陜西科技大學(xué) 過程裝備與控制工程 課件 1機(jī)械設(shè)計(jì)(王寧俠)第5章

5.1概述5.2V帶與V帶輪的結(jié)構(gòu)5.3帶傳動(dòng)的工作情況分析5.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.5帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù)5.6同步帶傳動(dòng)習(xí)題第5章帶傳動(dòng)5.1概述

帶傳動(dòng)是一種應(yīng)用很廣的撓性機(jī)械傳動(dòng)。如圖5-1所示，帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和張緊在兩輪上的傳動(dòng)帶組成。帶傳動(dòng)分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大類。摩擦傳動(dòng)是將帶以一定的預(yù)緊力張緊在帶輪上，靠帶與帶輪間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，常見的布置形式有開口布置(圖5-1(a))、交叉布置(圖5-1(b))和半交叉布置(圖5-1(c))三種形式。按帶的截面形狀不同，帶傳動(dòng)又可分為平帶傳動(dòng)(圖5-2(a))、V帶傳動(dòng)(圖5-2(b))、圓帶傳動(dòng)(圖5-2(c))、多楔帶傳動(dòng)(圖5-2(d))和同步帶傳動(dòng)(圖5-2(e))等。嚙合傳動(dòng)靠帶內(nèi)表面上的凸齒與帶輪外緣上輪齒間的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，如圖5-2(e)所示同步帶傳動(dòng)就屬于嚙合傳動(dòng)。圖5-1帶傳動(dòng)的主要布置形式圖5-2帶傳動(dòng)的類型帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：①帶有良好的彈性，可以緩和沖擊和吸收振動(dòng)，尤其是V帶無接頭，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音??；②適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)；③靠摩擦傳動(dòng)，過載時(shí)帶在帶輪上打滑，可防止損壞其他零件，起安全保護(hù)作用；④結(jié)構(gòu)簡單，制造和維護(hù)方便，成本低廉。

帶傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：①傳動(dòng)的外廓尺寸較大；②工作時(shí)有彈性滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；③傳動(dòng)效率較低；④帶的壽命短；⑤帶傳動(dòng)需要張緊，壓軸力較大等。

根據(jù)帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，帶傳動(dòng)通常用在兩軸距離較遠(yuǎn)，傳動(dòng)功率不大的場合。帶傳動(dòng)主要用于兩軸平行且回轉(zhuǎn)方向相同的場合。如圖5-3所示，帶與帶輪接觸弧所對應(yīng)的圓心角稱為帶在帶輪上的包角α。工作時(shí)兩帶輪幾何軸線之間的距離稱為中心距a。當(dāng)帶繞上帶輪后，帶的外層會(huì)因帶的彎曲而伸長，帶的內(nèi)層則會(huì)縮短，而介于拉伸層和壓縮層之間的中性層長度保持不變，中性層的周長稱為帶的基準(zhǔn)長度Ld，也是帶的公稱長度。帶輪上與中性層相切接觸的那個(gè)圓就稱為帶輪的基準(zhǔn)直徑，分別用D1和D2表示。其幾何關(guān)系如下:

(5-1)(5-2)

(5-3)(5-4)5.2V帶與V帶輪的結(jié)構(gòu)

5.2.1V帶的結(jié)構(gòu)和規(guī)格

V帶分為普通V帶、窄V帶、聯(lián)組V帶、齒形V帶、大楔角V帶、寬V帶等多種形式(見圖5-4)，其中普通V帶應(yīng)用最多，以下主要介紹普通V帶及V帶輪。圖5-4V帶的類型普通V帶的結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。它由強(qiáng)力層、伸張層、壓縮層和包布層四部分組成。強(qiáng)力層可以是簾布結(jié)構(gòu)(圖5-5(a))或繩芯結(jié)構(gòu)(圖5-5(b))。繩芯結(jié)構(gòu)的強(qiáng)力層柔軟，易彎曲，壽命也長，適用于轉(zhuǎn)速較高和帶輪直徑較小的傳動(dòng)。伸張層和壓縮層由橡膠組成，有彈性，使帶有一定的高度h，帶彎曲時(shí)分別受拉伸和壓縮。包布層由幾層橡膠布組成，用于保護(hù)V帶。當(dāng)帶縱向彎曲時(shí)，帶中長度不變的中性層稱為節(jié)面層，節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬bp。圖5-5普通V帶的結(jié)構(gòu)普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，按剖面尺寸不同分為七種型號，其截面尺寸和每米帶的質(zhì)量見表5-1，基準(zhǔn)長度和帶長修正系數(shù)見表5-2。5.2.2V帶輪的結(jié)構(gòu)

