机电装备设计（五）.pptVIP

3.1 同步带传动 3.2 高速带传动 3.3 谐波齿轮传动 机械传动系统（传动链）类型： 连杆传动、凸轮传动、齿轮传动、带传动、链传动、同步带传动、谐波齿轮传动和螺旋传动。只介绍后三部分内容，包括工作特性、选择和设计。 3.1 同步带传动（Synchro-belt Drive) 是一种综合了带、链传动优点的新型传动。 1900年，申请了专利；1940年美国尤尼罗尔 （Uniroyal)橡胶公司开始研发；1946年シンガ将同步带用于缝纫机上。 3.1.2 分类 1、按齿形尺寸规格分 1）模数制：带的基本参数是模数m；与齿轮相似，不便于 国际交流，已逐渐为节距制所代替。 2）节距制：主参数是节距，类似于链条。节距制”已列为 ISO标准，为世界各国所采用，我国在1989年拟定的国家标 准中，采用了节距制。 3）DIN节距制：基本参数是公制带齿节距。为德国国家标 准。 2、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 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。 3.1.3 结构和规格 1、结构 同步带的结构一般它由强力层和基体两部分组成。 1）强力层 传递动力并保持同步带在工作时节距不变。材料抗拉强度、抗疲劳强度较高、伸长率较小。常用材料有： (1) 钢丝 与基体材料粘结性较差，柔韧性和耐腐蚀性较差，主要用于以聚氨酯为基体的同步带。 (2) 玻璃纤维 与基体材料的粘结性好，柔韧性和耐腐蚀性较好。多用于以氯丁橡胶为基体的同步带中。 (3) 芳香族聚酸胺纤维 韧性远高于钢丝和玻璃纤维，抗拉强度与钢丝相同，耐腐蚀和高温稳定性好，价格较高。 2）基体 同步带的基体包括带齿和带背，在氯丁橡胶为基体的同步带中增设用尼龙或锦纶丝织成布层，以增加耐磨性。基体材料应具有良好的柔韧性、耐磨性、耐热性、抗弯强度高、抗老化以及与强力层的粘合性好。 常用的材料有聚氯酯橡胶和氯丁橡胶。 2、型号、主要参数和标注方法 1）型号 同步带型号如表所示。 2）主要参数 (4)带的齿根宽度s: s↑,带齿剪切、抗弯能力↑,传递载荷↑。 (5)带的齿根圆半径rr:与带齿根部的应力集中有关。rr↑， 应力集中 ↓，承载力↑；当rr↑ ↑时，带齿与轮齿啮合时的 有效接触面积↓。 (6)带的齿顶圆半径ra :影响带齿与带轮啮合时是否产生干 涉。带齿与带轮啮合属于非共轭齿廓的一种嵌合。带齿进入 或退出啮合时，带齿与轮齿顶部拐角重叠→引起磨损。 ra ↑，磨损↑；当ra ↓↓时，带齿与轮齿有效接触面积↓。 (7)带齿形角β :影响带齿与带轮的啮合。 β ↓近似矩形， 传动时嵌入齿槽困难。 β ↑带齿易从齿槽中滑出→带齿在 轮齿中跳跃。日本学者小山富士试验分析： β＝20～30°. (8)带齿高hs : hs ↑承载力↑， hs ↓，带的柔韧性↑。 3）标号 3.1.4 结构与主要参数 1、常用同步带轮结构 常用同步带轮齿形有两种： (1)梯形齿形：直线齿形与带轮接触面积较大，但是要用特制成形铣刀加工。 (2)渐开线齿形：这种齿形的带轮可用标准滚刀按范成法加工，但轮齿形状随带轮齿数而变，轮齿与带齿的啮合接触状况较差。 2、同步带轮主要参数 3.1.5 设计计算 1、失效形式 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。 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--- 传动功率 ，P=3.0 kw 所以， 2 、确定带型和节距tb 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。 3.2 高速带传动 特点： 高速带传动又称高速平型带传动，指带速v＞30 m/s，高 速轴转速n1＝10000～50000r／min的传动。采用重量轻、厚 度薄、挠曲性好的环形平带作为中间挠性件传递运动和动力。