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1、,第四章 机械系统设计,机电一体化系统设计,第四章 机械系统设计,4.4 同步带传动,4.4 同步带传动,4.4.1 同步带传动概述 4.4.2 带和带轮的结构和主要参数 4.4.3 分类及应用 4.4.4 型号和标注方法 4.4.5 同步带传动的设计计算,同步带是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的新型传动。 1940年由美国尤尼罗尔(Unirayal)橡胶公司首先加以开发。 1946年辛加公司把同步带用于缝纫机针和缠线管的同步传动上，取得显著效益，并被逐渐引用到其他机械传动上。,4.4.1 同步带传动概述,同步带传动是一种在带的工作面及带轮的外周上均制有啮合齿，由带齿与轮齿的相互啮合实现传动
2、。,传动过程中无相对滑动，传动比准确，传动效率高； 工作平稳，能吸收振动； 传动比较大； 维护保养方便，运转费用低； 中心距要求严格，安装精度要求高； 制造工艺复杂，成本较高。,同步带传动的特点(相对V带和平带),4.4.2 带和带轮的结构和主要参数,1、同步带的结构,1,2,4,3,1带背;2承载绳（强力层）;3带齿;4包布层,主要参数为节距、节线长度Lp和带宽。 (1)节距tb：相邻两齿对应齿间沿节线度量方向所测得的间距。 tp，带的各部分尺寸，承载力。 (2)节线长度Lp：同步带上通过强力层中心、长度不发生变化的中心线称为节线，节线长度为带的公称带长。 (3)宽度b： b，带中承载绳数，
3、圆周力。,对称,交错,主要参数,a)RPP同步带,b)梯形齿同步带,c)圆弧齿同步带,d)梯形齿双面同步带,e)圆弧齿双面同步带,f)交错双面齿同步带,2、常用同步带结构类型,3、带轮,材料一般采用铸铁或钢，有渐开线和直线两种,带轮的参数与同步带匹配，同步带轮一般与同步带一起购买，可选用厂家提供的标准带轮。,带轮齿数：齿数少结构紧凑，但齿数太少易弯曲和疲劳破坏，按照国标GB11361-89规定，小带轮应有许用最小齿数。,按用途分 1）一般用途同步带: 齿形呈梯形， 适用于中、小功率传 动，如复印机、各种仪器、办公机械和医疗机械等。 2）高转矩同步带：齿形呈圆弧状，国外亦称为HTD (High
4、Torque Drive)，STPD(Super Torque Positive Drive)传动，适用于大功率的场合。如运输机械、石油机械和数控机床等传动中。 3）特殊用途同步带：用于耐温、耐油、低噪声和特殊尺寸等场合。,4.4.3 分类及应用,应用,应用,应用,4.4.4 型号和标注方法,1）型号,根据国标GB/T11616-1989、我国梯形同步带型号如表所示。,2）标号,同步带轮的标记,带轮的标记由带轮齿数、带的型号和轮宽表示,4.4.5 同步带传动的设计计算,同步带的传动主要失效形式：同步带疲劳断裂，带齿的剪切和挤压破坏及带两侧边和带齿磨损等。,在正常的工作条件下，带传动设计准则主要
5、是在不打滑的条件下限制其单位宽度拉力，以保证同步带的抗拉强度，保证同步带具有一定的疲劳强度和使用寿命。,2、设计准则,1、失效形式,设计同步带传动时，给定原始数据有：传递的功率P，主、从轮的转速n1,n2，传动系统的位置和工作条件等。根据以上条件，按以下步骤进行设计计算，,（1）确定带的设计功率； （2）选择带型和节距； （3）确定带轮齿数和节圆直径； （4）确定同步带的节线长度、齿数及传动中心距； （5）校验同步带和小带轮的啮合齿数； （6）确定实际所需同步带宽度； （7）带的工作能力验算。,3、设计步骤,设计步骤如下：,1、确定带的计算功率 pj 式中，KA-工况系数，选取KA 1.4 P
6、 - 传动功率，P=3.0 kw 所以， 2 、确定带型和节距 tb,3、计算带轮节圆直径,根据带轮的最小允许齿数，当n=9001200r/min时，z16,取同步传动的速比i=1,故大小带轮尺寸一致。齿数都为Z1=Z2=Z=40，带轮节圆直径为,例：一设备采用型号为MB40-Y3-4P无级变速器驱动,电动机功率3.0kw,变速器输出转速为2001000r/min，平稳运转工况，试选择同步带规格？,根据变速器输出的最低转速，若选择H带型，则在200r/min转速下的带载功率为2.2kw左右；1000r/min下的带载功率约为7.5kw左右。若选择XH带型，则在200 1000r/min范围内，功率储备太大。 选择H带型，限定最低转速不得低于360r/min。,带轮速度为,因为，vmax=3540(m/s)，vvmax,故速度合格。,4、确定同步带传动的中心距C,根据上图的几何关系，可得，,因为，传动比i=1,故d1=d2=d,=0,选择H型标准带的 节线长度Lp=1270.00(500规格)即,所以,满足，C0.7(d1+d2)=0.72161.78226.49(mm),同时，C2(d1+ d2)=22161.78647.12(mm)中心距合格。 所选同步带轮及带型为：,40-H-200-AF,宁波伏龙同步带有限公司,