同步带传动计算|计算公式
准则
带轮
建议使用实际情况所允许的最大直径带轮，让啮合的齿数最大化，并增加传动带的线速度。如果应用中需要很高的定位精度，则可以使零间隙带轮。建议采用优质的带轮，确保传动可靠。
机器结构
为了保证传动中不出现故障，建议采用结构刚度尽可能大的同步带进行传动。这样可保证传动带工作连续。
央板
如果使用夹板，则必须与传动带齿形相匹配，而且具有刚性，确保所有表面的夹紧力度均匀。建议至少夹住8个齿，以确保产品的性能。如果传动带使用HPL带芯，则建议夹住，2个齿。
定义和传输周期
在大多数情况下，会采用下面所示的两种传动布局中的线形传动。形成特定的作用力体系。
同步带有梯形齿同步带和圆弧齿同步带两大类，设计也分为梯形齿同步带设计和圆弧齿同步带两种。
一、下面是圆弧齿同步带设计方法：
原始设计资料
1 原动机和工作机类型；
2 每天运转时间；
3 需传递的名义功率P；
4 小带轮转速n1；
5 大带轮转速n2；
6 初定中心距a0；
7 对传动空间的特殊要求。
设计步骤
1 确定设计功率Pd Pd = KAP kW……………………………………（1）
式中：KA——工作情况系数，见表 2。 【表 2 工作情况系数 KA】
|
工作机
|
原动机 | |||||
| 交流电动机(普通转矩鼠笼式、同步电动机)，直流电动机 (并激)，多缸内燃机 | 直流电动机 (大转矩、大滑差率、单相、滑环)，直流电动机(复激、串激)，单缸内燃机 | |||||
| 运转时间 | 运转时间 | |||||
| 断续使用每日3～5h | 普通使用每日8～10h | 连续使用每日16～24h | 断续使用每日3～5h | 普通使用每日8～10h | 连续使用每日16～24h | |
| 复印机，配油装置，测量仪表，放映机，医疗器械 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.2 | 1.4 | 1.6 |
| 清扫机，缝纫机，办公机械 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.4 | 1.6 | 1.8 |
| 带式输送机，轻型包装机，烘干箱，筛选机，绕线机，圆锥成形机，木工车床，带锯 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 1.5 | 1.7 | 1.9 |
| 液体搅拌机，混面机，钻床，冲床，车床，螺纹加工机，接缝机，圆盘锯床，龙门刨床，洗衣机，造纸机，印刷机 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 1.6 | 1.8 | 2.0 |
| 半液体搅拌机，带式输送机 (矿石、煤、砂)，天轴，磨床，牛头刨床，钻镗床，铣床，离心泵，齿轮泵，旋转式供给系统，凸轮式振动筛，纺织机械 (整经机)，离心式压缩泵 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 1.7 | 1.9 | 2.1 |
| 制砖机(除混泥机)，输送机 (平板式、盘式)，斗式提升机，升降机，脱水机，清洗机，离心式排风扇，离心式鼓风机，吸风机，发电机，激磁机，起重机，重型升降机，橡胶机械，锯木机，纺织机械 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 1.8 | 2.0 | 2.2 |
| 离心机，刮板输送机，螺旋输送机，锤击式粉碎机，造纸制浆机 | 1.7 | 1.9 | 2.1 | 1.9 | 2.1 | 2.3 |
| 粘土搅拌机，矿山用风扇，鼓风机，强制送风机 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.0 | 2.2 | 2.4 |
| 往复式压缩机，球磨机，棒磨机，往复式泵 | 1.9 | 2.1 | 2.3 | 2.1 | 2.3 | 2.5 |
2 选择带型
按n1 和Pd，由图1 选择带型。【参考同步带】
3 计算传动比 i
i = n1 / n2……………………………………………（2）
4 确定带轮直径
4.1 确定带轮齿数 Z1、Z2
小带轮齿数按 Z1≥Zmin 原则确定，Zmin见表 3 【参考带轮最小齿数网页】
圆弧齿同步带传动小带轮最少齿数zmin
|
小带轮转速n1／r·min^－1
|
带 型
|
||||
|
3M
|
5M
|
8M
|
14M
|
20M
|
|
|
＜900
|
12
|
14
|
22
|
28
|
34
|
|
900～1 200
|
14
|
20
|
28
|
28
|
34
|
|
1 200～1 800
|
16
|
24
|
32
|
32
|
38 |
|
1 800～3 500
|
20
|
28
|
36
|
— | — |
|
＞3 500
|
22 | 30 |
—
|
— | — |
大带轮齿数按 Z2=iZ1计算后圆整。
4. 2 确定带轮直径带轮节圆直径 d1、d2和带轮外径 da1、da2 ，按相应齿数 Z1、Z2可得。
【查看各种同步带轮参数计算公式】
5选择带的节线长度 LP和确定实际中心距 a。
5. 1 计算带的初定节线长度 L0
L0=2a0+1.57（d2+d1）+ (d2 –d1)2 /4a0 mm………………………（ 3）
式中：a0——初定中心距，mm，由设计任务给定。
5. 2 选择带的标准节线长度 LP
5. 3确定实际中心距 a
中心距近似计算公式为：
…………………………（4）
M=4LP–6.28（d2+d1） mm…………………………………（ 5）
中心距精确计算公式见节线长计算【参考节线长计算网页】
6 确定中心距调整下限 I和调整上限 S
中心距范围为： （a—I）~（a+S） mm。I和 S值见表 4。
