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同步带传动计算
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传动计算准则

带轮

建议使用实际情况所允许的最大直径带轮,让啮合的齿数最大化,并增加传动带的线速度。如果应用中需要很高的定位精度,则可以使零间隙带轮。建议采用优质的带轮,确保传动可靠。

机器结构

为了保证传动中不出现故障,建议采用结构刚度尽可能大的同步带进行传动。这样可保证传动带工作连续。

央板

如果使用夹板,则必须与传动带齿形相匹配,而且具有刚性,确保所有表面的夹紧力度均匀。建议至少夹住8个齿,以确保产品的性能。如果传动带使用HPL带芯,则建议夹住,2个齿。

定义和传输周期

在大多数情况下,会采用下面所示的两种传动布局中的线形传动。形成特定的作用力体系。

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】

工作机 原动机
交流电动机(普通转矩鼠笼式、同步电动机),直流电动机 (并激),多缸内燃机 直流电动机 (大转矩、大滑差率、单相、滑环),直流电动机(复激、串激),单缸内燃机
运转时间 运转时间
断续使用每日3~5h 普通使用每日 8~10h 连续使用每日 16~24h 断续使用每日 3~5h 普通使用每日 8~10h 连续使用每日16~24h
复印机,配油装置,测量仪表,放映机,医疗器械 1.0 1.2 1.4 1.2 1.4 1.6
清扫机,缝纫机,办公机械 1.2 1.4 1.6 1.4 1.6 1.8
带式输送机,轻型包装机,烘干箱,筛选机,绕线机,圆锥成形机,木工车床,带锯 1.3 1.5 1.7 1.5 1.7 1.9
液体搅拌机,混面机,钻床,冲床,车床,螺纹加工机,接缝机,圆盘锯床,龙门刨床,洗衣机,造纸机,印刷机 1.4 1.6 1.8 1.6 1.8 2.0
半液体搅拌机,带式输送机 (矿石、煤、砂),天轴,磨床,牛头刨床,钻镗床,铣床,离心泵,齿轮泵,旋转式供给系统,凸轮式振动筛,纺织机械 (整经机),离心式压缩泵 1.5 1.7 1.9 1.7 1.9 2.1
制砖机(除混泥机),输送机 (平板式、盘式),斗式提升机,升降机,脱水机,清洗机,离心式排风扇,离心式鼓风机,吸风机,发电机,激磁机,起重机,重型升降机,橡胶机械,锯木机,纺织机械 1.6 1.8 2.0 1.8 2.0 2.2
离心机,刮板输送机,螺旋输送机,锤击式粉碎机,造纸制浆机 1.7 1.9 2.1 1.9 2.1 2.3
粘土搅拌机,矿山用风扇,鼓风机,强制送风机 1.8 2.0 2.2 2.0 2.2 2.4
往复式压缩机,球磨机,棒磨机,往复式泵 1.9 2.1 2.3 2.1 2.3 2.5
2 选择带型
按n1 和Pd,由图1 选择带型。【参考同步带】
3 计算传动比 i
i = 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

小带轮转速n1/r·min^-1 带 型
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 - - -
大带轮齿数按 Z2=iZ1计算后圆整。
4. 2确定带轮直径带轮节圆直径 d1、d2和带轮外径 da1、da2 ,按相应齿数 Z1、Z2可得。
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 L0

L0=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 LP

LP根据 L0从现有模具表中查询 【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:M=4LP–6.28(d2+d1) mm

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: 当带轮加挡圈量,安装量I 还应加下列数值(mm):
带型 单轮加挡圈 两轮加挡圈
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 确定带长系数
KL带长系数 KL由表 5查取
表 5 带长系数KL
3M LP(mm) KL ≤190 0.80 191~260 0.90 401~600 1.10 261~400 1.00 >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 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=1
Zm<6,KZ=1–0.2(6–Zm)
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P0

10 带的额定功率 Pr

带的额定功率按式(3)计算:

Pr=KLKZKWP0 kW…………………………………(8)

KW=( bs/ bs0 )1.14……………………………………(9)

式中:KW—带宽系数

11 确定带和带轮的宽度
按Pd≤Pr 原则选择带的宽度bs,则式中:bs0 见下表
带型 3M 5M 8M 14M 20M
bs0 6 9 20 40 115
按计算结果选择相对应的常见宽度【常见宽度表】,并确定带轮的齿面宽度及总宽度。【轮齿面宽度尺寸表】
12 计算压轴力Q

压轴力Q 示意图见图2。

图 2 带传动的压轴力

带的紧边张力F1 和松边张力F2 分别由式(11)、式(12)计算:

F1=1250Pd/v ………………………………………(11)N

F2=250Pd/v ………………………………………(12)N

式中:v—带速,m/s;v=πd1n1/6000。

压轴力Q 由式(13)计算:

Q=KF(F1+F2) N …………………………………(13)

当工况系数KA≥1.3 时: Q=0.77KF(F1+F2) N ………………………………(14)

式中:KF——矢量相加修正系数,见图3。

图 3 矢量相加修正系数

KF 据小带轮包角α1 查图3 而得。小带轮包角由式(15)计算:

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

13 带的张紧
按式(16)、式(17)计算带安装时应保证的挠度f(见图4),以使带产生适当的张紧力
图 4 带安装时的挠度
施加表12 规定的安装力G(见图4),调整中心距,使其挠度f 与计算值一致。
表 12安装力 G
带型 带宽 bs mm 安装力 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 49.071.5 117.6 166.6 254.8
20M 115 170 230 290 340 242.7 376.1 521.7 655.1 788.6

13设计小结

带型、带长、带宽。带的标记代号;带轮型号、大小带轮的齿数、节径、外径、宽度。带轮的标记代号;带传动实际中心距及其安装调整值;带传动的压轴力;带的安装力和挠度

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