1.V帶輪的設(shè)計(jì)要求

V帶輪設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：重量輕，結(jié)構(gòu)工藝性好；要有足夠的強(qiáng)度和剛度，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻；轉(zhuǎn)速較高的場合需進(jìn)行平衡試驗(yàn)；帶輪上各輪槽的尺寸和槽形角要保持一定的精度，以使載荷分布均勻；輪槽工作面要進(jìn)行精加工，以減少帶的磨損。

2.帶輪的材料帶輪常用鑄造的方式提供毛坯，常用的材料牌號為HT150、HT200；當(dāng)圓周速度大于25m/s時(shí)，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接；小功率時(shí)可采用鑄鋁或塑料。

3.帶輪結(jié)構(gòu)帶輪是由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成的。普通V帶輪的輪槽尺寸見表5-3。鑄鐵制造的普通V帶輪其輪輻部分根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑有以下幾種形式：①實(shí)心結(jié)構(gòu)(圖5-6(a))；②腹板結(jié)構(gòu)(圖5-6(b))；③孔板結(jié)構(gòu)(圖5-6(c))；④輪輻結(jié)構(gòu)(圖5-6(d))，其輪輻截面形狀一般為橢圓形。圖5-6V帶輪結(jié)構(gòu)形式輪槽基準(zhǔn)直徑D≤(2.5～3)d(d為軸的直徑)時(shí)，可采用實(shí)心結(jié)構(gòu)；D≤300mm時(shí)，可采用腹板結(jié)構(gòu)；當(dāng)D1-d1≥100mm時(shí)，可采用孔板結(jié)構(gòu)；D>300mm時(shí)，可采用輪輻結(jié)構(gòu)。輪輻結(jié)構(gòu)各部分尺寸可參照以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:式中：P——傳遞的功率，單位為kW;

n——帶輪的轉(zhuǎn)速，單位為r/min;

za——輪輻數(shù)。確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件。5.3帶傳動(dòng)的工作情況分析5.3.1帶傳動(dòng)的受力分析在帶傳動(dòng)中，帶必須以一定的初拉力張緊在帶輪上。帶傳動(dòng)不工作時(shí)，帶輪兩邊帶中的拉力相等，都等于初拉力F0(見圖5-7(a))。帶傳動(dòng)工作時(shí)，由于帶與帶輪接觸表面間摩擦力的作用，帶輪兩邊帶中的拉力就發(fā)生了相應(yīng)的變化，進(jìn)入主動(dòng)輪一邊被進(jìn)一步拉緊，拉力由F0增至F1，稱為緊邊；進(jìn)入從動(dòng)輪的一邊則被放松，拉力由F0降至F2，稱為松邊，見圖5-7(b)。圖5-7帶傳動(dòng)的受力分析設(shè)帶的總長度不變，則緊邊拉力的增加量F1-F0應(yīng)等于松邊拉力的減小量F0-F2，即

(5-5)

帶傳動(dòng)作用于從動(dòng)輪上用以克服阻力矩的有效圓周力Fe，就是緊邊拉力與松邊拉力的差值，所以，帶傳動(dòng)的有效圓周力Fe為Fe=F1-F2

(5-6)若帶傳動(dòng)的速度為v(單位為m/s)，帶傳動(dòng)的有效圓周力為Fe(單位為N)，則帶傳動(dòng)所傳遞的功率P(單位為kW)為

(5-7)

通過力分析不難證明，有效圓周力Fe與任一帶輪接觸面上摩擦力的總和∑Ff相等。當(dāng)∑Ff<Fe時(shí)，帶就會(huì)沿輪面發(fā)生全面滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑將使傳動(dòng)失效，故應(yīng)避免。當(dāng)帶即將打滑時(shí)，帶與帶輪之間的摩擦力達(dá)到極大值∑Ffmax，此時(shí)，由撓性體摩擦的歐拉公式知，緊邊拉力F1與松邊拉力F2有下列關(guān)系F1=F2efα

