同步带选型中的问题分析

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Abstract]Timing belt is a type of transmission design compound advantage of belt transmission，chain and gear.it has been applied in moreand more industry.Thmugh analysis about timing material，tooth profile，I give some suggestion of timing belt selection and at the end made somecalculation in design。

Key words]Timing belt；Selection；Tooth profile同步带传动是-种综合了带传动、链传动和齿轮传动优点的-种传动方式，它兼有摩擦型带传动的优点，能保持恒定的传动比，而且结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其具有造价低廉、无需润滑、维护方便等特点。带的工作面呈齿型，是靠带齿与带轮齿之间的多齿啮合来传递运动和动力的-种啮合传动。带传动按功能可分为摩擦传动和啮合传动。摩擦传动包括：平带传动、v带传动、多楔带传动等；啮合传动有同步齿型带f简称同步带或齿型带)传动等。与传统的带传动、链传动、齿轮传动相比同 步齿型带传动中，同步带的工作面有齿，带轮的轮缘表面也制有相应的齿槽.依靠带与带轮之间的啮合来传递运动和动力.无滑动.能保证恒定的传动比，预紧力校同步带薄而且轻，故可用于高速传动，其强度大，伸长率小，传动时效率可达 98%，使用方便，用途广泛焦 带、链传动的优点于-体。故在机械、仪器仪表、化工、生物医疗器械、办公自动化设备、纺织机械等方面有广泛的应用前景经过几十年的发展，同步带的品种增加了很多.各种不同的材质以及不同的齿型为同步带提供了不同的特性.可以满足各种不同的产品需求 .在实际使用中，根据产品工作条件的不同。选用合适的同步带，在满足工作使用的情况下达到最佳的经济性.对于提升产品的安全性和市澈争力就变得至关重要1 材质的选择同步带材质包括两部分.基体材料和起承载作用的带芯 从基体材料上分.主要分为橡胶同步带和聚氨酯同步带 橡胶同步带主要用于传递动力(能量)为主，传递运动为辅的传动装置.-般要求传动的承载能力高.抗疲劳性能好、寿命长.所以对带芯材料的强度要求也高.目前应用比较广泛的高扭矩橡胶同步带主要有美国GateS生产的Polyehain和Goodyear生产的 Falcon HTC同步带 聚胺脂同步带主要用于以传递运动为主，传递动力为辅的传动装置.传动过程中，载荷较小，但要求运动精确，所以对材料的要求变形量非常小.稳定性高，在这方面做的 比较好 的有德国的 BRECO和意大利 的 ELATECH和MEGADYNE等品牌。

1.1 橡胶同步带橡胶同步带通常以玻璃纤维绳为承载层.各种橡胶材料为机体 。

强度高.耐磨性好，适用温度高，目前主要应用于各种动力传输方面的应用。最初的基体材料主要是天然橡胶，疲劳强度低，由此造成带的承载能力小，使用寿命短。2O世纪 80年代中期.美国盖茨公司橡胶为改善橡胶带的性能使用氢化丁腈橡胶代替天然橡胶.生产出了更耐磨、耐油、耐高温的同步带.可以高达 140度的高温下正常工作。目前使用的橡胶主要有以下几种，氯丁橡胶 ，聚丁二烯橡胶 .EPDM橡胶 ，聚异戊二烯橡胶(NR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)等他们的性能和成本如表1所示表 1 橡胶材料性能对照表材质 耐高温性能 耐低温性能 耐磨性 耐油性 抗氧化性 成本氯丁橡胶 好 好 很好 好 好 中等聚丁二烯 -般 出色 出色 中等 中等 低EPDM 出色 出色 好 中等 出色 中等NR -般 好 好 差 差 低HNBR 出色 好 出色 出色 很好 很高1.2 聚氨酯同步带聚氨酯同步带-般以钢丝芯作为承载.聚氨酯材料作为带基 聚氨酯同步带的带芯可以根据要求进行选择.例如有防腐蚀要求的诚可以采用不锈钢带芯，对柔性要求高的地方可以采用细化的高柔性钢丝芯或凯弗拉芯。聚氨酯带基材料又可分为 TPu和CPU.由于TPU材质是热塑造性材料，允许对同步带产品的各种再加工.如焊接等.成为现在广泛应用的聚氨酯材料.TPU材料又分为耐水性材料和耐油性两大系列，工业中可根据不同要求选用 CPU材料是-种热固性材料.材料的稳定性高于 TPU，但由于其无法进行二次成形.应用受到-定的限制，主要用于-体成型的各种同步带应用中.部分替代橡胶带做为动力传输带使用。聚氨酯材料不仅清洁.而且可以自润滑 .在与带轮啮合时不需要润滑，可长期免维护使用.更有通过 FDA认证及防爆认证的各种材料可以选择。聚氨酯同步带以其稳定的材料性能.优化了同步带的传递精度，以其洁净环保的特质受到各种轻工业的青睐.主要应用于纺织、造纸、喷绘印刷，太阳能以及食品包装等行业2 齿型的选择最初的带齿轮廓为梯形其侧面为直线 根据不同载荷的需要.这种齿型的同步带发展出了不同的节距，主要的齿型为 MXL.XL，L，H，XH以及 XXH等六种英制节距齿型 由于这种齿型使齿根部产生应力集中.极大的影响了带的使用寿命和承载能力.并在传动过程中产生较大的振动、噪音，难以高扭矩及高转速的应用要求.即便勉强适用。

