CN103411576B - 一种确定同步带传动角精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定同步带传动角精度的方法，获取当前同步带传动的环境温度和传递功率，依据预设的温度范围和预设的同步带传动的传递功率范围，获取对应的工况系数K；依据同步带传动的型号，获取对应的大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a和小带轮传动扭矩T；依据同步带传动的材质和齿形，获取对应的参考力伸长率δ和参考力N；依据工况系数K、大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a、小带轮传动扭矩T、参考力伸长率δ和参考力N，计算同步带传动的角精度θ带，θ带=K*720*a*T*δ/(NπDd)。可以在各种环境情况下，依据同步带传动的型号准确计算同步带传动的角精度，从而提高了传动系统的精度。
Description
本申请要求于2012年11月22日提交中国专利局、申请号为201210479380.2、发明名称为“一种确定同步带传动角精度的方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及动力传输技术领域，更具体的说，是涉及一种确定同步带传动角精度的方法。
背景技术
同步带传动广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表、食品、矿山、石油和汽车等各行业中。同步带传动通过传动带内表面上等距分布的横向齿和带轮上的相应齿槽的啮合来传递动力。其具有准确的传动比，无滑差，速比恒定，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比可达1:10，允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到几百千瓦，传动效率可达98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染等优点。因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。
在制造和安装同步带传动的过程中，对同步带传动的角精度要求很高。目前，计算角精度的方法是通过经验获取同步带传动拉伸长量L，计算同步带传动拉伸长量L和大带轮直径D的比值获得传动角精度。由于同步带传动的型号各异，传递功率各不相同，按照经验方法，对同步带传动的角精度计算往往误差很大，不能满足整个传动系统运行精度，造成设计失败，反复，同时造成人力和物力浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种确定同步带传动角精度的方法，以克服由于同步带传动的型号各异，传递功率各不相同，对同步带传动的角精度计算往往误差很大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种确定同步带传动角精度的方法，包括：
获取当前同步带传动的环境温度和传递功率，依据预设的温度范围和预设的所述同步带传动的传递功率范围，获取对应的工况系数K；
依据所述同步带传动的型号，获取对应的大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a和小带轮传动扭矩T；
依据所述同步带传动的材质和齿形，获取对应的参考力伸长率δ和参考力N；
依据所述工况系数K、所述大带轮直径D、所述小带轮直径d、所述大带轮与小带轮的中心距a、所述小带轮传动扭矩T、所述参考力伸长率δ和所述参考力N，计算所述同步带传动的角精度θ带，θ带=K*720*a*T*δ/(NπDd)。
优选地，所述温度范围为-30℃至90℃，所述同步带传动的传递功率范围为P≤50KW，对应的所述工况系数K为1。
优选地，所述温度范围为90℃至120℃，所述同步带传动的传递功率范围为P≤50KW，对应的所述工况系数K为1.3。
优选地，所述温度范围为-30℃至90℃，所述同步带传动的传递功率范围为P＞50KW，对应的所述工况系数K为1.5。
优选地，所述温度范围为90℃至120℃，所述同步带传动的传递功率范围为P＞50KW，对应的所述工况系数K为2。
优选地，所述同步带传动的材质包括，橡胶；
所述同步带传动的齿形包括，梯形齿和圆弧齿。
优选地，所述同步带传动的材质为橡胶，所述齿形为梯形齿和圆弧齿，对应的所述参考力伸长率δ为4%。
优选地，所述同步带传动的材质为橡胶，所述齿形为梯形齿，对应的所述参考力N的范围为60N～360N。
优选地，所述同步带传动的材质为橡胶，所述齿形为圆弧齿，对应的所述参考力N的范围为70N～410N。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种确定同步带传动角精度的方法，获取当前同步带传动的环境温度和传递功率，依据预设的温度范围和预设的同步带传动的传递功率范围，获取对应的工况系数K；依据同步带传动的型号，获取对应的大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a和小带轮传动扭矩T；依据同步带传动的材质和齿形，获取对应的参考力伸长率δ和参考力N；依据工况系数K、大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a、小带轮传动扭矩T、参考力伸长率δ和参考力N，计算同步带传动的角精度θ带，θ带=K*720*a*T*δ/(NπDd)。可以在各种环境情况下，依据同步带传动的型号准确计算同步带传动的角精度，提高了传动系统的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种同步带传动结构示意图；
图2是本发明实施例一公开的一种确定同步带传动角精度的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，公开了一种同步带传动结构示意图，包括：大带轮1、小带轮2和同步带传动3。
小带轮2在电机的驱动下开始转动，带轮轮齿和带齿啮合，向大带轮1传递拉力。同步带3作为弹性体，同步带的张紧边受到拉力，同步带发生形变具有一定的伸长量，当拉力足够大，同步带3传动的扭矩≥大带轮1的负载扭矩，大带轮1开始转动，从而同步带传动3传动动力。