(5-8)式中：f——帶與帶輪間的摩擦因數(shù)；

α——帶在帶輪上的包角；

e——自然對數(shù)的底。將式(5-5)、式(5-6)、式(5-8)整理得，最大有效圓周力Fec為

(5-9)

從以上分析可知，帶傳動(dòng)的最大有效圓周力Fec與初拉力F0、小帶輪包角α和摩擦系數(shù)f有關(guān)。增大F0、α和f均能增大Fec。為了發(fā)揮帶傳動(dòng)的工作能力，小帶輪包角不宜過小，通常設(shè)計(jì)要求α1≥120°。F0過小將直接影響帶的傳動(dòng)能力，但過大將使帶中應(yīng)力過大，帶易松弛，縮短帶的使用壽命。f與帶及帶輪的材料有關(guān)，在同等條件下，V帶的承載能力高于平帶。5.3.2帶的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)時(shí)，帶中的應(yīng)力由三部分組成。

1)由拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力緊邊拉力和松邊拉力分別產(chǎn)生的緊邊拉應(yīng)力σ1和松邊拉應(yīng)力σ2為

式中，A——帶的截面面積(單位為mm2)。

2)由帶的彎曲產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力僅發(fā)生在帶繞在帶輪的弧段上。由工程力學(xué)知

式中，E——帶的彈性模量(單位為MPa)。

3)由離心力產(chǎn)生的拉應(yīng)力帶繞上帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生離心力，從而帶受到離心拉力的作用，并產(chǎn)生離心拉應(yīng)力式中：q——每米帶長的質(zhì)量(單位為kg/m)；

v——帶速(單位為m/s)。圖5-8為帶中應(yīng)力分布情況，各截面應(yīng)力的大小用該處引出的徑向線(或垂直線)的長度表示。圖5-8帶中的應(yīng)力分布由圖5-8可知，帶在變應(yīng)力作用下工作，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，帶會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。其最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞上小帶輪的位置，其值為

σmax=σ1+σb1+σc帶中的應(yīng)力通常以彎曲應(yīng)力影響最大。為避免彎曲應(yīng)力過大，通常限定小帶輪的最小直徑。普通V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑Dmin見表5-4。5.3.3帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑帶傳動(dòng)工作時(shí)緊邊和松邊拉力不同，因而彈性變形量也不同。帶由緊邊繞過主動(dòng)輪進(jìn)入松邊的過程中，帶所受的拉力由F1逐漸減小到F2，彈性變形量也就隨之減小，使帶的速度滯后于主動(dòng)輪的圓周速度。帶繞過從動(dòng)輪時(shí)也發(fā)生類似的現(xiàn)象，帶由松邊繞過從動(dòng)輪進(jìn)入緊邊的過程中，帶中的拉力由F2逐漸增至F1，彈性變形量也逐漸增大，使帶的速度超前于從動(dòng)輪的圓周速度。這種現(xiàn)象表明，帶與帶輪之間產(chǎn)生了相對滑動(dòng)。這種由于帶的彈性和拉力差所引起的相對滑動(dòng)稱為彈性滑動(dòng)，其大小將隨外載荷的大小而變化，這是帶傳動(dòng)正常工作時(shí)的固有特性，不可避免。由于彈性滑動(dòng)的影響，使從動(dòng)輪的圓周速度v2低于主動(dòng)輪的圓周速度v1，其降低量可用相對滑動(dòng)率ε來表示

(5-10)

所以，帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比為

(5-11)一般V帶傳動(dòng)正常工作時(shí)，相對滑動(dòng)率ε=0.01~0.02，在一般傳動(dòng)中可忽略不計(jì)，實(shí)際傳動(dòng)比取

(5-12)

