皮带轮设计
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皮带轮设计
皮带轮传动的特点:
皮带轮传动的优点有：皮带轮传动能缓和载荷冲击；皮带轮传动运行平稳、低噪音、低振动；皮带轮传动的结构简单，调整方便；皮带轮传动对于皮带轮的制造和安装精度不像啮合传动严格；皮带轮传动具有过载保护的功能；皮带轮传动的两轴中心距调节范围较大。皮带传动的缺点有：皮带轮传动有弹性滑动和打滑，传动效率较低和不能保持准确的传动比；皮带轮传动传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴向压力比啮合传动大；皮带轮传动皮带的寿命较短。
皮带轮的分类:
皮带传动主要有：平皮带、三角带、同步齿型带三种，三种皮带都有国家标准，但是皮带轮因传动比、功率的变化较大，没有完全对应的国家标准或国家标准无法涵盖所有内容，但国家标准确定了选用范围、使用条件、设计方法等内容。另外与国标类似的标准编号为ISO 1081-1995 的标准规定了皮带传动、三角皮带和三角有棱皮带,及有槽皮带轮的选用、设计规范。分为SPZ，SPA，SPB，SPC，SPD型五种皮带轮。
三种皮带轮的优缺点:
平带是传动带的一种。包括普通平带、编织带、复合平带、高速带等。
普通平带由数层挂胶帆布粘和而成，有包边式和开边式两种。其特点包括：抗拉强度较大，预紧力保持性能较好，耐湿性较好，但过载能力较小，耐热、耐油性较差等。编织带包括棉织、毛织和缝合棉布带，以及用于告诉的丝、麻、尼龙编织带。带面有覆胶和不覆胶两种。 编织带的曲挠性好，可在较小的带轮上工作，对变载荷的适应能力好，但传送功率小，易松弛。高速带传动通常都是开口的增速传动。 由于要求可靠、运转平稳，并有一定寿命，所以都采用质地轻、厚度薄而均匀、曲挠性能好、强度较高的特制环形平带，如薄型尼龙片复合平带、高速环形胶带、特制编织带(麻、丝、尼龙)等，以减小其工作时的离心力。尼龙片复合平带（又称高强度平带）是以改性聚酰胺片为承载层，工作表面覆以铬鞣革或弹性胶体的摩擦层，非工作面则粘以橡胶布或特殊织物层。尼龙片的抗拉强度达400 MPa，并有较高的弹性模量，经定伸处理后，使复合平带有很高的综合力学性能。总的来说,平皮带易打滑，传动效率低。
三角带结构简单，制造、安装精度要求不高，使用维护方便，适用于两轴中心局较大的场合。传动平稳，噪音低，有缓冲吸振作用过载时，传动带会在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。其缺点是不能保证准确的传动比，外廓尺寸较大，传动效率低。
同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸震，噪音小，传动比范围大，一般可达1：10，允许线速度可达40m/s，传动效率高，一般可达98%-99%。传递功率从几瓦到数百千瓦。结构紧凑还适用多轴传动，张紧力小，不需润滑，无污染，因而可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场合下正常工作。而且它的传动噪音比带传动、链传动和齿轮传动小，耐磨性好，不需油润滑，寿命比摩擦带长。结构紧凑还适用多轴传动，张紧力小，无污染，因而可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场合下正常工作。应此广泛应用于汽车、烟草、纺织、印刷，玻璃，化工、轻工、冶金，仪表仪器、矿山、石油、机床、SMT、电脑打印、食品包装等机械设备传动装置上。
从三种皮带轮的特点来说，我们应选用同步齿型带，因为它不易打滑，传动效率高，传动平稳等。
同步齿型带轮传动的特点是:
(1)综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多﹐其接触强度比渐开 线齿轮传动约高0.5～1.5倍﹔
(2)两轮齿沿嚙合线方向的滚动速度很大﹐齿面间易于形成油膜﹐传动效率较高﹐一般可达0.99～0.995﹔
(3)同步齿型带轮沿齿高方向磨损均匀﹐且容易跑合﹔
(4)同步齿型带轮无根切现象﹐故最小齿数可以少。但同步齿型带轮对中心距﹑切齿深度和螺旋角的误差敏感性很大﹐这三项误差对承载能力影响较大﹐故同步齿型带轮对製造和安装精度要求较高。此外，单同步齿型带轮轮齿弯曲强度较弱﹔切削同一模数的大、小齿轮，需用两把不同的滚刀。
同步齿型带选型:
根据所测量到的数据来进行皮带轮的选择。带高10.7mm ，节距6.2mm ,齿高3.2mm，查机械设计手册可以得知：
选圆弧齿（JB/T7512.1--1944）
型号为8M
节距bp为8（mm）
齿根厚S 5.15（mm）
齿高th 3.38（mm）
吃根圆角半径rr 0.76（mm）
齿顶圆角半径ar 2.46（mm）
带高sh 10.7（mm）
圆弧同步带齿轮选型：
根据节距6.2mm，齿高3.2mm 查机械设计手册可知：
型号为8M
节距pb为8（mm）
齿槽深gh为3.54（mm）
齿槽圆弧半径R为2.57（mm）
齿槽宽s为5.35（mm）
齿顶圆角半径tr为 0.8（mm）
齿形角为14
皮带的参数计算: 皮带的转矩
30009550955019758.62/1450PMNmN
1212512-3DM= (F-F) 22M(F-F)=D19758.622(F-F) ==3.1610 N 12510
式中M为电动机的转矩(N/m)，P为电动机的额定功率，N为额定转速(r/min
)，D为齿轮直径(mm)，1F为紧边张力，2F为松边张力。
皮带的有效力eF
5e12F=F-F=3.1610 N
皮带的转速v
3.1412514509.49 /601000601000DNvms
张紧侧皮带的张力1F
20.83.145251e0.83.14ewgv2.718F=F() + = 3.1610()0.39.493.4410e1g2.7181N
式中为皮带与皮带轮的摩擦系数，为皮带与皮带轮接触部分的中心角，w为皮带的重量(kg/m)，v为皮带速度(m/s)。
松弛侧皮带的张力2F
25242e0.83.141wgv1F=F() + = 3.1610()0.39.492.7910e1g2.7181N
皮带的传递功率p 5eF3.16109.49P=29.4()102102vkw
皮带的极限速度0v
5103.4410618.24/330.3Fvmsw