也使得设计的传动机构尺寸较大。2O世纪 70年代.Uniroyal公司又开发了圆弧齿同步带.与 T形齿相比，圆弧齿在传动过程中产生的应力分布更为合理.从而大大提高了带的使用寿命和承载能力 .也因此命名为 HTD(HIGH TOUQUE DRIVE).目前应用的较多的为 HTD3M。

HTD5M，HTDSM，HTD14M，HTD20M等几种齿型 但是这种齿型也有其缺点，就是带齿齿顶会与轮齿齿根直接接触.加剧了带齿的磨损和热量的产生。由于 HTD带齿在啮合时在与带轮接触面的反面留有空隙.使得运转过程中空气受到挤压向外流动.高速时这种空气振动会发出震耳的响声。为此，GOODYEAR研发了STD同步带.继承了HTD齿型应力分部方面的优点，并且提高了噪音及振动方面的高速性能。

带齿的顶端被设计成了平面.带轮底部有了-个突起 .在啮合过程中带轮底部对齿顶进行压缩 .带齿材料向两边挤压从而填满了整个齿槽。 随着科技的发展，各种应用诚对传动的要求也越来越高，要求同步带带速高、传递功率大、传动准确，九十年代初，GOODYEAR又研发了最新-代的人字齿同步带，人字齿同步带是由具有相同螺旋角的左旋和右旋的两列 STD斜齿拼合而成.其承载能力更高。同时消除 r多边形效应，更进-步的降低了噪音和震动.噪音可以降低 15db以上，传递效率提高到了97%，对于空压机等大功率设备的能耗降低提供了绝佳的解决方案虽然同步带的齿型在过去的几十年里不断更新换代.但老的齿型并没有完全被淘汰 .以其低廉的价格仍然占据着-定的市场.在选型设计中根据不同的应用和质量要求.选用适合的同步齿型带尤为重要3 带宽的选择根据用途的需要确定了同步带的材质和齿型后.还需要对同步带的宽度进行选择。同步带的失效主要有两种形式，-种是断带，-种是断齿。由此我们可以得出设计计算时需要检验的两个参数，-个是同步带允许拉伸载荷 ，-个是同步带带齿的剪切强度。(下转第 72页)2013年 第 l9期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 0科教前 凸0 科技信息供应商交付软件及相关数据后.执行试验室试验前.主机厂应依据以下方面执行软件更影响分析5.2.1 软件构型信息主机厂确认供应商提供的构型文件可清晰表明用于各项试验的新版软件构型信息.软件构型描述的要素应与 DO-178B第 l1.16节(Software Configuration Index)等效。所有适用的软件生命周期资料应确认置于符合DO-178B要求的构型控制之下口5.2.2 软件更改的内容主机厂应依据供应商提供的软件当前状态综述性文件来详细描述新版软件与前-构型软件的更改内容 .并且明确这些更改影响到哪些需求、功能、架构、代码拈等的哪些方面.并给出每个更改对上述方面的影响分析和结论5.2.3 分析软件更改影响范围主机厂在进行系统层面的更改影响分析时.可根据安全性分析、系统需求、系统架构和与其它系统的接El控制文件进行分析.确定更改在系统/飞机层面的影响范围主机厂在进行软件层面的更改影响分析时.可根据需求追溯性、数据流和控制流等资料进行分析.确定更改在软件层面的影响范围。

同时可要求供应商给予必要的支持5.2.4 软件更改控制软件更改控制应从以下几方面来考虑：1)对于 CRO类的更改.主机厂做更改影响分析时应说明软件更改的原因和更改依据.这些更改应得到主机厂和供应商共同认可.所涉及到供应商部分的更改工作应纳入到供应商的构型控制之下2)对于CRI和CR2类的更改.主机厂需确保相关的更改已纳入到供应商构型控制之下.并通过对供应商现场审核抽取部分更改进行确认。

3)对于不同类型的更改所涉及到的内容、问题报告等内容是否已经落实到主机厂及供应商的相关文件中.并且确定更新的相关生命周期数据已纳入构型控制5.2.5 分析对试验室试验的影响主机厂在分析软件更改对试验室试验的影响时.应基于前版软件构型做详细的差异分析.并根据相关软件生命周期资料以及前版软件构型已完成的试验室试验结果，分析软件更改对先前试验结果的有效性的影响，并确定试验大纲科目53 执行试验室试验主机厂按照试验大纲的要求完成试验室试验 若试验室试验满足工程要求，则主机厂应进-步分析软件更改对飞机上其它试验的影响；若试验室试验不能满足工程要求 ，则主机厂需评估该版本软件是需要返回供应商重新修改.还是可以继续执行机上试验5.4 软件更改对飞机上试验的影响主机厂完成试验室试验后 .执行软件更改对机上(包括机上地面试验、飞行试验)试验影响分析时，应基于前版软件构型从对本系统试验的影响、对其它系统试验的影响、对设备鉴定试验的影响等方面的角度出发做详细的差异分析应，得出软件更改对飞机上试验的影响结论.并确定各类试验的试验大纲5.5 执行机上研发试验主机厂通过对上述软件更改分析活动后认可当前的软件可执行相关试验，则可进行软件装机 .并按照各类试验大纲的要求完成飞机上相关试验6 结论民用飞机机载软件更改影响分析活动作为-个支持性过程.在软件整个生命周期过程中发挥着重要的作用.也是民用飞机在主机厂-供应商”的工作模式下主机厂对软件控制管理工作的难点 主机厂建立起-套完整、有效的机载软件更改影响分析体系为合理、正确、有序的开展机载软件设计活动提供了必要的保障 作为对本文研究对象的实践，文中方案的内容已经在国产新支线飞机项 目中得到运用 .产生了良好的管理控制效果 f