4 同步带传动

4.1 同步带传动常用术语

（摘自GB/T 6931.3—2008）

同步带纵向截面具有等距横向齿的环形传动带（图3.1-12）

图3.1-12 同步带传动

带节距P_b在规定的张紧力下带的纵截面上相邻两齿对称中心线的直线距离。

节线 当带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长不变的任意一条周线。其长度称为节线长（L_P），L_P为公称长度。

基准节圆柱面 与带轮同轴的假想圆柱面，在这个圆柱面上，带轮的节距等于带的节距。

节圆 基准节圆柱面与带轮轴线垂直平面的交线。

节径d 节圆的直径。

4.2 一般传动用同步带的类型和标记

包括梯形齿和圆弧齿的环形一般传动同步带（简称同步带）。其结构见图3.1-13。其物理性能应符合表3.1-47的规定。

图3.1-13 同步带给构（摘自GB/T 13487—2002）

a）梯形齿 b）圆弧齿 1—带背 2—包布 3—带齿 4—芯绳

表3.1-47 一般传动用同步带的物理性能（GB/T 13487—2002）

同步带有单面齿和双面齿两种。

单面齿同步带的规格标记示例：

对称式双面齿同步带用DA表示，交叉式双面齿同步带用DB表示。图3.1-14所示符号加在单面齿同步带型号之前，其余标记表示方法不变，如420DB L050GB/T 13487。

图3.1-14 双面齿同步带

4.3 梯形同步带传动设计

4.3.1 梯形同步带的规格

（见表3.1-48～表3.1-50）

表3.1-48 梯形齿标准同步带的齿形尺寸（摘自GB/T 11616—2013） （mm）

注：表中参数的英制尺寸见GB/T 11616—2013。

①带型即节距代号，MXL—最轻型；XXL—超轻型；XL—特轻型；L—轻型；H—重型；XH—特重型；XXH—超重型。

②系单面带的带高。

表3.1-49 梯形齿同步带的节线长系列及极限偏差（摘自GB/T 11616—2013）

注：表中节线长与极限偏差的英制单位数值参见GB/T 11616—2013。

表3.1-50 梯形齿同步带宽度b_s系列 （mm）

注：表中参数的英制单位参见GB/T 11616—2013。

①极限偏差只适用于括号内的带型。

4.3.2 梯形齿同步带的选型和基准额定功率

（见图3.1-15和表3.1-51）（摘自GB/T 11362—2008）

图3.1-15 梯形齿同步带选型图（摘自GB/T 11362—2008）

表3.1-51a XL型带（节距5.080mm，基准宽度9.5mm）基准额定功率P₀ （kW）

（续）

表3.1-51b L型带（节距9.525mm，基准宽度25.4mm）基准额定功率P₀ （kW）

（续）

注：为带轮圆周速度在33m·s^-1以上时的功率值，设计时带轮用碳素钢或铸钢。

表3.1-51c H型带（节距12.7mm，基准宽度76.2mm）基准额定功率P₀ （kW）

（续）

注：为带轮圆周速度在33m·s^-1以上时的功率值，设计时带轮用碳素钢或铸钢。

表3.1-51d XH型带（节距22.225mm，基准宽度101.6mm）基准额定功率P₀ （kW）

（续）

注：为带轮圆周速度在33m·s^-1以上时的功率值，设计时带轮用碳素钢或铸钢。

表3.1-51e XXH型带（节距31.75mm，基准宽度127mm）基准额定功率P₀ （kW）

注：为带轮圆周速度在33m·s^-1以上时的功率值，设计时带轮用碳素钢或铸钢。

4.3.3 梯形齿同步带传动设计方法

（见表3.1-52）

表3.1-52 梯形齿同步带传动设计方法（摘自GB/T 11362—2008）

（续）

注：1.GB/T 11361—2008推荐梯形带轮齿数：10～20（取整数）、（21）、22、（23）、（24）、25、（26）、（27）、28、（30）、32、36、40、48、60、72、84、96、120、156，括号内的尺寸尽量不采用（参见表3.1-59）。

2.GB/T 11362—2008规定同步带允许最大线速度v_max（m·s^-1）：MXL、XXL、XL型带—40～50，L、H型带—35～40，XH、XXH型带—25～30。

