盖奇同步带、同步带轮选型设计计算之--圆弧齿同步带设计计算

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盖奇同步带有梯形齿同步带和圆弧齿同步带两大类，设计也分为梯形齿同步带设计和圆弧齿同步带两种。
一、下面是盖奇圆弧齿同步带设计方法：
原始设计资料
1 原动机和工作机类型；
2 每天运转时间；
3 需传递的名义功率P；
4 小带轮转速n1；
5 大带轮转速n2；
6 初定中心距a0；
7 对传动空间的特殊要求。

设计步骤
1 确定设计功率Pd Pd = KAP kW……………………………………（1）

式中：KA——工作情况系数，见表 2。【表 2 工作情况系数 KA】

工作机	原动机
	交流电动机(普通转矩鼠笼式、同步电动机)，直流电动机 (并激)，多缸内燃机			直流电动机 (大转矩、大滑差率、单相、滑环)，直流电动机 (复激、串激)，单缸内燃机
	运转时间			运转时间
	断续使用每日 3～5h	普通使用每日 8～10h	连续使用每日 16～24h	断续使用每日 3～5h	普通使用每日 8～10h	连续使用每日 16～24h
复印机，配油装置，测量仪表，放映机，医疗器械	1	1.2	1.4	1.2	1.4	1.6
清扫机，缝纫机，办公机械	1.2	1.4	1.6	1.4	1.6	1.8
带式输送机，轻型包装机，烘干箱，筛选机，绕线机，圆锥成形机，木工车床，带锯	1.3	1.5	1.7	1.5	1.7	1.9
液体搅拌机，混面机，钻床，冲床，车床，螺纹加工机，接缝机，圆盘锯床，龙门刨床，洗衣机，造纸机，印刷机	1.4	1.6	1.8	1.6	1.8	2
半液体搅拌机，带式输送机 (矿石、煤、砂 )，天轴，磨床，牛头刨床，钻镗床，铣床，离心泵，齿轮泵，旋转式供给系统，凸轮式振动筛，纺织机械 (整经机)，离心式压缩泵	1.5	1.7	1.9	1.7	1.9	2.1
制砖机(除混泥机)，输送机 (平板式、盘式)，斗式提升机，升降机，脱水机，清洗机，离心式排风扇，离心式鼓风机，吸风机，发电机，激磁机，起重机，重型升降机，橡胶机械，锯木机，纺织机械	1.6	1.8	2	1.8	2	2.2
离心机，刮板输送机，螺旋输送机，锤击式粉碎机，造纸制浆机	1.7	1.9	2.1	1.9	2.1	2.3
粘土搅拌机，矿山用风扇，鼓风机，强制送风机	1.8	2	2.2	2	2.2	2.4
往复式压缩机，球磨机，棒磨机，往复式泵	1.9	2.1	2.3	2.1	2.3	2.5

2 选择带型
按n1 和Pd，由图1 选择带型。【参考盖奇同步带选型网页】

盖奇圆弧齿同步带选型图

3 计算传动比 i
i = n1 / n2……………………………………………（2）

4 确定带轮直径
4.1 确定带轮齿数 Z1、Z2
小带轮齿数按 Z1≥Zmin 原则确定，Zmin见表 3 【参考盖奇带轮最小齿数网页】
圆弧齿同步带传动小带轮最少齿数zmin

小带轮转速n1／r·min^－1	带型
小带轮转速n1／r·min^－1	3M	5M	8M	14M	20M
＜900	12	14	22	28	34
900～1 200	14	20	28	28	34
1 200～1 800	16	24	32	32	38
1 800～3 500	20	28	36	—	—
＞3 500	22	30	—	—	—

大带轮齿数按 Z2=iZ1计算后圆整。
4. 2 确定带轮直径带轮节圆直径 d1、d2和带轮外径 da1、da2 ，按相应齿数 Z1、Z2可得。
【查看盖奇各种同步带轮参数计算公式】
5选择带的节线长度 LP和确定实际中心距 a。
5. 1 计算带的初定节线长度 L0
L0=2a0+1.57（d2+d1）+ (d2 –d1)2 /4a0 mm………………………（ 3）
式中：a0——初定中心距，mm，由设计任务给定。
5. 2 选择带的标准节线长度 LP
LP根据 L0从盖奇同步带现有模具表中查询【3M同步带 5M同步带 8M同步带 14M同步带】
5. 3确定实际中心距 a
中心距近似计算公式为：
圆弧齿同步带设计计算 …………………………（4）

M=4LP–6.28（d2+d1） mm…………………………………（ 5）
中心距精确计算公式见盖奇同步带节线长计算【参考盖奇同步带节线长计算网页】
6 确定中心距调整下限 I和调整上限 S
中心距范围为：（a—I）~（a+S） mm。I和 S值见表 4。
表 4 中心距安装量I 和调整量S