當(dāng)帶傳動(dòng)的有效圓周力達(dá)到最大值時(shí)，工作載荷略有增加，帶與帶輪之間將會(huì)發(fā)生明顯的相對運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生打滑。打滑將造成帶的磨損加劇，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降，甚至使傳動(dòng)失效。這是帶傳動(dòng)的一種失效形式，應(yīng)當(dāng)避免。5.4普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.4.1帶傳動(dòng)的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則由前面的分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式是帶的打滑和疲勞破壞。所以，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)為：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，使帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。由帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則知，為使帶具有一定的疲勞壽命，其必須滿足的強(qiáng)度條件為σ1+σb1+σc≤［σ］(5-13)式中，［σ］——許用應(yīng)力(單位為MPa)，與帶的材質(zhì)及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)。由式(5-6)、式(5-8)及式(5-13)知，在V帶傳動(dòng)中，用fv代替f，則單根V帶所能傳遞的最大功率P0為

(5-14)通過實(shí)驗(yàn)分析計(jì)算，在包角α1=180°，特定帶長Ld，載荷平穩(wěn)的條件下，單根普通V帶和窄V帶的基本額定功率P0見表5-5和表5-6。實(shí)際工作條件與實(shí)驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng)對P0值加以修正。修正后即得實(shí)際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率，稱為許用功率［P0］，即［P0］=(P0+ΔP0)KαKL

(5-15)式中，ΔP0——功率增量，考慮傳動(dòng)比i≠1時(shí)，帶在大帶 輪上彎曲應(yīng)力較小，在壽命相同的條件 下，所能傳遞的功率應(yīng)有所提高，單根普 通V帶和窄V帶基本額定功率的增量ΔP0

見表5-7和表5-8；

Kα——包角修正系數(shù)，應(yīng)考慮包角α1≠180° 時(shí)，包角對傳動(dòng)能力的影響，見表5-9；

KL——帶長修正系數(shù)，應(yīng)考慮Ld不為特定長度時(shí)， 帶長對傳動(dòng)能力的影響，見表5-2。5.4.2普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，通常給定的原始數(shù)據(jù)為傳動(dòng)的工作情況、傳遞的功率、轉(zhuǎn)速n1和n2(或傳動(dòng)比i)，對外廓尺寸的要求及原動(dòng)機(jī)的種類等。要求設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：普通V帶的型號、帶長和根數(shù)，傳動(dòng)的中心距，帶輪的尺寸和結(jié)構(gòu)，帶的初拉力和壓軸力。普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟一般如下。

1.確定計(jì)算功率PcaPca=KAP

式中：P——帶傳動(dòng)要求傳遞的功率；

KA——工作情況系數(shù)，見表5-10。

2.選擇帶的型號根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，可由圖5-9選定帶的型號。圖5-9V帶選型圖

3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑D1和D2

1)初選小帶輪直徑D1根據(jù)帶型參考表5-4，選取D1≥Dmin。為提高V帶的壽命，宜選取較大的直徑。

2)驗(yàn)算帶速v驗(yàn)算帶速v的計(jì)算公式為(5-16)

應(yīng)使帶速v≤vmax，對于普通V帶，vmax=25~30m/s，一般取v=5~20m/s為宜。

3)計(jì)算大帶輪直徑D

2由D2=iD1，并按表5-4所列帶輪的基準(zhǔn)直徑系列對大帶輪直徑加以適當(dāng)圓整。

4.確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld如果中心距未給出，可根據(jù)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)需要初選中心距a0，取0.7(D1+D2)≤a0≤2(D1+D2)

a0初步選定后，按式(5-3)求得V帶初算的基準(zhǔn)長度，由初算的帶長查表5-2,選取與之相近的標(biāo)準(zhǔn)V帶的基準(zhǔn)長度Ld，再由式(5-4)計(jì)算實(shí)際中心距a。由于帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，因此可采用下式作近似計(jì)算:

(5-17)

考慮帶傳動(dòng)安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為(a-0.015Ld)~(a+0.03Ld)。

5.驗(yàn)算小帶輪包角a1小帶輪包角可由式(5-1)計(jì)算得出，且應(yīng)保證α1≥120°。

6.確定帶的根數(shù)z

(5-18)為使各根帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多(通常z<10)，否則應(yīng)該選帶型，重新計(jì)算。

7.確定帶的初拉力F0考慮離心力的影響，單根普通V帶的合適初拉力可按下式計(jì)算:(5-19)