3.计算辅助角θ的公式

式中，invθ=tanθ-θ，θ（见下图）的数值可用逐步逼近法或查渐开线函数表来确定。

表3.1-53 载荷修正系数K_A（GB/T 11362—2008，JB/T 7512.3—1994综合）

注：1.当增速传动时，将下列系数加到载荷修正系数K_A中去：

2.当使用张紧轮时，还要将下列系数加到载荷修正系数K_A中去：

3.对带型为14M和20M的传动，当n₁≤600r·min^-1时，应追加系数（加进K_A中）

4.对频繁正反转、严重冲击、紧急停机等非正常传动，视具体情况修正K_A。

表3.1-54 小带轮的最小齿数z_min（摘自GB/T 11362—2008）

表3.1-55 同步带的基准宽度b_s0（摘自GB/T 11362—2008） （mm）

表3.1-56 基准宽度同步带的许用工作拉力T_a和单位长度的质量m

4.3.4 梯形齿同步带带轮

同步带轮的齿形一般推荐采用渐开线齿形，并由渐开线齿形带轮刀具用展成法加工而成，因此齿形尺寸取决于其加工刀具的尺寸。表3.1-57给出了加工渐开线齿形的齿条刀具尺寸和公差。也可以使用直边齿形，表3.1-58给出了直边齿带轮的尺寸和极限偏差。

标准同步带轮的直径见表3.1-59，带轮宽度见表3.1-60，带轮的挡圈尺寸见表3.1-61。

带轮的公差和表面粗糙度见表3.1-62，同步带传动安装要求见图3.1-16。

带轮的结构形式参看本章2.3.3节。

带轮在安装时，必须注意带轮轴线的平行度，使各带轮的传动中心平面位于同一平面内，防止因带轮偏斜而使带侧压紧在挡圈上，造成带侧面磨损加剧，甚至带被挡圈切断。偏斜角θ_m（图3.1-16）的允许最大值是：

带宽（mm） tanθ_m允许最大值

≤25.4 ≤6/1000

38.1～50.8 ≤4.5/1000

≥76.2 ≤3/1000

图3.1-16 带轮安装要求

表3.1-57 渐开线齿形带轮加工刀具一齿条的尺寸和公差（摘自GB/T 11361—2008） （mm）

表3.1-58 直边齿带轮的尺寸和极限偏差（摘自GB/T 11361—2008） （mm）

表3.1-59 标准同步带轮的直径（摘自GB/T 11361—2008） （mm）

注：括号中的齿数为非优先的直径尺寸。

表3.1-60 同步带轮的宽度（摘自GB/T 11361—2008） （mm）

（续）

表3.1-61 同步带轮的挡圈尺寸（摘自GB/T 11361—2008）

注：1.一般小带轮均装双边挡圈，或大、小轮的不同侧各装单边挡圈。

2.轴间距a＞8d₁（d₁—小带轮节径），两轮均装双边挡圈。

3.轮轴垂直水平面时，两轮均应装双边挡圈；或至少主动轮装双边挡圈，从动轮下侧装单边挡圈。

表3.1-62 同步带轮的公差和表面粗糙度（摘自GB/T 11361—2008） （mm）

4.3.5 设计实例

例设计精密车床的梯形齿同步带传动。电动机为Y112M-4，其额定功率P=4kW，额定转速n₁=1440r·min^-1，传动比i=2.4（减速），轴间距约为450mm。每天两班制工作（按16h计）。

解1）设计功率P_d由表3.1-53查得K_A=1.6

P_d=K_AP=1.6×4kW=6.4kW

2）选定带型和节距根据P_d=6.4kW和n₁=1440r·min^-1，由图3.1-15确定为H型，节距P_b=12.7mm

3）小带轮齿数z₁根据带型H和小带轮转速n₁，由表3.1-54查得小带轮的最小齿数z_1min=18，此处取z₁=20。

4）小带轮节圆直径d1

由表3.1-58查得其外径d_a1=d₁-2δ=（80.85-1.37）mm=79.48mm。

5）大带轮齿数z₂

z₂=iz₁=2.4×20=48

6）大带轮节圆直径d2

由表3.1-58查得其外径d_a2=d₂-2δ=（194.04-1.37）mm=192.67mm。

7）带速v

8）初定轴间距a₀ 取a₀=450mm。

9）带长及其齿数

式中

由表3.1-49查得应选用带长代号为510的H型同步带，

其节线长L_P=1295.4mm，节线长上的齿数z=102。

10）实际轴间距a 此结构的轴间距可调整

11）小带轮啮合齿数zm

12）基本额定功率

由表3.1-56查得T_a=2100.85N，m=0.448kg·m-1

此值也可由表3.1-51c用插值法求得。

13）所需带宽

由表3.1-55查得H型带b_s0=76.2mm，z_m=9；K_Z=1。

由表3.1-50查得，应选带宽代号为200的H型带，其b_s=50.8mm。

14）带轮结构和尺寸传动选用的同步带为510H200；

小带轮：z₁=20，d₁=80.85mm，d_a1=79.48mm

大带轮：z₂=48，d₂=194.04mm，d_a2=192.67mm可根据上列参数决定带轮的结构和全部尺寸（本题略）。

圆弧齿同步带传动设计内容参见参考文献[2]。