一、 同步帶传动
    同步帶传动早在1900年已有人研究并多次提出专利，但其实用化却是在二次世界大战以后。由于同步帶是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的传动零件，随着二次大战后工业的发展而得到重视，于1940年由美国尤尼罗尔(Unirayal)橡胶公司首先加以开发。1946年辛加公司把同步帶用于缝纫机针和缠线管的同步传动上，取得显著效益，并被逐渐引用到其他机械传动上。同步帶传动的开发和应用，至今仅60余年，但在各方面已取得迅速进展。
   （一）分类
    1．按用途分
    (1) 一般工业用同步帶传动 即梯形齿同步帶传动（图6-1）。它主要用于中、小功率的同步帶传动，如各种仪器、计算机、轻工机械中均采用这种同步帶传动。
(2) 高转矩同步帶传动 又称HTD帶(High Torque Drive)或STPD带传动(Super Torque Positive Drive)。由于其齿形呈圆弧状(图6-2)，在我国通称为圆弧齿同步帶傳動。它主要用于重型機械的傳動中，如運輸機械(飛機、汽車)、石油機械和機床、發電機等的傳動。

 

图6-2 同步帶截面形状
Pb—節距    ht—齿厚   hs—带厚

(2) 節距制  即同步帶的主要參數是帶齒節距，按節距大小不同，相應帶、輪有不同的結構尺寸。該種規格制度目前被列爲國際標准。
    由于節距制来源于英、美，其计量单位为英制或经换算的公制单位。
    (3) DIN米制節距  DIN米制節距是德国同步帶传动国家标准制定的规格制度。其主要参数为齿節距，但标准節距数值不同于ISO節距制，计量单位为公制。在我国，由于德国进口设备较多，故DIN米制節距同步帶在我国也有应用。
隨著人們對齒形應力分布的解析，開發出了傳遞功率更大的圆弧齿同步帶（图6-3b），紧接着人们根据渐开线的展成运动，又开发出了与渐开线相近似的多圆弧齿形，使带齿和带轮能更好的啮合（图6-3c），使得同步帶传动啮合性能和传动性能得到进一步优化，且传动变得更平稳、同步帶精确、噪音更小。三種齒形傳遞能力、噪音水平、打滑扭矩的比較如圖6-4。

a—梯形齿同步帶	b—圆弧齿同步帶	c—近似漸開線齒

图6-3 同步帶齿形的变迁

 

图6-5 同步帶结构
1—带背  2—承载绳  3—带齿  4—包布带

图6-6 常用同步帶轮结构

a)RPP同步帶	b)梯形齿同步帶	c)圆弧齿同步帶
d)梯形齿双面同步帶	e)圆弧齿双面同步帶	f)交错双面齿同步帶

图6-7 常用同步帶结构

    2．同步帶规格型號
    根据国标GB/T11616-1989、GB/T11362-1989,我国同步帶型號及標記方法分別如表6-1和圖6-8所示。
    (四)同步帶的设计计算
    1．失效形式和计算准则
     同步帶传动主要失效形式有：
(1) 承载绳断裂  原因是带型號过小和小带轮直径过小等。

表6-1 同步帶型號 

型      號	名 稱	節      距
		mm	in
MXL(Minima Extra Light) XXL(Extra Extra Light) XL(Extra Light) L(Light) H(Heavy) XH(Extra Heavy) XXH(Double Extra Heavy)	最輕型 超輕型 特輕型 輕 型 重 型 特重型 最重型	2.032 3.175 5.080 9.525 12.700 22.225 31.750	0.08 0.125(1/8) 0.200(1/4) 0.375(3/8) 0.5(1/2) 0.875(7/8) 1.25

 

(a)                                                    (b)
图6-8 同步帶标记举例
(a) 单面齿同步帶标记      (b) 双面齿同步帶标记

(2) 爬齿和跳齿  原因是同步帶传递的圆周力过大、带与带轮间的節距差值过大、带的初拉力过小等。
    (3) 带齿的磨损  原因是带齿与轮齿的啮合干涉、带的张紧力过大等。
    (4) 其他失效方式  带和带轮的制造安装误差引起的带轮棱边磨损、带与带轮的節距差值太大和啮合齿数过少引起的带齿剪切破坏、同步帶背的龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等。
    在正常的工作条件下，同步帶传动的设计准则是在不打滑的条件下，保证同步帶的抗拉强度。在灰尘杂质较多的条件下，则应保证带齿的一定耐磨性。
    2．同步帶传动的设计计算步骤
    设计同步帶传动的已知条件为：
Pm 需要传递的名义功率；
n1、n2 主从动轮的转速或传动比；
傳動部件的用途、工作環境和安裝位置等。
根據以上條件，按以下步驟進行設計計算，詳細設計過程請參照相關手冊。
(1) 确定带的设计功率；
(2) 选择带型和節距；
(3) 确定带轮齿数和節圆直径；
(4) 确定同步帶的節线长度、齿数及传动中心距；
(5) 校验同步帶和小带轮的啮合齿数；
(6) 确定实际所需同步帶宽度；
(7) 带的工作能力验算。