同步带传动的设计计算

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1465页（4799字）

同步带传动的最主要参数是节距pb。它是在规定的张紧力下，同步带纵截面上相邻两齿对称中心线的距离，如图4．14-6所示。在同步带中保持原长度不变的周线称为节线，节线长L_p为公称长度。同步带有单面齿和双面齿两种，简称单面带和双面带。双面带按齿排列的不同，有DA型(对称齿型)和DB型(交差齿型)，如图4．14-7所示。标准同步带有7种型号，其齿形尺寸见表4．14-21，节线长度系列及其极限偏差见表4．14-22，带宽系列见表4．14-23，同步带传动的设计计算见表4．14-24，有关参数分别见表4．14-25～4．14-28。图4．14-8所示为同步带选型图线。

图4．14-6 同步带传动

图4．14-7 双面带类型

图4．14-8 同步带选型图

表4．14-21 标准同步带的齿形尺寸(摘自GB11616-89) mm

注：① 带型即节距代号，MxL-最轻型；XXL-超轻型；xL-特轻型；L-轻型；H-重型；XH-特重型；XXH-超重型。

② 系单面带的带高。

③ GB11616-89中还同时列出英制系列7种型号的节距：0．080、(0．125)、0．200、0．375、0．500、0．875、1．250in。

表4．14-22 同步带的节线长度系列及极限偏差(摘自GB11616-89)

注：① L_p如按英寸(in)计，多数为整数(即节线长是以英制长度为基础的)。

② XXL型齿形带以齿数为基础，其带长代号在齿数前加B即为其长度代号，如B40的齿数为40，节线长为12mm；B120的带的齿数为120，节线长为381mm。

表4．14-23 同步带宽度bs系列(摘自GB11816-89) mm

注：① 极限偏差只适用于括号内的带型。

② 标记示例：

表4．14-24 同步带传动的设计计算

表4．14-25 载荷修正系数K₀(摘自GB11362-89)

注：① 增速传动K₀应加下列值：增速比＜1．25时不加，增速比1．25～1．74加0．1，增速比1．75～2．49加0．2，增速比2．5～3．49加0．3，增速比≥3．5加0．4。

② 使用张紧轮时K0应加下列值：张紧轮在松边内侧不加，外侧加0．1，在紧边内侧加0．1，外侧加0．2。

表4．14-26 同步带的基准宽度bs0(摘自GB11362-89)

表4．14-27 带宽为基准宽度b_s0时同步带的许用工作拉力T_a和单位长度的质量(摘自GB11362-89)

表4．14-28 带轮最少许用齿数Z_min(摘自GB11362-89)

同步带带轮的一般结构如图4．14-9所示。灰铸铁材料的同步带轮，仅用于u＜30m／s的场合。v＞30m／s时，宜采用铸钢等材料，并应进行平衡试验(要求见GB11357-89)。

图4．14-9 带轮的一般结构

同步带轮一般采用渐开线齿形，由渐开线齿形带轮刀具用范成法加工而成。齿条刀具的尺寸和公差见表4．14-29。也可以使用直边齿形，直边齿带轮的尺寸和公差见表4．14-30。标准同步带轮的直径见表4．14-31，带轮宽度见表4．14-32。同步带在运转时，有轻度的侧向推力。为防止带脱落的挡圈尺寸见表4．14-33。带轮的公差和表面粗糙度见表4．14-34，同步带传动的轴间距公差见表4．14-35。

表4．14-29 渐开线齿形带轮加工刀具一齿条刀具的尺寸和公差(摘自GB11361-89)

表4．14-30 直边齿廓带轮的尺寸和公差(摘自GB11362-89) mm

表4．14-31 标准同步带轮的直径(摘自GB11361-89) mm

注：① 括号中的齿数为非优先的直径尺寸。

② d为节径，d₀为外径。

表4．14-32 同步带轮的宽度(摘自GB11361-89)

表4．14-33 同步带轮的挡圈尺寸(摘自GB11361-89) mm

注：① 一般小带轮均装双边挡圈，或大、小轮的不同侧各装单边挡圈。

② 轴间距a＞8d₁(d₁-小带轮节径)，两轮均装双边挡圈。

③ 轮轴垂直水平面时，两轮均应装双边挡圈；或至少主动轮装双边挡圈，从动轮下侧装单边挡圈。

表4．14-34 同步带轮的公差和表面粗糙度(摘自GB11361-89) mm

表4．14-35 同步带传动中心距的减小极限值△a_1m1n和增大极限值△a_2min(摘自GB／T15531-1995)

注：GB11361-89规定了带轮间的允许偏斜角△θ，带宽b_s≤25．4mm时，tg△θ≤6／1000；b_R=38．1～50．8mm时，tg△θ≤4．5／1000；b_s≥76．2mm时，tg△θ≤3／1000。

例4．14-2 设计一液体搅拌机的同步带传动。该设备由额定功率为2．2kW、转速n₁=1430r／min的鼠笼式电动机驱动。搅拌机转速n₂=430r／min，中心距a₀为500mm左右，带轮直径不受限制，每日三班制工作。

设计计算的方法和步骤如下：

功率计算：由表4．14-25查得K₀=1．8，于是P_b=K₀·P=1．8×2．2=3．96(kW)

选择带型、节距P_b：根据P_d和n₁由图4．14-8选得带的节距代号为H，对应的节距P_b=12．700mm。

小带轮齿数z₁：由表4．14-28查得小带轮最小齿数z_1min=18。取小带轮齿数z₁=18。

小带轮节圆直径：

大带轮齿数

取标准带轮齿数z₂=72(见表4．14-31)。

大带轮节圆直径：

带速：

初定中心距a₀：根据机器结构要求：

0．7(d₁+d₂)≤a₀≤2(d₁+d₂)

则0．7(d₁+d₂)=0．7×(72．766+291．06)

=254．678

2(d₁+d₂)=2×(72．766+291．06)=727．652

取a₀=500(mm)

带长L₀及其齿数Z：

根据表4．14-22选取标准节线长L_p=1600．20mm。带的齿数由表4．14-22查得Z=126。带长代号为630。

实际中心距(轴间距可调)：

小带轮啮合齿数：

基本额定功率：由表4．14-26查得H型基准宽度b₃₀=76．2mm，由表4．14-27查得基准宽度b_s0的带的许用工作拉力T₀=2100N，由表4．14-27查得带的单位长度的质量m=0．448kg／m，于是，

带宽：因z_m＞6，取K_z=1，于是

由表4．14-23查得带宽代号为150的H型带的b_s=38．1(mm)。

作用在轴上的力：

选用同步带630H150。其余从略。