实施例一
基于上述原理本发明实施例公开了一种确定同步带传动角精度的方法，包括：
步骤S101，获取当前同步带传动的环境温度和传递功率，获取当前同步带传动的环境温度和传递功率，依据预设的温度范围和预设的同步带传动的传递功率范围，获取对应的工况系数K。
需要说明的是，将当前同步带传动的环境温度和传递功率，与预设的温度范围和预设的同步带传动的传递功率范围进行比较，从而确定工况系数K。
在步骤S101中，温度范围为-30℃至90℃，同步带传动的传递功率范围为P≤50KW，即常温轻载，对应的工况系数K为1。
温度范围为90℃至120℃，同步带传动的传递功率范围为P≤50KW，即高温轻载，对应的工况系数K为1.3。
温度范围为-30℃至90℃，同步带传动的传递功率范围为P＞50KW，即常温重载，对应的工况系数K为1.5。
温度范围为90℃至120℃，同步带传动的传递功率范围为P＞50KW，即高温重载，对应的工况系数K为2。
由此，可以满足不同温度范围和不同负载的情况下，准确计算同步带传动的角精度。
步骤S102，依据同步带传动的型号，获取对应的大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a和小带轮传动扭矩T。
需要说明的是，小带轮的传动扭矩T在负载一定的情况下，T值不发生变化，即常量。在同步带传动过程中，只有同步带的张紧边受力伸长，张紧边的长度用大带轮与小带轮的中间距a代替。
在实际应用过程中，可依据同步带传动的使用环境选择不同型号的同步带传动。
步骤S103，依据同步带传动的材质和齿形，获取对应的参考力伸长率δ和参考力N。
同步带传动的齿形包括，梯形齿和圆弧齿。
同步带传动的材质为橡胶，齿形为梯形齿和圆弧齿，对应的参考力伸长率δ为4%。
同步带传动的材质为橡胶，齿形为梯形齿，对应的参考力N的范围为60N～360N。
同步带传动的材质为橡胶，齿形为圆弧齿对应的，参考力N的范围为70N～410N。
表1为GB/T13487-2002一般传动同步带传动，橡胶同步带传动的物理机械性能表。
表1
步骤S104，依据工况系数K、大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a、小带轮传动扭矩T、参考力伸长率δ和参考力N，计算同步带传动的角精度θ带，θ带=K*720*a*T*δ/(NπDd)。
同步带传动的角精度θ带的推导过程如下：
当同步带传动拉力时，同步带传动的张紧边受到拉力F，同步带传动的伸长量L。
θ带=360*L/(πD)；（1）
其中，L为同步带传动的伸长量，D为大带轮直径。
依据表1选择对应的参考力N，参考力伸长率δ，计算伸长量L。
L=a*F*δ/N；（2）
其中，a为大带轮与小带轮的中间距，F为同步带传动的张紧边受到的拉力，δ为参考力伸长率，N为参考力。
同步带传动在增速或减速传动过程中，小带轮传动扭矩T，通过小带轮的轮齿和传动带的带齿啮合，大带轮的轮齿和传动带的带齿啮合，将同步带传动拉力F传递给大带轮。
F=2T/d；（3）
其中，T为小带轮传动扭矩，d为小带轮直径。
将公式（2）和（3）代入公式（1）中，则，θ带=K*720*a*T*δ/(NπDd)。
在本发明实施例一中，在各种环境情况下，依据同步带传动的型号和材质计算同步带传动角精度，保证了传动系统角精度，保证了系统性能，提高了传动设计角精度的安全性，可靠性，提高了传动系统可靠性，降低了传动系统风险。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种确定同步带传动角精度的方法，其特征在于，包括：
获取当前同步带传动的环境温度和传递功率，依据预设的温度范围和预设的所述同步带传动的传递功率范围，获取对应的工况系数K；
依据所述同步带传动的型号，获取对应的大带轮直径D、小带轮直径d、大带轮与小带轮的中心距a和小带轮传动扭矩T；
依据所述同步带传动的材质和齿形，获取对应的参考力伸长率δ和参考力N；
依据所述工况系数K、所述大带轮直径D、所述小带轮直径d、所述大带轮与小带轮的中心距a、所述小带轮传动扭矩T、所述参考力伸长率δ和所述参考力N，计算所述同步带传动的角精度θ带，θ带＝K*720*a*T*δ/(NπDd)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度范围为-30℃至90℃，所述同步带传动的传递功率范围为P≤50KW，对应的所述工况系数K为1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度范围为90℃至120℃，所述同步带传动的传递功率范围为P≤50KW，对应的所述工况系数K为1.3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度范围为-30℃至90℃，所述同步带传动的传递功率范围为P＞50KW，对应的所述工况系数K为1.5。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度范围为90℃至120℃，所述同步带传动的传递功率范围为P＞50KW，对应的所述工况系数K为2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步带传动的材质包括，橡胶；
所述同步带传动的齿形包括，梯形齿或圆弧齿。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述同步带传动的材质为橡胶，所述齿形为梯形齿或圆弧齿时，对应的所述参考力伸长率δ为4％。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述同步带传动的材质为橡胶，所述齿形为梯形齿时，对应的所述参考力N的范围为60N～360N。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述同步带传动的材质为橡胶，所述齿形为圆弧齿时，对应的所述参考力N的范围为70N～410N。
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