〖實(shí)例8〗同步齒形帶傳動(dòng)的精度

鬼魅道長(zhǎng)

說(shuō)在前面的話：http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod ... &extra=page%3D3

〖實(shí)例8〗同步齒形帶傳動(dòng)的精度

同步帶具有定比傳動(dòng)，高速，低噪，無(wú)需潤(rùn)滑以及輕質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)大中心距等優(yōu)點(diǎn)，在各種精密儀器中廣泛使用。

1.    問(wèn)題描述

剛做了一個(gè)設(shè)備，同步帶傳動(dòng)。帶是梯形齒，步進(jìn)電機(jī)直接傳動(dòng)。當(dāng)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)幾周后，再以同樣的周數(shù)返回，往復(fù)距離為500mm，傳動(dòng)會(huì)有0.2左右的誤差，運(yùn)行過(guò)程中步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。想要把精度控制在+0.025，不知是否可行？機(jī)構(gòu)示意如圖8-1，開環(huán)傳動(dòng)。

1.    討論

甲說(shuō)，一般來(lái)說(shuō)，開環(huán)的精度對(duì)傳動(dòng)部件和裝配工藝的依賴比較高，選用質(zhì)量上乘的同步帶、提高同步輪的精度和適當(dāng)?shù)?strong>張緊同步帶可以顯著提高傳動(dòng)精度，或者使用多級(jí)減速裝置，由于減速比的存在，精度會(huì)有所上升；但由于圖8-1可以看出，此結(jié)構(gòu)為典型的同步帶傳動(dòng)的直線往復(fù)單元，所以利用減速比的辦法行不通。

乙提出，同步輪和同步帶組成單級(jí)傳動(dòng)時(shí)，僅從裝置本身而言，一般的看法是沒(méi)有很高的精度，且重復(fù)性很差。原因如下：

1.     同步帶存在彈性變形。

2.     同步帶輪的精度不像齒輪、齒條一樣，有眾多的檢測(cè)項(xiàng)目來(lái)控制其加工精度，一般帶輪的節(jié)距偏差如表8-1，故無(wú)反饋的帶輪傳動(dòng)其重復(fù)性可想而之；當(dāng)正轉(zhuǎn)數(shù)圈再反轉(zhuǎn)數(shù)圈，由于側(cè)隙的存在，其重復(fù)誤差有0.2是完全可能的。

上述可以很好的說(shuō)明同步帶在開環(huán)傳動(dòng)時(shí)的精度情況，為了增加傳動(dòng)的平穩(wěn)性，乙指出，應(yīng)該加張緊結(jié)構(gòu)并調(diào)配好張緊力，其目的是使同步帶在此作用下保持一定的預(yù)拉伸量，當(dāng)達(dá)到一定的值時(shí)，帶的節(jié)距會(huì)保持一定的剛性，避免在高速啟停的時(shí)候出現(xiàn)較大的伸縮量，增加節(jié)距的精度。

丙說(shuō)，其實(shí)同步帶傳動(dòng)的精度主要還是受限于其加工精度及其本身的彈性；當(dāng)然如果是負(fù)載過(guò)高造成步進(jìn)電機(jī)丟轉(zhuǎn)、主從動(dòng)輪安裝偏差太大、帶的接頭不好等等因素也會(huì)造成精度降低，但討論基本都是在一個(gè)相對(duì)理想的外部環(huán)境的前提下進(jìn)行的，主要還是從同步帶傳動(dòng)本身來(lái)進(jìn)行一些探討；

甲希望從結(jié)構(gòu)入手，說(shuō)，精密機(jī)床用同步帶在直線軸是做一級(jí)傳動(dòng)，可以充分發(fā)揮電機(jī)的性能，安裝精度上也比直聯(lián)要求低，空間也可合理布置，同時(shí)具有一定的保護(hù)作用。二級(jí)傳動(dòng)還是絲杠，精度會(huì)好很多，價(jià)格也不會(huì)增加多少。

對(duì)此提問(wèn)者表示可以作為最后的辦法，但還是希望能夠在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上找到降低誤差的措施。

