同步带受力情况的分析

来源:本站原创 点击数: 时间:2010年12月02日 【字体:

同步带受力情况的分析

1  张紧力

同步带安装时必须进行适当的张紧,以使带具有一定的初拉力(张紧力)。初拉力过小会使同步带在运转中因齿合不良而发生跳齿现象,在跳齿的瞬间,可能因拉力过大而使带断裂或带齿断裂;初拉力过小还会使同步带传递运动的精度降低,带的振动噪音变大。而初拉力过大则会使带的寿命降低,传动噪音增大,轴和轴承上的载荷增大,加剧轴承的发热和使轴承寿命降低。故控制同步带传动合宜的张紧力是保证同步带传动正常工作的重要条件。
设F0为同步带传动时带的张紧力,F1 、F2 、F分别为带传动工作时带的紧边拉力、松边拉力、和有效拉力。为了保证同步带在带轮上齿合可靠、不跳齿,同步带运转时紧边带的弹性伸长量与松边带的弹性收缩量应保持近似相等。因此,紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量,即
F1-F0=F0-F2 或     F1+F2 =2F0 、 F0=0.5(F1+F2)
2  压轴力

压轴力即为同步带作用在轴上的力,是紧边拉力与松边拉力的矢量和,如下图所示:


                                                图: 同步带的压轴力、紧边拉力、松边拉力
据机械标准JB/T 7512.3-1994压轴力Q计算如下所示:Q=KF(F1+F2) N
当工况系数KA>=  1.3时: Q=KF(F1+F2) N
式中:  K——矢量相加修正系数,如下图:
                                                    图:  矢量相加修正系数

上图中a1为小带轮包角,

KA 为工况系数,对于医疗机械,取 KA=1.2,所以有压轴力Q=KF(F1+F2)*N ,其中KF值大于0.5。
另外由式1-1有张紧力 F0=0.5(F1+F2)。
由此可看出压轴力大于张紧力,故设计时只需计算传动中所受的压轴力,Q=KF(F1+F2) N 。                   
而带的紧边张力与松边张力分别由下面公式所得:
 F1=1250Pd/V 、F2=250Pd/V
式中:V为带速m/s ;
 Pd为设计功率,pd=kA*p ,KW; ka为工况系数,P为需传递的名义功率(KW)。

所以压轴力为:

对于频繁正反装、严重冲击、紧急停机等非正常传动,需视具体情况修正工况系数。
另外步进电机在工作时其工作过程是“加速-匀速-减速”的过程。在匀速时,电机所受负载为工件与导轨的滑动负载;电机加速时主要考虑惯性负载;如电机直接启动,即转速直接从0跳到所规定的转速时,电机的滑动负载和惯性负载均要考虑。一般情况下电机传递的负载约为滑动负载的2~3倍。所以对于频繁正反转、严重冲击的传动机构,设计计算时:同步带需传递的名义功率应是同步带正常传动需传递的功率的2~3倍。

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