因?yàn)樾聨菀姿沙冢詫τ谧詣?dòng)張緊的帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)的初拉力常為上述計(jì)算值的1.5倍。

8.計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力FQ為了設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承，必須確定帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力FQ。如圖5-10所示，帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力FQ可近似按下式計(jì)算(5-20)圖5-10帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力5.5帶傳動(dòng)的張緊與維護(hù)普通V帶運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，會(huì)由于永久變形而松弛，導(dǎo)致初拉力下降。為了保證帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)對帶進(jìn)行重新張緊。帶傳動(dòng)常用的張緊方法是調(diào)整中心距。如圖5-11(a)所示，用調(diào)整螺釘使裝有帶輪的電機(jī)沿滑軌移動(dòng)，這種方法適用于水平或接近水平布置的傳動(dòng)。圖5-11(b)是將裝有帶輪的電機(jī)安裝在可調(diào)的擺架上，適用于垂直或接近垂直布置的傳動(dòng)。圖5-12所示為由電機(jī)及擺架自重來調(diào)整的自動(dòng)張緊裝置。若中心距不能調(diào)整，可采用具有張緊輪的傳動(dòng)裝置，如圖5-13所示。對于V帶傳動(dòng)，張緊輪應(yīng)裝在松邊內(nèi)側(cè)，并盡量靠近大帶輪，使帶只受單向彎曲，以免過分影響小帶輪包角。圖5-11帶的定期張緊裝置圖5-12帶的自動(dòng)張緊裝置圖5-13張緊輪裝置

V帶傳動(dòng)的使用和維護(hù)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1)安裝時(shí)，兩軸必須平行，兩輪的輪槽要對齊；

(2)更換時(shí)，必須將同一傳動(dòng)中的舊帶全部更換，不得新舊并用；

(3)V帶不宜與酸堿或油污接觸，也不宜在陽光下曝曬；

(4)不宜在有粉塵的環(huán)境中工作，工作溫度一般應(yīng)低于60℃；

(5)帶傳動(dòng)應(yīng)加防護(hù)裝置。

例5-1

設(shè)計(jì)某液體攪拌機(jī)的普通V帶傳動(dòng)。選用普通電機(jī)，其額定功率P=2.2kW,轉(zhuǎn)速n1=1430r/min，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2=340r/min，三班制工作，空載啟動(dòng)。

解

1.確定計(jì)算功率Pca查表5-10得KA=1.2，故Pca=KAP=1.2×2.2=2.64kW

2.選擇帶型根據(jù)Pca=2.64kW，n1=1430r/min，查圖5-9，選用A型V帶。

3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑D1和D2由表5-4取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D1=100mm。按式(5-16)可得驗(yàn)算帶速為

由式(5-12)，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為

又由表5-4，取帶輪基準(zhǔn)直徑D2=425mm。

4.確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和傳動(dòng)的中心距a根據(jù)0.7(D1+D2)≤a0≤2(D1+D2)，初選a0=500mm。根據(jù)式(5-3)計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長度為

由表5-2，選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1800mm。按式(5-17)計(jì)算實(shí)際中心距為

5.驗(yàn)算小帶輪包角α1由式(7-1)得

6.計(jì)算帶的根數(shù)z查表5-5，P0=1.32kW；查表5-7，ΔP0=0.17kW；查表5-2，KL=1.01；查表5-9，Kα=0.89。由式(5-18)得

