同步帶傳動受力情況的分析

1、.同步帶受力情況的分析1 張緊力同步帶安裝時必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹埦o，以使帶具有一定的初拉力（張緊力） 。初拉力過小會使同步帶在運(yùn)轉(zhuǎn)中因齒合不良而發(fā)生跳齒現(xiàn)象， 在跳齒的瞬間， 可能因拉力過大而使帶斷裂或帶齒斷裂； 初拉力過小還會使同步帶傳遞運(yùn)動的精度降低， 帶的振動噪音變大。 而初拉力過大則會使帶的壽命降低， 傳動噪音增大， 軸和軸承上的載荷增大，加劇軸承的發(fā)熱和使軸承壽命降低。 故控制同步帶傳動合宜的張緊力是保證同步帶傳動正常工作的重要條件。設(shè) F0 為同步帶傳動時帶的張緊力，F(xiàn)1 、 F2 、F 分別為帶傳動工作時帶的緊邊拉力、松邊拉力、和有效拉力。為了保證同步帶在帶輪上齒合可靠、不跳齒，同步

2、帶運(yùn)轉(zhuǎn)時緊邊帶的彈性伸長量與松邊帶的彈性收縮量應(yīng)保持近似相等。 因此，緊邊拉力的增加量應(yīng)等于松邊拉力的減少量，即F1 -F0 = F0 - F2或F1+ F2 =2F0、 F0=0.5（ F1+ F2 ）式 1-12 壓軸力壓軸力即為同步帶作用在軸上的力，是緊邊拉力與松邊拉力的矢量和，如圖 2-1 所示：圖 2-1 同步帶的壓軸力、緊邊拉力、松邊拉力據(jù)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn) JB/T 7512.3-1994 壓軸力 Q 計算如下所示：Q= KF (F1 F2) N式 2-1當(dāng)工況系數(shù) K A1.3 時：Q=0.77 K F (F1 F2 ) N式 2-2.式中：K F 矢量相加修正系數(shù)，如圖2-2：圖 2-

3、2矢量相加修正系數(shù)上圖中1 為小帶輪包角， 1d2d157.3。180aK A 為工況系數(shù)，對于醫(yī)療機(jī)械，其值如圖2-3 所示：圖 2-3醫(yī)療機(jī)械的工況系數(shù)對于醫(yī)療機(jī)械，取 K A =1.2，所以有壓軸力Q= K F ( F1F2 ) N，其中 K F 值大于 0.5。另外由式 1-1 有張緊力 F0 =0.5（ F1 + F2 ）。由此可看出壓軸力大于張緊力，故設(shè)計時只需計算傳動中所受的壓軸力，Q= KF (F1F2)N 。而帶的緊邊張力與松邊張力分別由下面公式所得：F11250Pd / VN式 2-3F2250Pd / VN式 2-4.式中：V 為帶速， m / s ；Pd 為設(shè)計功率，

4、Pd K A P ，KW ； K A 為工況系數(shù)， P 為需傳遞的名義功率（ KW ）。所以壓軸力為：1500K F K APN式 2-5QV對于頻繁正反裝、 嚴(yán)重沖擊、緊急停機(jī)等非正常傳動， 需視具體情況修正工況系數(shù)。另外步進(jìn)電機(jī)在工作時其工作過程是“加速 -勻速 -減速”的過程。在勻速時，電機(jī)所受負(fù)載為工件與導(dǎo)軌的滑動負(fù)載；電機(jī)加速時主要考慮慣性負(fù)載； 如電機(jī)直接啟動，即轉(zhuǎn)速直接從 0 跳到所規(guī)定的轉(zhuǎn)速時， 電機(jī)的滑動負(fù)載和慣性負(fù)載均要考慮。一般情況下電機(jī)傳遞的負(fù)載約為滑動負(fù)載的 23 倍。所以對于頻繁正反轉(zhuǎn)、嚴(yán)重沖擊的傳動機(jī)構(gòu)， 設(shè)計計算時： 同步帶需傳遞的名義功率應(yīng)是同步帶正常傳動需傳

5、遞的功率的 23 倍。從結(jié)構(gòu)上講： 如所需的壓軸力小于步進(jìn)電機(jī)軸容許的懸掛負(fù)載， 即可不必加聯(lián)軸器。下表為東方馬達(dá)步進(jìn)電機(jī)容許懸掛負(fù)載及容許軸向負(fù)載：容許懸掛負(fù)載品名距軸端的距離容許軸向負(fù)載05101520CMK243CMK24420253452/CMK245CMK256546789130/電動機(jī)自重以下CMK258CMK264CMK266546789130/CMK268表 2-1東方馬達(dá)步進(jìn)電機(jī)容許懸掛負(fù)載及容許軸向負(fù)載.上表中各系列步進(jìn)電機(jī)所對應(yīng)的外形尺寸及軸的大小如圖2-4、 2-5、 2-6 所示：圖 2-4CMK24 系列電機(jī)主要尺寸圖圖 2-5CMK25 系列電機(jī)主要尺寸圖圖 2-

6、6CMK26 系列電機(jī)主要尺寸圖.設(shè)計時根據(jù)所設(shè)計的傳動系統(tǒng)即可計算出作用在步進(jìn)電機(jī)軸上的壓軸力， 再根據(jù)所涉及的步進(jìn)電機(jī)由上圖表中查出電機(jī)軸的容許負(fù)載， 兩相比較，只要壓軸力小于電機(jī)軸的容許懸掛負(fù)載即可。且從式Q1500KFK AP式 2-5NV中可看出作用在電機(jī)軸上的壓軸力受所需傳遞的功率、速度以及實(shí)際傳動情況的影響。在應(yīng)用中減少壓軸力的方法有：1減少同步帶小帶輪的包角，即采用小帶輪帶大帶輪的形式，這樣可以減少K F 值（ K F <1）；2 在滿足設(shè)計要求的情況下減少同步帶的寬度， 并安裝時使同步帶離步進(jìn)電機(jī)軸的端面更遠(yuǎn)，這樣可增加電機(jī)所容許的懸掛負(fù)載。3 同步帶張緊的檢測同步帶的張緊是靠加張緊輪的形式來控制的，如圖3-1：圖 3-1同步帶的張緊張緊力通常是通過在帶與帶輪的切點(diǎn)中心，加一垂直于帶的載荷 Wd，使其產(chǎn)生規(guī)定的撓度 f 來控制的，