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同步带的结构设计及优缺点

同步带由强力层、带背 、带齿和包布崖组成。

(1)同步带的结构设计之强力层的选择。

由于玻璃纤维弹性模量高、断裂伸长率低、耐疲劳性能好,因此成为同步带强力层的较理 想材料。国外 同步带强力层也多采用玻璃纤维线绳。近年来.芳纶 以其高模量、高强度和低密度等特点
成为可能代替玻璃纤维的一种新材料,然而芳纶的线膨胀系数为负值,正好与带轮材 质的线膨胀系数相反 ;芳纶困湿度引起 的尺寸变 化也 比玻璃纤维大,无法保证 同步带节距 的稳定 ;软质芳纶线绳切割后易分散起毛,硬 质芳纶线绳 的柔韧性 又较差,因此芳纶在同步带中的应用尚在试验阶段经考察发现,国产玻璃纤维的强度较低 (约为进口产品的 1/2),断裂伸 长率较大,又无线绳 抽出力控制指标,且规格不全,直径公 差过大,表面粗糙,有明显的颗粒状胶疙瘩,因此还是选用英国进口产品 。
据 日本专利介绍,线绳直径与包布厚度之 比小于 1 8 或大于 5 0 都 易发生跳齿 ,而当此 比例在 l 8 ~5.0,特别是在 2 0 ~2 4 时,线绳 的早期疲劳、掉齿和跳齿均可得到有效防止,本工作中选取线绳直径为 1.0 或 1,4 m m 。

(2 )同步带的结构设计之包布材料的选择

包布的主要作用是保护带齿和强力层,提高带齿的抗剪切和耐磨性 能,减少带 齿表面的摩擦因数,降低噪声,提高传动效率。因此要求包布材料具有较好的强度和耐磨性并能承受较强的剪切作用,还要保证纵向有 100%~150 %的断裂伸长率,并可耐 160 ℃以上的硫化温度。尼龙的强度和耐磨性均较好,断裂伸长率 大于涤纶 ,耐热性优于氨纶(可达 200 ℃ ),可满足同步带包布材料的要求。经性能比较,选用了德国进口的高弹性尼龙布。

同步带传动效率高,节能效果好:由于同步带作无滑动的同步传动,故有较高的传动效率,一般可达0.98。它与三角带传动相比,有明显的节能效果。
同步带传动比范围大,结构紧凑:同步带传动的传动比一般可达到l0左右,而且在大传动比情况下,其结构比三角带传动紧凑。因为同步带传动是啮合传动,其带轮直径比依靠摩擦力来传递动力的三角带带轮要小得多,此外由于同步带不需要大的张紧力,使带轮轴和轴承的尺寸都可减小。所以与三角带传动相比,在同样的传动比下,同步带传动具有较紧凑的结构。
同步带维护保养方便,运转费用低:由于同步带中承载绳采用伸长率很小的玻璃纤维、钢丝等材料制成,故在运转过程中带伸长很小,不需要像三角带、链传动等需经常调整张紧力。此外,同步带在运转中也不需要任何润滑,所以维护保养很方便,运转费用比三角带、链、齿轮要低得多。
同步带恶劣环境条件下仍能正常工作:尽管同步带传动与其它传动相比有以上优点,但它对安装时的中心距要求等方面极其严格,同时制造工艺复杂、制造成本高。