同步带轮结构形式对其性能和使用寿命有着重要的影响。以下是几个关键方面:
1. 同步带轮的组成
同步带轮由同步带和同步轮两部分组成。这两部分的有效结合是同步带轮发挥传动功能的关键。单一的部件无法单独发挥作用。
2. 齿槽的设计
齿槽尺寸和节距:库比克在生产环形导轨时,对同步带轮的齿槽的尺寸、节距、齿高、带厚都进行测量,以确保精确制作。
齿槽形状:齿槽的形状对带齿与轮齿的啮合和传动性能有较大影响。当齿形角过小时,同步轮齿槽形状近似于矩形,带齿进入啮合时会产生较大干涉,并易造成带齿工作面磨损和局部断裂。而齿形角过大,则会使轮齿对带齿工作面的法向力的径向分力过大,使带齿沿轮齿槽向外滑动,易产生带的爬齿和跳齿现象。常用的轮齿齿形角为20°-25°,一般要求齿形角偏差在正负1.5°之内。
3. 轮齿顶部圆角半径
轮齿顶部圆角半径对轮齿与双面齿同步带齿的啮合干涉有较大影响。当带轮齿顶圆角过小时,会使带齿进入轮齿槽瞬间与轮齿齿顶尖角产生干涉,产生磨料磨损,使双面齿同步带寿命降低。同时,如轮齿齿顶圆角半径过小,其齿顶尖角将阻止带齿与轮齿进入完全啮合状态,造成齿间接触面积减小,严重时产生爬齿现象。因此,带轮齿顶部圆角半径宜采取较大数值,但也不宜过大。
4. 轮齿根部圆角半径
在梯型齿同步带传动中,轮齿根部圆角半径对带与轮的啮合无影响,但在传递大扭矩时,如根部圆角半径过小,易造成轮齿根部的应力集中,影响轮齿的弯曲强度。因此,对于大节距的同步带轮宜采用较大的齿根圆角半径。
5. 轮槽深度
轮槽深度决定着轮齿与带齿间接触面积及径向间隙的大小。当带轮上采用较大顶部、根部圆角半径时,宜采取较大的轮槽深度,以保证有足够的承载面积。
6. 带轮的宽度
带轮工作宽度是指带轮外周上加工有齿形,挡圈内侧间的距离。在无挡圈时,为避免同步带在侧向推力作用下从带轮上滑出,应有较大的宽度,一般比带宽大3-10MM。
7. 带轮的节圆和节距
同步带与带轮顺利啮合,应满足两个条件:
同步轮上有一个圆与带的节线相切,并实行纯滚动。
在带轮上相邻两齿对应点在这个圆上度量所得的距离应等于同步带的节距PB。 如能满足这两个条件,则能保证同步带与带轮顺利啮合。
8. 带轮的齿数
带轮齿数直接影响到传动的结构和同步带的使用寿命。在传动比已定的情况下,采用较少的小同步带轮齿数可使传动的结构紧凑,节省材料和制造费用。但是小带轮齿数过少,将使同步带包绕于同步带轮上时,同时啮合的齿数减少,从而易造成带齿承载过大而被剪断。此外,小带轮齿数过少,会使同步轮直径减小,而使带进入带轮时,带的弯曲应力增大,易导致同步带产生弯曲疲劳破坏。因此,对小带轮的齿数有一定限制,其许用的最少齿数随带节距增大而增多。
总之,同步带轮结构形式对其性能和使用寿命有着显著影响。合理的齿槽设计、合适的齿形角、适当的轮齿顶部和根部圆角半径、合理的轮槽深度以及合适的带轮宽度和齿数,都是确保同步带轮高效、稳定运行的关键因素。
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