〖實例8〗同步齒形帶傳動的精度

鬼魅道長

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

〖實例8〗同步齒形帶傳動的精度

同步帶具有定比傳動，高速，低噪，無需潤滑以及輕質，可實現大中心距等優點，在各種精密儀器中廣泛使用。

1.    問題描述

剛做了一個設備，同步帶傳動。帶是梯形齒，步進電機直接傳動。當電機正向旋轉幾周后，再以同樣的周數返回，往復距離為500mm，傳動會有0.2左右的誤差，運行過程中步進電機沒有丟轉現象。想要把精度控制在+0.025，不知是否可行？機構示意如圖8-1，開環傳動。

1.    討論

甲說，一般來說，開環的精度對傳動部件和裝配工藝的依賴比較高，選用質量上乘的同步帶、提高同步輪的精度和適當地張緊同步帶可以顯著提高傳動精度，或者使用多級減速裝置，由于減速比的存在，精度會有所上升；但由于圖8-1可以看出，此結構為典型的同步帶傳動的直線往復單元，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傳動時，僅從裝置本身而言，一般的看法是沒有很高的精度，且重復性很差。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，有眾多的檢測項目來控制其加工精度，一般帶輪的節距偏差如表8-1，故無反饋的帶輪傳動其重復性可想而之；當正轉數圈再反轉數圈，由于側隙的存在，其重復誤差有0.2是完全可能的。

上述可以很好的說明同步帶在開環傳動時的精度情況，為了增加傳動的平穩性，乙指出，應該加張緊結構并調配好張緊力，其目的是使同步帶在此作用下保持一定的預拉伸量，當達到一定的值時，帶的節距會保持一定的剛性，避免在高速啟停的時候出現較大的伸縮量，增加節距的精度。

丙說，其實同步帶傳動的精度主要還是受限于其加工精度及其本身的彈性；當然如果是負載過高造成步進電機丟轉、主從動輪安裝偏差太大、帶的接頭不好等等因素也會造成精度降低，但討論基本都是在一個相對理想的外部環境的前提下進行的，主要還是從同步帶傳動本身來進行一些探討；

甲希望從結構入手，說，精密機床用同步帶在直線軸是做一級傳動，可以充分發揮電機的性能，安裝精度上也比直聯要求低，空間也可合理布置，同時具有一定的保護作用。二級傳動還是絲杠，精度會好很多，價格也不會增加多少。

對此提問者表示可以作為最后的辦法，但還是希望能夠在現有結構上找到降低誤差的措施。

丁建議，應該將梯形齒換成如圖8-2的圓弧齒；梯形齒在傳動時，帶輪相鄰的兩齒嚙合同步帶的時候，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；因此實際上，帶輪和同步帶之間的嚙合關系是由弧運動和弦運動交迭完成的，這叫做多邊形效應。

多邊形效應是同步帶直線運動誤差的主要原因，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，可有效提高精度。

對以上建議甲很是贊同，但始終覺得主要精度還是應該在消除側隙上想辦法，并提供一個如圖8-4的方案；

甲解釋說，這是利用雙齒錯位消除加工誤差的辦法：將主動輪分割成兩個輪并共同裝在傳動軸上，其中一輪固定不動，別一輪可繞傳動軸轉動，安裝時調節到需要的位置并用緊定螺釘固定。

1.1  小結

    最后提問者將齒形更換之后，降低了沖擊和噪聲，購買質量上乘的同步帶，配合圖8-4的方案，消除了主動齒的齒側間隙，重復性精度不好的問題得到解決。

2.    結論

通常情況下，開環傳動時同步齒形帶的傳動精度并不占優勢，但根據上述的討論，可以采取一些消除齒側間隙的辦法，但基本前提是同步帶質量好，并且正確地進行了安裝和張緊。現在國內也有一些廠商生產無側隙同步帶和帶輪，可以達到一定的精度。

同步齒形帶在數控機床上有廣泛的使用，但都是使用閉環傳動，用光柵尺進行終端檢測。從理論上講，光柵精度和控制精度能達到多少，傳動精度就有多少，設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,大俠書什么時候寫好啊,出版了說下啊

麥兜大俠

太受用了

斯文棒棒

比一些教材實用

塵世天涯

剛好需要這樣的一些材料。非常感謝。

塵世天涯

論壇里有人實際做過測試嗎？條件確定的情況下，同步帶能達到的精度是多少？或者有沒有這方面的經驗值？
目前在設計一臺設備，需要達到+-0.1mm的重復精度。不知道選擇同步帶的方式能不能達到？
另外，需要特別注意什么？

陽光MAN

這個的結構我前年在用在齒輪上，把齒輪分成2半，錯位安裝，可以很好的消除間隙，

以花之名

塵世天涯 發表于 2014-12-9 16:02
論壇里有人實際做過測試嗎？條件確定的情況下，同步帶能達到的精度是多少？或者有沒有這方面的經驗值？
目 ...

關鍵還是要光柵或磁柵檢測反饋，±0.1mm的精度，同步帶本身運動時的拉伸變形等就超過了。個人觀點。

pengzhh

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

kint666

果然是道長級別的人物啊