同步带轮设计及同步带的选用

我国现在选用最多的仍然是T型齿同步带，这种带称为“节距制”带，即以带齿间的间距为规格的标准，其带的外形与截形如图一。       图一 T型工业同步带外形与截形  这种带的齿形为梯形，大多数齿形的夹角为40度，带的齿高（梯形的高度）、节距（两齿间的距离）及厚度可以从产品样本中查到（如：型号为L的T型齿同步带，其节距Pb为9.525mm 齿高ht为0.51mm 带厚hs为1.14mm）。实质上，这种节距制传动带是一种英制的标准，一英寸等于25.4毫米，每英寸含8英分，即一英分等于3.175毫米，三英分就是9.524毫米，四英分是12.7毫米（在英制度量中以1/8” 1/4” 3/8” 1/2”等方式表述）。  其实，同步带在传动时，梯形齿的两侧只能用来和同步带轮的轮齿贴合，以便能够传递带和同步带轮之间的转动力矩，当转动力矩传递到同步带上之后，就要依靠同步带本身来传递产生力矩的拉力，也就是说此时同步带的作用与平皮带完全一样了。
    图二 承载绳的位置  从带的截形图看，如果同步带只用单一材料制作，上述拉力只能够由连接两带齿之间那一薄层来承受，这对于制作同步带的基底材料聚氨酯橡胶而言是不可能的。所以同步带还需要做成一种复合型的结构——在同步带聚氨酯橡胶基底材料中加入尼龙绳、锦纶绳或钢丝绳作为“承载绳”，这些承载绳安置就在“薄层”的位置（见图二），它们和同步带基底材料紧密结合，带齿受到的传动力直接传递到承载绳上，完成拉力的传递。

 在带传动中，传动带本身一定是有弹性、会出现“紧边”“松边”、紧边长度被拉长、松边长度相对较短的问题，而同步带内的承载绳就不容易被拉力“拉长”，所以同步带就能够实现恒定速比的传动，由此可见所谓“恒定速比”不仅是指宏观上两根轴之间的转速比值，而且也应该包含每一个传动时刻两根轴之间的角速度比值。
    图三 同步带轮与同步带位置关系  有了以上的基础，理解传动时同步带轮与同步带的位置关系就比较容易了（图三）。从图中可以看出，虽然传动时同步带轮的齿顶圆只能与同步带齿凸起的底部相贴合，但是实际上同步带长度不变的位置仍然在承载绳处，因此在传动中同步带轮的作用直径（计算速比的直径）却在同步带轮齿顶的“上面”，此直径可从相关的表格中查到、计算出来。  大多数情况下，为使结构的体积尽可能紧凑，同步带轮的直径总是希望小一些为好，一般情况下只要结构尺寸比较合理，受力校核不会不合格的。  由于T型同步带是英制的，所以所有计算得到的尺寸必然不是整数，在关于同步带齿形及相关尺寸设计计算中不需要把所得到的尺寸进行圆整。  履带足所需要的双面同步带最好选用内、外部的齿交错排列的方式，这样带的强度可能比较好一些，但这样的方式对带的弯曲柔性稍微有点影响。