同步轮的作用为确保机械系统的传动精度和工作稳定性，通常对机电一体化系统提出以下要求：(1)高精度精度直接影响产品的质量，尤其是机电一体化产品，其技术性能、工艺水平和功能比普通的机械产品都有很大的提高，因此机电一体化机械系统的高精度是其首要的要求。(2)快速响应性即要求机械系统从接到指令到开始执行指令指定的任务之间的时间间隔短，这样控制系统才能及时根据机械系统的运行状态信息，下达指令，使其准确地完成任务。(3)良好的稳定性即要求机械系统的工作性能不受外界环境的影响，抗干扰能力强。同步带是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的传动零件。由于同步带是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的传动零件1按用途分一般工业用同步带传动即梯形齿同步带传动。它主要用于中、小功率的同步带传动，如各种仪器、计算机、轻工机械中均采用这种同步带传动。高转矩同步带传动又称HTD带(HighTorqueDrive)或STPD带传动(SuperTorquePositiveDrive)。由于其齿形呈圆弧状(图6-2)，在我国通称为圆弧齿同步带传动。它主要用于重型机械的传动中，如运输机械(飞机、汽车)、石油机械和机床、发电机等的传动。常用的同步轮可分为AT5、AT10、T5、XH、H、L、XL、3M、5M、8M、S5M、S8M等开口、接驳同步带。广泛应用于各种行业，如陶瓷、食品、石材、烟草、木工、印刷、纺织包装等同步带传动的优点(1)．工作时无滑动，有准确的传动(2)．传动效率高，节能效果好(3)．传动比范围大，结构紧凑(4)．维护保养方便，运转费用低(5)．恶劣环境条件下仍能正常工作四.同步轮的选型步骤同步带传动机构一般按以下步骤进行计算与选型(1)设计条件同步带传动设计,通常都是在以下已知条件下进行的①同步带需要传递的功率②主动轮转速、从动轮转速或传动比③同步带轮安装中心距离;④工作条件等需要计算选型确定的项目包括同步带节距、宽度、节线长度、实际中心距、同步带轮齿数等,并将各参数用符号表示再向制造商订购同步带、同步带轮。2)根据转速、功率选定同步带带型同步带带型选型就是根据同步带所需要传递的负载功率及主动轮转速选择合适的同步带齿型及节距不同节距齿型的同步带其单位宽度所能够传递的功率是不同的,同一规格的同步带在不同的转速下所能够传递的功率也不同。为了方便用户正确地选用同步带,制造商对不同类型、不同节距的同步带在不同转速下能够传递的功率制成图表,用户可以根据图表接选用合适的同步带类型和节距例如图14-13为圆弧齿型同步带带型选型图,表示常用的节距规格。3M表示同步带的节距为3mm(其余类似),每一种节距都有其合适的工作范围,阴影部分表示相邻的两种节距的同。3)选定同步带轮齿数同步带轮直径越小,同步带工作时的弯曲应力越大容易造成疲劳破坏,所以带轮的直径不能过小。也就是说在一定的主动轮转速、一定的节距前提下,同步带主动轮齿数Z1不能低于某一最低齿数Z-,即Z1≥Zmm根据不同的带轮转速与节距,制造商将上述最低齿数Zmn编成表格(见表14-1)。使用吋直接根据节距及转速就可以查出主动轮需要的最小齿数的同步带轮齿数系列为22、23、24…56,齿数大小是连续排列的接根据制造商的样本选择与计算值最接近的从动轮标准齿数。例如某制造商节距为8M主动轮齿数Z1确定后,根据式(14-3)就可以计算出从动轮的齿数Z2。同样可以直(4)计算同步带理论节线长度计算同步带理论节线长度时,通常将同步带传动系统进行简化,同步带用节线表示同步带轮用节圆表示,如图14-14所示同步带轮的节圆直径分别可以由式计算得出,L同步带的理论节线长度A同步带轮的初定中心距D1同步带轮主动轮节圆直径D2同步带轮从动轮节圆直径5选定同步带标准节线长度查表得出(6)确定实际中心距由于选定的同步带标准长度不是与初始选定的中心距严格对应的,按选定的同步带标准长度及同步带轮尺寸对应的实际中心距也肯定不同于初始选定的中心距。