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 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。

2 同步带传动的设计计算步骤

同步带的设计目的是确定带的型号、节距、带长（节线长度）、带宽、中心距及主、从动带轮的齿数、直径等结构参数[2]。

在设计时，一般已知同步带传动需传递的名义功率Pm，主、从动轮转速n1、n2或传动比i；传动装置的用途，工作条件和安装位置等。其设计计算步骤如下：（1）确定同步带传动的设计功率Pd

Pd=KAPm （1）

式中：Pm——工作机上电动机额定功率；

KA——载荷的修正系数，它可根据载荷性质和每天工作小时数等因素来确定。可由表1查出。

注：1.经常正反转或使用张紧轮时，KA应乘以1.1；间断性工作，KA应乘以0.9。

2. 增速传动时，KA应乘以下系数：

增速比系数

1.25～1.74 1.05

1.75～

2.49 1.10

2.50～

3.49 1.18

≥3.50 1.25

（2）确定同步带的型号和节距

带的型号由图2同步带选型图选出。图中横坐标为设计功率Pd，纵坐标为小带轮转速n1。选择时，如在图中所得交点位于两种节距的分界线上，则可选两种方案计算比较。一般情况下尽可能选用小节距[3]。

同步带型号和节距的对应关系如表2所示。

（3）选择同步带轮齿数z1、z2