LP	i	S
≤500	1.02	0.76
＞500～1000	1.27	0.76
＞1000～1500	1.78	1.02
＞1500～2260	2.29	1.27
＞2260～3020	2.79	1.27
＞3020～4020	3.56	1.27
＞4020～4780	4.32	1.27
＞4780～6860	5.33	1.27

注：当带轮加挡圈量，安装量I 还应加下列数值(mm)：

带型	单轮加挡圈	两轮加挡圈
3M	3	6
5M	13.5	19.1
8M	21.6	32.8
14M	35.6	58.2
20M	47	77.5

7 确定带长系数

KL带长系数 KL由表 5查取。

表 5 带长系数KL

3M	LP(mm) KL	≤190 0.80	191～260 0.90	261～400 1.00	401～600 1.10	＞600 1.20
5M	LP(mm) KL	≤440 0.80	441～550 0.90	551～800 1.00	801～1100 1.10	＞1100 1.20
8M	LP(mm) KL	≤600 0.80	601～900 0.90	901～1250 1.00	1251～1800 1.10	＞1800 1.20
14M	LP(mm) KL	≤1400 0.80	1401～1700 0.90	1701～2000 0.95	2001～2500 1.00	2501～3400 1.05	＞3400 1.10
20M	LP(mm) KL	≤2000 0.80	2001～2500 0.85	2501～3400 0.95	3401～4600 1.00	4601～5600 1.05	＞5600 1.10

8 确定啮合齿数系数 KZ啮
啮合齿数 Zm由式（6）计算： Zm =ent（0.5–（d2 −d1 ）/6a ）Z1………………………………（6）
啮合齿数系数KZ 由式（7）确定：
Zm≥6，KZ=1
Zm＜6，KZ=1–0.2（6–Zm）……………………………（7）
9 确定带的基本额定功率P0
各带型的最小宽度推荐用基本额定功率P0
圆弧齿3M同步带基准带宽6mm的基本额定功率P0
圆弧齿5M同步带基准带宽9mm的基本额定功率P0
圆弧齿8M同步带基准带宽20mm的基本额定功率P0
圆弧齿14M同步带基准带宽40mm的基本额定功率P0
圆弧齿20M同步带基准带宽115mm的基本额定功率P0
10 带的额定功率 Pr
带的额定功率按式（3）计算： Pr=KLKZKWP0 kW…………………………………（8）
式中：KW—带宽系数
KW=( bs/ bs0 )1.14……………………………………（9）
11 确定带和带轮的宽度
按Pd≤Pr 原则选择带的宽度bs，则
盖奇圆弧齿同步带设计计算 …………………………（10）

式中：bs0 见下表

带型	3M	5M	8M	14M	20M
bs0	6	9	20	40	115

按计算结果选择相对应的常见宽度【盖奇同步带常见宽度表】，
并确定带轮的齿面宽度及总宽度。【盖奇同步带轮齿面宽度尺寸表】
12 计算压轴力Q
压轴力Q 示意图见图2。圆弧齿同步带设计计算

图 2 带传动的压轴力
带的紧边张力F1 和松边张力F2 分别由式（11）、式（12）计算：
F1=1250Pd/v ………………………………………（11）N
F2=250Pd/v ………………………………………（12）N
式中：v—带速，m/s；v=πd1n1/6000。
压轴力Q 由式（13）计算： Q=KF（F1+F2） N …………………………………（13）
当工况系数KA≥1.3 时： Q=0.77KF（F1+F2） N ………………………………（14）
式中：KF——矢量相加修正系数，见图3。

圆弧齿同步带设计计算

图 3 矢量相加修正系数

KF 据小带轮包角α1 查图3 而得。小带轮包角由式（15）计算：
α1≈180°–（（ d2 − d1）/a)×57.3° ………………………………（15）
13 带的张紧
按式（16）、式（17）计算带安装时应保证的挠度f（见图4），以使带产生适当的张紧力

圆弧齿同步带设计计算 ……………………………（16）
f = t/64 mm………………………………………（17）

图 4 带安装时的挠度
施加表12 规定的安装力G（见图4），调整中心距，使其挠度f 与计算值一致。

表 12安装力 G

带型	带宽 bs mm	安装力 G N
3M	6	2
	9	2.9
	15	4.9
5M	9	3.9
	15	6.9
	20	9.8
	25	12.7
	30	15.7
8M	20	17.6
	30	26.5
	50	49
	85	84.3
14M	40	49
	55	71.5
	85	117.6
	115	166.6
	170	254.8
20M	115	242.7
	170	376.1
	230	521.7
	290	655.1
	340	788.6

13设计小结

带型、带长、带宽。带的标记代号；带轮型号、大小带轮的齿数、节径、外径、宽度。带轮的标记代号；带传动实际中心距及其安装调整值；带传动的压轴力；带的安装力和挠度