取z=2根。

7.計(jì)算初拉力F0查表5-1，q=0.1kg/m。由式(5-19)得

8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力FQ由式(5-20)得

9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(略)5.6同步帶傳動(dòng)5.6.1同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)概述同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒的封閉環(huán)形膠帶和相應(yīng)的帶輪所組成的，如圖5-2(e)所示。工作時(shí)，帶齒與帶輪的齒槽相嚙合。同步帶傳動(dòng)是帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相結(jié)合的一種新型嚙合傳動(dòng)，因而具有齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的各自優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作平穩(wěn)，噪音小，可獲得恒定速比，且速比范圍大，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，宜多軸傳動(dòng)。同步帶以鋼絲繩為強(qiáng)力層，外面用橡膠或聚氨酯覆蓋，帶的工作面制成齒形，與齒形帶輪作嚙合傳動(dòng)。由于鋼絲繩在承載后能保持齒形帶的周節(jié)不變，故帶與帶輪間無相對滑動(dòng)，因此，主、從動(dòng)輪作同步傳動(dòng)。同步帶傳動(dòng)的帶速高達(dá)40～80m/s，傳遞功率可達(dá)100kW，傳動(dòng)比可達(dá)10～20，傳動(dòng)效率為98％。同步帶的主要參數(shù)是齒的齒距pb和模數(shù)m。由于強(qiáng)力層在傳動(dòng)時(shí)長度不變，因此把它的中心線位置定為同步帶的節(jié)線，并以節(jié)線周長L作為齒形帶的公稱長度。齒形帶上相鄰兩齒對應(yīng)點(diǎn)沿節(jié)線度量的長度為節(jié)距pb，而模數(shù)為m=pb/π。國產(chǎn)同步帶采用模數(shù)制，標(biāo)記為m(模數(shù))×b(寬度)×z(齒數(shù))。同步帶傳動(dòng)有下列特點(diǎn)：同步帶與帶輪是嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)比準(zhǔn)確；帶的初拉力較小，軸與軸承所承受的力也較小，但中心距要求較嚴(yán)，安裝精度要求較高；同步帶能吸收沖擊，減少噪聲；同步帶較薄，允許線速度高且?guī)л喼睆叫?。同步帶有單面有齒和雙面有齒兩種，簡稱為單面帶和雙面帶，雙面帶又按齒排列的不同，分為DA型(對稱齒型如圖5-14(a)所示)和DB型(交錯(cuò)齒型如圖5-14(b)所示)。標(biāo)準(zhǔn)同步帶的齒型尺寸如表5-11所示。圖5-14雙面帶的類型5.6.2同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶傳動(dòng)的主要失效形式有承載繩疲勞拉斷、跳齒、帶齒的剪切和壓潰以及帶齒的過度磨損。同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是帶有較高的抗拉強(qiáng)度，保證承載繩不被拉斷。此外，在灰塵、雜質(zhì)較多的工作條件下，應(yīng)對帶齒進(jìn)行耐磨性計(jì)算。

1.確定計(jì)算功率Pca

Pca的確定方法與普通V帶相同，即Pca=KAP式中：KA——工況系數(shù)，見表5-12。

2.選擇同步帶型號和節(jié)距pb根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》同步帶選型圖，選定帶的型號，并由表5-13確定模數(shù)m。

3.確定帶輪齒數(shù)z1和z2一般取小帶輪齒數(shù)z1＞zmin。當(dāng)帶速和安裝尺寸允許時(shí)，z1應(yīng)盡可能選得多些。大帶輪齒數(shù)z2=iz1，并取整數(shù)。

4.帶輪節(jié)圓直徑d1和d2的計(jì)算

5.驗(yàn)算帶速

式中：當(dāng)m=1.5~3mm時(shí)，vmax=40~50m/s；當(dāng)m=4~5mm時(shí)，vmax=35~40m/s；當(dāng)m=7~11mm時(shí)，vmax=25~30m/s。

6.確定中心距a和帶長L按結(jié)構(gòu)要求或按下式初定中心距a0：0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)

由計(jì)算，按表5-14選取標(biāo)準(zhǔn)長度L。按選定的帶長L計(jì)算理論中心距a，中心距可調(diào)時(shí)，

7.小帶輪嚙合齒數(shù)zn的計(jì)算計(jì)算值取整數(shù)，一般要求zn≥znmin，通常m≤2mm時(shí)，znmin=4；m＞2mm時(shí)，znmin=6。zn過小，會(huì)引起齒側(cè)工作表面過快磨損。

8.帶寬bs的計(jì)算帶寬bs的計(jì)算公式為

式中：Kz——嚙合齒數(shù)系數(shù)，zn≥6時(shí)，Kz=1；zn=5時(shí)，

Kz=0.77；zn=4時(shí)，Kz=0.6。

Ki——傳動(dòng)比系數(shù)，查表5-15。［p］——單位寬度許用拉力(單位為N/mm)，查表5-16。