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同步帶節(jié)距誤差的產(chǎn)生及其控制
隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,同步齒形帶廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車飛機(jī)等行業(yè),它是借助同步帶齒與帶輪齒依次嚙臺(tái)來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng),從而保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比而達(dá)到同步的目的(圖1)。要想保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確,就必須使同步帶齒的節(jié)距與帶輪齒的節(jié)距相等。然而、同步齒形帶屬于彈性體,在制造和傳力過(guò)程中帶齒的節(jié)距會(huì)發(fā)生變化.造成同步帶齒與帶輪齒在嚙臺(tái)時(shí)節(jié)距不等,出現(xiàn)節(jié)距誤差.過(guò)大的節(jié)距誤差,會(huì)使傳動(dòng)不平穩(wěn).產(chǎn)生振動(dòng)及爬齒現(xiàn)象,而使帶齒過(guò)早損壞.
1節(jié)距誤差的產(chǎn)生
影響節(jié)距誤差的因素很多,下面就同步齒形帶在制造過(guò)程和傳遞運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的節(jié)距誤差加以分析.
1.1制造過(guò)程中影響節(jié)距誤差的因素
同步齒形帶由螺旋式纏繞的線繩,也叫抗拉體或稱骨架繩(由玻璃纖維或鋼絲做成),帶體(氯丁膠料或聚氨脂)和齒面包布層三部分組成。主要影響節(jié)距誤差的是骨架繩,骨架繩應(yīng)具有很高的強(qiáng)度,井耐砭復(fù)撓曲而不伸長(zhǎng),才能保持節(jié)距不變。其在制造時(shí)曷產(chǎn)生誤差的情況如下。
1)多邊形效應(yīng)產(chǎn)生同步帶節(jié)距誤差在制造時(shí),骨架繩繞在金屬模具外圓時(shí).骨架繩與模具齒頂接觸部分呈圓弧形,而位于齒槽部分則是直線(見圖2).這樣就使骨架繩在模具上形成近似的多邊形,這種現(xiàn)象,一般稱為“多邊形效應(yīng)。所以.實(shí)際上骨架繩的長(zhǎng)度比預(yù)計(jì)的短.相應(yīng)地使同步齒形的節(jié)線長(zhǎng)度減短,帶齒節(jié)距相應(yīng)減少,與帶輪齒節(jié)距不等
1 齒槽; 2 齒頂 ; 3骨架繩; 4 直線部分;5 圓弧部分;6模具
2)骨架繩在模具上纏繞的松緊程度不同產(chǎn)生的節(jié)距誤差骨架繩在棋具上纏得過(guò)緊,則多連形效應(yīng)顯著,使帶的節(jié)距相應(yīng)堿少:而纏得過(guò)橙,則使骨架繩鴦曲在基體材料中,當(dāng)同步齒形帶受拉力時(shí),拉直了骨架繩造成帶齒節(jié)距增大。因此,骨架繩纏得過(guò)緊或過(guò)松均會(huì)使帶齒產(chǎn)生節(jié)距誤差。
3)節(jié)項(xiàng)距h數(shù)值控制不準(zhǔn)而產(chǎn)生的節(jié)距誤差節(jié)頂距h是骨架繩中心線(即節(jié)線)至帶輪頂之間的距離(見圖1),在制造時(shí)必須對(duì)骨架繩的直徑及其在帶中的位置加“控制,以保證準(zhǔn)確的節(jié)頂距h。否則,會(huì)引起同步齒形帶節(jié)線長(zhǎng)度和節(jié)距的變化。
4)骨架繩在職模時(shí)收縮變形產(chǎn)生的節(jié)距誤差
將同步齒形帶從模具中取出后,隨帶溫的下降,帶的骨架繩就會(huì)冷卻而收縮,從而使帶的節(jié)線長(zhǎng)度和節(jié)距發(fā)生變化。
1.2傳動(dòng)過(guò)程影響節(jié)距誤差的因素
1)多邊形效應(yīng)弓l起的節(jié)距誤差
當(dāng)同步齒形帶與帶輪相嚙合時(shí).帶齒進(jìn)^帶輪齒槽,由于同步帶工作時(shí)受拉力.加之齒厚部分的高度要此齒間丈得害.帶的節(jié)線將成折線形式包繞在帶輪齒槽上,使這部分帶的節(jié)線與帶輪節(jié)圓不重合.從而產(chǎn)生了節(jié)距誤差A(yù)P,AP的存在導(dǎo)致帶齒不能妥貼地嵌^輪齒槽內(nèi).而是擱在齒槽齒廓表面上,由于AP的多次累積.就會(huì)使帶齒爬到帶輪頂圓上,使同步齒形帶在帶輪頂圓上滑動(dòng).這就是所謂爬齒現(xiàn)象,因此.必須設(shè)法減少或消除由于多邊形效應(yīng)引起的節(jié)距程差。
2)帶伸長(zhǎng)變形產(chǎn)生的節(jié)距誤差
同步齒形糟傳遞動(dòng)力時(shí)將受到拉力作用,而使齒帶的骨架繩產(chǎn)生伸長(zhǎng)彈性變形,從而使帶的節(jié)距有所增大,形成節(jié)距誤差。
2 減少和控制節(jié)距誤差的方法
為了保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確性,達(dá)到傳動(dòng)的同步目的,就要盡量減少和控鉚同步齒形帶傳動(dòng)的節(jié)距誤差。根據(jù)上述分析可知.節(jié)距誤差產(chǎn)生的原因很多,我們應(yīng)針對(duì)誤差產(chǎn)生的原因采取有效的措施,以達(dá)到預(yù)期理想的效果。
節(jié)距誤差主要發(fā)生在設(shè)計(jì)和制造齒形帶和帶輪上,所以要按]SO和各國(guó)關(guān)于同步齒形帶的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),而在制造時(shí)一定要嚴(yán)格控制各制造環(huán)節(jié),井按檀測(cè)要求進(jìn)行檀測(cè)。例如,為了減少和控制名邊形效應(yīng),在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)模具外徑給以正偏差值.同時(shí)根據(jù)節(jié)頂距h和骨架繩直徑的規(guī)定數(shù)值,在模具上確定骨架繩的相對(duì)位置,以保證節(jié)頂距h的數(shù)值.進(jìn)而保證同步齒形帶的節(jié)線長(zhǎng)度和帶的齒節(jié)距。
為了堿少多邊形效應(yīng),在滿足傳遞有效圓周力的情況下,應(yīng)盡量采用小節(jié)距齒形帶傳動(dòng)為宜。在制造過(guò)程中,應(yīng)控制骨架繩的松緊度以及取模時(shí)骨架繩的收螭率,為了消除在齒形帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期結(jié)構(gòu)上的伸長(zhǎng).通過(guò)實(shí)驗(yàn),對(duì)骨架繩應(yīng)預(yù)先拉仲2~5小時(shí)(其拉力等于破壞載荷的3o%)后,再作為制造齒形帶的材料,以堿少帶節(jié)線長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)和帶齒節(jié)距的變化。
在制造帶輪時(shí),為使帶輪節(jié)距誤差不超出允許值,應(yīng)注意均勻分度和采用專用蒗刀進(jìn)行加工。由于以上各種因素均與同步帶基體材料骨架繩材質(zhì)、模具材料和制造精度.制造工藝過(guò)程等有關(guān),生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)具體生產(chǎn)條件進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)逐步消除各種影響節(jié)距誤差的西素,進(jìn)而達(dá)到同步的傳動(dòng)目的,并提高其使坩壽命。