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機(jī)電一體化對(duì)同步帶傳動(dòng)選用的要求

2014-07-24 09:24:07??????點(diǎn)擊:

確保機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性,通常對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)提出以下要求:
(1)高精度  
精度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量,尤其是機(jī)電一體化產(chǎn)品,其技術(shù)性能、工藝水平和功能比普通的機(jī)械產(chǎn)品都有很大的提高,因此機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的高精度是其首要的要求。如果機(jī)械系統(tǒng)的精度不能滿足要求,則無(wú)論機(jī)電一體化產(chǎn)品其它系統(tǒng)工作怎樣精確,也無(wú)法完成其預(yù)定的機(jī)械操作。
(2) 快速響應(yīng)性  
即要求機(jī)械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時(shí)間間隔短,這樣控制系統(tǒng)才能及時(shí)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息,下達(dá)指令,使其準(zhǔn)確地完成任務(wù)。
(3) 良好的穩(wěn)定性  
即要求機(jī)械系統(tǒng)的工作性能不受外界環(huán)境的影響,抗干擾能力強(qiáng)。
同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件。由于同步帶是一種兼有鏈、齒輪、三角膠帶優(yōu)點(diǎn)的傳動(dòng)零件,于1940年由美國(guó)尤尼羅爾(Unirayal)橡膠公司首先加以開發(fā)。1946年辛加公司把同步帶用于縫紉機(jī)針和纏線管的同步傳動(dòng)上,取得顯著效益,并被逐漸引用到其他機(jī)械傳動(dòng)上。
1. 分類
(1).按用途分
(a) 一般工業(yè)用同步帶傳動(dòng) 即梯形齒同步帶傳動(dòng)(圖6-1)。它主要用于中、小功率的同步帶傳動(dòng),如各種儀器、計(jì)算機(jī)、輕工機(jī)械中均采用這種同步帶傳動(dòng)。
(b) 高轉(zhuǎn)矩同步帶傳動(dòng) 又稱HTD帶(High Torque Drive)或STPD帶傳動(dòng)(Super Torque Positive Drive)。由于其齒形呈圓弧狀(圖6-2),在我國(guó)通稱為圓弧齒同步帶傳動(dòng)。它主要用于重型機(jī)械的傳動(dòng)中,如運(yùn)輸機(jī)械(飛機(jī)、汽車)、石油機(jī)械和機(jī)床、發(fā)電機(jī)等的傳動(dòng)。 
(3) 特種規(guī)格的同步帶傳動(dòng) 這是根據(jù)某種機(jī)器特殊需要而采用的特種規(guī)格同步帶傳動(dòng),如工業(yè)縫紉機(jī)用的、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用的同步帶傳動(dòng)。
(4) 特殊用途的同步帶傳動(dòng) 即為適應(yīng)特殊工作環(huán)境制造的同步帶。 
(2). 按規(guī)格制度分
(a) 模數(shù)制  同步帶主要參數(shù)是模數(shù)m(與齒輪相同),根據(jù)不同的模數(shù)數(shù)值來確定帶的型號(hào)及結(jié)構(gòu)參數(shù)。在60年代該種規(guī)格制度曾應(yīng)用于日、意、蘇等國(guó),后隨國(guó)際交流的需要,各國(guó)同步帶規(guī)格制度逐漸統(tǒng)一到節(jié)距制。目前僅前蘇聯(lián)及東歐各國(guó)仍采用模數(shù)制。
(2) 節(jié)距制  即同步帶的主要參數(shù)是帶齒節(jié)距,按節(jié)距大小不同,相應(yīng)帶、輪有不同的結(jié)構(gòu)尺寸。該種規(guī)格制度目前被列為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
由于節(jié)距制來源于英、美,其計(jì)量單位為英制或經(jīng)換算的公制單位。
(3) DIN米制節(jié)距  DIN米制節(jié)距是德國(guó)同步帶傳動(dòng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的規(guī)格制度。其主要參數(shù)為齒節(jié)距,但標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距數(shù)值不同于ISO節(jié)距制,計(jì)量單位為公制。在我國(guó),由于德國(guó)進(jìn)口設(shè)備較多,故DIN米制節(jié)距同步帶在我國(guó)也有應(yīng)用。
2. 同步帶傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)
(1).工作時(shí)無(wú)滑動(dòng),有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比
(2).傳動(dòng)效率高,節(jié)能效果好
(3).傳動(dòng)比范圍大,結(jié)構(gòu)緊湊
(4).維護(hù)保養(yǎng)方便,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低
(5).惡劣環(huán)境條件下仍能正常工作
3.  同步帶的結(jié)構(gòu)和尺寸規(guī)格
(1).同步帶結(jié)構(gòu)
同步帶一般由承載繩、帶齒、帶背和包布層組成。
4. 同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1).失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則
同步帶傳動(dòng)主要失效形式有:
(a) 承載繩斷裂  原因是帶型號(hào)過小和小帶輪直徑過小等。
(b) 爬齒和跳齒  原因是同步帶傳遞的圓周力過大、帶與帶輪間的節(jié)距差值過大、帶的初拉力過小等。
(c) 帶齒的磨損  原因是帶齒與輪齒的嚙合干涉、帶的張緊力過大等。
(d) 其他失效方式  帶和帶輪的制造安裝誤差引起的帶輪棱邊磨損、帶與帶輪的節(jié)距差值太大和嚙合齒數(shù)過少引起的帶齒剪切破壞、同步帶背的龜裂、承載繩抽出和包布層脫落等。
在正常的工作條件下,同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在不打滑的條件下,保證同步帶的抗拉強(qiáng)度。在灰塵雜質(zhì)較多的條件下,則應(yīng)保證帶齒的一定耐磨性。
(2).同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
設(shè)計(jì)同步帶傳動(dòng)的已知條件為:
Pm 需要傳遞的名義功率;
n1、n2 主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比;
(a) 確定帶的設(shè)計(jì)功率;
(b) 選擇帶型和節(jié)距;
(c) 確定帶輪齒數(shù)和節(jié)圓直徑;
(d) 確定同步帶的節(jié)線長(zhǎng)度、齒數(shù)及傳動(dòng)中心距;
(e) 校驗(yàn)同步帶和小帶輪的嚙合齒數(shù);
(f) 確定實(shí)際所需同步帶寬度;
(g) 帶的工作能力驗(yàn)算。