最为常见。广泛用于自动化设备、机床、医疗、激光、纺织、印刷、食品包装等机械带传动中。 下表附同步带轮的基本信息： 同步带轮分为标准同步带轮和非标同步带轮。 标准同步带轮是按照国际统一标准，其齿数、适应皮带宽度、带轮形状、轴孔规格、轴孔径等各参数是固定值。 非标品，是工程师在标准品的基础上改动某些数值，或是完全根据需求做出的新设计. 同步带轮规格型号 同步带轮规格型号众多，按齿形大致可以分为：方型齿同步带轮、圆弧齿同步带轮、梯形齿同步带轮。 一、方型齿同步带轮规格型号 MXL、 XL、L、H、XH、 XXH 方型齿同步带轮是目前市场是运用范围最广的。 二、半圆弧齿同步带轮规格型号 S2M、S3M、S4.5M、S5M、S8M、S14M、8YU 半圆弧齿同步带轮是高扭矩同步还是高精度同步，生产精度要求高。 三、全圆弧齿同步带轮规格型号 HTD3M、 HTD5M、 HTD8M、 HTD14M、 HTD20M 全圆弧齿同步带轮传动精度高，噪音小。 四、精确圆弧齿同步带轮规格型号 1.5GT、 2GT、 3GT、 5GT 该齿型同步带轮一般用于高精传动，一般运用在自动化控制设备上。 五、修正圆弧齿同步带轮规格型号 P2M、P3M、 P5M、 P8M 修正圆弧齿同步带轮齿型为兔牙型，转弯效果好，适合高速传动。一般用于机械手设备。 六、梯形齿同步带轮规格型号 T2.5、T5、T10、T20 T型为全梯型齿，较适合轻载传动。 AT5、AT10、AT20 AT型的齿型跟T型的差别底部为圆弧齿，传动会更精密一点，传动间隙小，当然噪音也会小些。适合重载传动。 同步带及带轮设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 同步带及带轮设计 一、模数制 1、齿形带： 模数m=3mm，节距P b=，齿高h t=，带厚h s=，角度2β=40°，带宽选择b=50mm 齿根厚s=，齿顶厚s1 =3mm 齿数z=640，长度L=6032mm（设计所要求的床身为2280mm） 由于设计需要，在皮带上粘结厚度为5mm的胶质U型块，在金属圆柱体通过筛选系统输出时，会通过重力加速度下落到U型凹槽中， U型块长度100mm，宽度50mm，中心处半圆直径12mm 按照一块板宽为2000mm，安装17个定距柱（底面直径10mm，高度12~20mm），间距为 L=at2 其中L=，a=s2,带入公式求得t=，若选取容量间隙为1mm，则皮带线速度v==s。 2、带轮 节顶距δ=，齿根圆角半径r1=，齿顶圆角半径r2= 径向间隙e=，齿槽深h g=，外圆齿槽宽b0=，齿槽底宽b w=铣刀的齿顶厚 除挡圈厚度带轮的厚度b f=，挡圈厚度2mm 带轮中心为直径20mm含有定位键的孔 小带轮：齿数z=30，节圆直径D1=90mm，外圆直径d1=，外圆齿距P1=，挡圈外径d f1= 大带轮：齿数z=70，节圆直径D2=210mm，外圆直径d2=，外圆齿距P2=，挡圈外径d f2= 电动机带动小带轮的转速为n1==7r/min，大带轮转速n2=3 r/min，传动比i=7:3 初步选取两带轮的中心距离为a0=2280+45+105+120（间隙）=2550mm，为了防止齿形带由于重力下垂而导致运输不平稳，利用张紧轮（尺寸和小带轮相同）进行张紧，将张紧轮设置在皮带中间部分，使皮带成30°角，则齿形带长度： L d=a0+（D1+D2）+(D2-D1)2/4a0+a0/cos30°= 同步带设计 1.1同步带概述 1.1.1同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。 同步带传动（见图4-1）时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用温度-20℃―80℃，v<50m/s，P<300kw,i<10,对于要求同步的传动也可用于低速传动。 图4-1 同步带传统 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动的发展开辟了新的途径。 1.1.2同步带的特点 (1)、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比； (2)、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低； (3)、传动效率高，可达0.98，节能效果明显； (4)、维护保养方便，不需润滑，维护费用低； (5)、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦； (6)、可用于长距离传动，中心距可达10m以上。 1.1.3同步带传动的主要失效形式 在同步带传动中常见的失效形式有如下几种： (1)、同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生弯曲疲劳折断(见图4-2)。 图4-2 同步带承载绳断裂损坏 (2)、同步带的爬齿和跳齿 根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素所引起。因此为避免产生爬齿和跳齿，可采用以下一些措施： 1、控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。 2、控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。 3、适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出。 4、提高同步带基体材料的硬度，减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。 (3)、带齿的剪切破坏 带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹此裂纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延件，直至整个带齿与带基体脱离，这就是带齿的剪切脱落（见图4-3）。造成带齿剪切脱落的原因大致有如下几个：同步带传动的设计计算及应用
同步带轮的计算
同步带及带轮设计
同步带设计