丁建議，應(yīng)該將梯形齒換成如圖8-2的圓弧齒；梯形齒在傳動(dòng)時(shí)，帶輪相鄰的兩齒嚙合同步帶的時(shí)候，由于張力作用，及同步帶齒的齒頂不與帶輪的齒槽接觸，使得同步帶在帶輪齒槽處的空間被拉成直線，如圖8-3可以明白看出；因此實(shí)際上，帶輪和同步帶之間的嚙合關(guān)系是由弧運(yùn)動(dòng)和弦運(yùn)動(dòng)交迭完成的，這叫做多邊形效應(yīng)。

多邊形效應(yīng)是同步帶直線運(yùn)動(dòng)誤差的主要原因，圓弧齒的帶輪齒槽底為圓弧狀，在嚙合中頂住同步帶齒的齒頂，使帶齒彎曲，大大緩解多邊形效應(yīng)，可有效提高精度。

對(duì)以上建議甲很是贊同，但始終覺(jué)得主要精度還是應(yīng)該在消除側(cè)隙上想辦法，并提供一個(gè)如圖8-4的方案；

甲解釋說(shuō)，這是利用雙齒錯(cuò)位消除加工誤差的辦法：將主動(dòng)輪分割成兩個(gè)輪并共同裝在傳動(dòng)軸上，其中一輪固定不動(dòng)，別一輪可繞傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝時(shí)調(diào)節(jié)到需要的位置并用緊定螺釘固定。

1.1  小結(jié)

    最后提問(wèn)者將齒形更換之后，降低了沖擊和噪聲，購(gòu)買質(zhì)量上乘的同步帶，配合圖8-4的方案，消除了主動(dòng)齒的齒側(cè)間隙，重復(fù)性精度不好的問(wèn)題得到解決。

2.    結(jié)論

通常情況下，開環(huán)傳動(dòng)時(shí)同步齒形帶的傳動(dòng)精度并不占優(yōu)勢(shì)，但根據(jù)上述的討論，可以采取一些消除齒側(cè)間隙的辦法，但基本前提是同步帶質(zhì)量好，并且正確地進(jìn)行了安裝和張緊。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有一些廠商生產(chǎn)無(wú)側(cè)隙同步帶和帶輪，可以達(dá)到一定的精度。

同步齒形帶在數(shù)控機(jī)床上有廣泛的使用，但都是使用閉環(huán)傳動(dòng)，用光柵尺進(jìn)行終端檢測(cè)。從理論上講，光柵精度和控制精度能達(dá)到多少，傳動(dòng)精度就有多少，設(shè)備可以做到很高的精度，但是一般是像上述丙所述的使用方式。

https://zhuanlan.zhihu.com/c_1051171562501287936

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大贊啊,大俠書什么時(shí)候?qū)懞冒?出版了說(shuō)下啊

麥兜大俠

太受用了

斯文棒棒

比一些教材實(shí)用

塵世天涯

剛好需要這樣的一些材料。非常感謝。

塵世天涯

論壇里有人實(shí)際做過(guò)測(cè)試嗎？條件確定的情況下，同步帶能達(dá)到的精度是多少？或者有沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)值？
目前在設(shè)計(jì)一臺(tái)設(shè)備，需要達(dá)到+-0.1mm的重復(fù)精度。不知道選擇同步帶的方式能不能達(dá)到？
另外，需要特別注意什么？

陽(yáng)光MAN

這個(gè)的結(jié)構(gòu)我前年在用在齒輪上，把齒輪分成2半，錯(cuò)位安裝，可以很好的消除間隙，

以花之名

塵世天涯 發(fā)表于 2014-12-9 16:02
論壇里有人實(shí)際做過(guò)測(cè)試嗎？條件確定的情況下，同步帶能達(dá)到的精度是多少？或者有沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)值？
目 ...

關(guān)鍵還是要光柵或磁柵檢測(cè)反饋，±0.1mm的精度，同步帶本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉伸變形等就超過(guò)了。個(gè)人觀點(diǎn)。

pengzhh

由于減速比的存在，精度會(huì)有所上升
大俠，能詳述下上句話的含義嗎，個(gè)人不理解，謝謝了

kint666

果然是道長(zhǎng)級(jí)別的人物啊