表 4 中心距安装量I 和调整量S
|
LP
|
i
|
S
|
|
≤500
|
1.02
|
0.76
|
|
＞500～1000
|
1.27
|
0.76
|
|
＞1000～1500
|
1.78
|
1.02
|
|
＞1500～2260
|
2.29
|
1.27
|
|
＞2260～3020
|
2.79
|
1.27
|
|
＞3020～4020
|
3.56
|
1.27
|
|
＞4020～4780
|
4.32
|
1.27
|
|
＞4780～6860
|
5.33
|
1.27
|
注： 当带轮加挡圈量，安装量I 还应加下列数值(mm)：
|
带型
|
单轮加挡圈
|
两轮加挡圈
|
|
3M
|
3.0
|
6.0
|
|
5M
|
13.5
|
19.1
|
|
8M
|
21.6
|
32.8
|
|
14M
|
35.6
|
58.2
|
|
20M
|
47
|
77.5
|
7 确定带长系数
KL带长系数 KL由表 5查取。
表 5 带长系数KL
|
3M
|
LP(mm) KL | ≤190 0.80 | 191～260 0.90 | 261～400 1.00 | 401～600 1.10 | ＞600 1.20 | |
|
5M
|
LP(mm) KL | ≤440 0.80 | 441～550 0.90 | 551～800 1.00 | 801～1100 1.10 | ＞1100 1.20 | |
|
8M
|
LP(mm) KL | ≤600 0.80 | 601～900 0.90 | 901～1250 1.00 | 1251～1800 1.10 | ＞1800 1.20 | |
|
14M
|
LP(mm) KL | ≤1400 0.80 | 1401～1700 0.90 | 1701～2000 0.95 | 2001～2500 1.00 | 2501～3400 1.05 | ＞3400 1.10 |
|
20M
|
LP(mm) KL | ≤2000 0.80 | 2001～2500 0.85 | 2501～3400 0.95 | 3401～4600 1.00 | 4601～5600 1.05 | ＞5600 1.10 |
8 确定啮合齿数系数 KZ啮
啮合齿数 Zm由式（6）计算： Zm =ent（0.5–（d2 −d1 ）/6a ）Z1………………………………（6）
啮合齿数系数KZ 由式（7）确定：
Zm≥6，KZ=1
Zm＜6，KZ=1–0.2（6–Zm）……………………………（7）
9 确定带的基本额定功率P0
各带型的最小宽度推荐用基本额定功率P0
圆弧齿3M同步带基准带宽6mm的基本额定功率P0
圆弧齿5M同步带基准带宽9mm的基本额定功率P0
圆弧齿8M同步带基准带宽20mm的基本额定功率P0
圆弧齿14M同步带基准带宽40mm的基本额定功率P0
圆弧齿20M同步带基准带宽115mm的基本额定功率P0
10 带的额定功率 Pr
带的额定功率按式（3）计算： Pr=KLKZKWP0 kW…………………………………（8）
式中：KW—带宽系数
KW=( bs/ bs0 )1.14……………………………………（9）
11 确定带和带轮的宽度
按Pd≤Pr 原则选择带的宽度bs，则
…………………………（10）
式中：bs0 见下表
|
带型
|
3M
|
5M
|
8M
|
14M
|
20M
|
|
bs0
|
6
|
9
|
20
|
40
|
115
|
按计算结果选择相对应的常见宽度【常见宽度表】，
并确定带轮的齿面宽度及总宽度。【轮齿面宽度尺寸表】
12 计算压轴力Q
压轴力Q 示意图见图2。
图 2 带传动的压轴力
带的紧边张力F1 和松边张力F2 分别由式（11）、式（12）计算：
F1=1250Pd/v ………………………………………（11）N
F2=250Pd/v ………………………………………（12）N
式中：v—带速，m/s；v=πd1n1/6000。
压轴力Q 由式（13）计算： Q=KF（F1+F2） N …………………………………（13）
当工况系数KA≥1.3 时： Q=0.77KF（F1+F2） N ………………………………（14）
式中：KF——矢量相加修正系数，见图3。
图 3 矢量相加修正系数
KF 据小带轮包角α1 查图3 而得。小带轮包角由式（15）计算：
α1≈180°–（（ d2 − d1）/a)×57.3° ………………………………（15）
13 带的张紧
按式（16）、式（17）计算带安装时应保证的挠度f（见图4），以使带产生适当的张紧力
………………………………（16）
f = t………………………………………（17）/64 mm
图 4 带安装时的挠度
施加表12 规定的安装力G（见图4），调整中心距，使其挠度f 与计算值一致。
表 12安装力 G
|
带型
|
带宽 bs mm | 安装力 G N |
|
3M
|
6 9 15
|
2.0 2.9 4.9
|
|
5M
|
9 15 20 25 30
|
3.9 6.9 9.8 12.7 15.7
|
|
8M
|
20 30 50 85
|
17.6 26.5 49.0 84.3
|
|
14M
|
40 55 85 115 170
|
49.0 71.5 117.6 166.6 254.8
|
|
20M
|
115 170 230 290 340
|
242.7 376.1 521.7 655.1 788.6
|
13设计小结
带型、带长、带宽。带的标记代号；带轮型号、大小带轮的齿数、节径、外径、宽度。带轮的标记代号；带传动实际中心距及其安装调整值；带传动的压轴力；带的安装力和挠度
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