同步带宽度的选定原则选定同步带宽度时必须保证同步带宽度大于以下最小值其中,以下参数可以从制造商的样本资料或有关同步带设计手册中查得:bs--同步带实际宽度,mmb某种节距同步带系列的最小宽度,mm;P—设计负载功率,W;P。-最小同步带宽度能传递的额定功率,W;K1-—同步带长度系数,根据实际同步带长度范围查表取值;Kz—啮合齿数系数,根据同步带与同步带轮的实际啮合齿数确定,当啮合齿数Zm≥6时Kz=1,当啮合齿数2Zn6时Kz=1-0.2(6-Zm)。同步带宽度也是按系列生产的,例如表为某制造商提供的圆弧齿型同步带标准宽度系列。同步带传动计算实例例14-1某沿水平方向输送的皮带输送系统,假设皮带主动轮采用电机通过同步带进行驱动,要求如下皮带运行速度v=3~6m/min皮带主动轮直径D=80mm设计负载功率P=传动动力x过载系数P=80过载系数=ko+Kr+Ki同步带轮初定中心距a=mm同步带传动比i试根据上述使用要求,设计同步带传动系统。电机输出转速r/min后,首先通过减速器减速,然后通过同步带由于同步带传动比i=l,所以皮带主动轮的转速与电机减速器的输出转速相等设皮带轮主动轮转速为n1,根据皮带速度V=n1πD,得经过试算,发现选择减速器的减速比为75时为最佳选择,此时减速器输出转速为/75=18r/min,皮带主动轮的转速n1也为18r/min输送皮带速度验算皮带速度符合设计要求。2根据转速功率选定同步带带型根据图14-13,本例中主动轮转速18r/min及负载功率80W都属于节距为8M的圆弧齿型同步带工作范围,因此最后选定8M的圆弧齿型同步带,即节距为8mm3选定同步带轮齿数根据本例的工作条件同步带轮节距为8M、同步带主动轮转速为18r/min情况下,据表14-1可知同步带主动轮齿数不能低于最低齿数22,根据空间情况最后选定齿数28计算同步带理论节线长度本例中初定的中心距a=mm,根据式(14-2)得到同步带轮的节圆直径根据式(14-5)得到需要的同步带理论节线长度为由表14-2理论节线长度mm不是标准长度,但最接近该计算值的标准长度为mm,因此最后选定同步带实际节mm5确定实际中心距按同步带实际节线长度mm,同步带轮齿数Z1=Z2=28,直接查阅制造商的相关表格资料可得满足上述条件的同步带轮实际中心距为mm,与原初定的中心距mm稍有差别。实际中心距也可以根据式(14-5)进行反向计算选定同步带宽度根据式(14-6)计算同步带宽度,其中所需要的参数分别为bs—节距为8M的同步带系列的最小宽度为20mmP—设计负载功率80WP0—8M系列同步带最小宽度为20mm时能传递的额定功率为60WKt-同步带长度系数,实际同步带长度mm时查阅制造商资料数据取值K1=0.9Kz啮合齿数系数,在传动比i=1时,共有一半的齿参与啮合,所以啮合齿数Zm=28/2=14,啮合系数Kz=1实际带霓要求满足条件查表14-3,8M节距的圆弧齿型同步带标准宽度为20、25、30、40、50、60、70、85mm:根据上述计算结果的标准宽度为30mm本例中同步带可以表示为“HTD-—8M-30同步带轮也可以表示为“P28HITD8M一30-F”,其中主动轮与从动轮规格相同。同步带安装1安装同步带时应该先缩短中心距,放松张紧轮,不得强行将同步带从同步带轮挡边上硬拉拖磨装入,拆卸时也按类似的方法操作。2安装使用过程中应避免过载、过紧、过松、同步带轮不平行、同步带轮宽度不够等现象,尤其应调整主动轮与从动轮之间的平行度,否则同步带沿宽度方向的张力不均匀会影响同步带的使用寿命或导致同步带的失效,这与齿轮传动、链传动的要求类似.。
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