某输弹机同步带传送分析

张家越 郝秀平

（中北大学 机电工程学院，山西 太原 030051）

1 同步带传送介绍

同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。传输用同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳同步带传送具有以下特点：（1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；（2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；（3）传动效率高，可达0.98，节能效果明显；（4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低；（5）速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；（6）可用于长距离传动，中心距可达10m 以上。(7)相对于V型带传送，预紧力较小，轴和轴承上所受载荷小。[1]

由于同步带的工作面呈齿形，与带轮的齿槽做啮合传动，并由带体内层的纤维抗拉层承受负载，以保持带的节线长度不变，故带与带轮之间没有相对滑动，可以实现带与带轮之间的同步传动，还可以进行高精度的精密运输与定位运动。而且传动平稳，结构紧凑，环境适应能力强，维护方便成本低，因此可以实现炮弹准确的交接定位和快速输送[2]。如图1 所示。

图1

2 建模与仿真

根据实际需要，传送带是在标准同步带的基础上添加弹槽来实现传送带的整体建模，RECURDYN 能够方便的通过输入参数的形式建立标准同步带模型，然后弹槽通过Fixed 与带体固定。在主动轮和从动轮分别添加旋转副，在主动轮上添加恒定的角速度，本文选用“T”型齿工业用同步带。

具体参数如下：型号：XH；节距(mm)：22.225；齿高(mm)：6.35；带厚(mm)：11.20；角度β°：40。模型如图2 示。

图2

2 同步带动态分析

图3 为在坐标系中，沿X、Y、Z 方向上的时间位移曲线，由X 方向可以看出，带轮启动后，带块的运动轨迹，带块正常运动，两个波谷之间为一个循环；由Y 方向曲线可以看出，特别是启动阶段，主动轮突然恒定角速度，带轮和带块啮合受力不均，主从动轮速度差异导致带块垂直于运动方向有窜动； 同时还可以看出，在Z 方向上，有细小位移，即反应了带传动存在横向震动的特性[3]。

图3

从图4 看出主动轮由于给定恒定的驱动，转速是一条直线，从动轮曲线存在波动，反映出了同步带传送存在的多边形效应导致的主从动轮速度差异。在启动阶段，为了适应带轮与带之间装配间隙，从动轮速度波动较大，当啮合完全后，速度波动才趋于稳定的幅值，能够实现同步传动。

图4

图5

图5 分别为2 号带块张紧力和接触应力曲线，可以看出，当带块在横向运动时，带块张紧力有规律的波动，当带块绕带轮转动时，张紧力最小。从接触应力曲线来看，在启动阶段，带与带轮分离，接触应力急剧变小，当带块未与带轮啮合时，接触应力为0。

3 结束语

综上所述，利用RECURDYN 能够很好地反映出传送带的传送特性，与实际情况相吻合，同步带传送的性能完全能够满足在输弹设备中的运用。同时在仿真之前，要根据实际情况选择合适的传送带参数建模，在仿真过程中，调整好带块连接参数，阻尼的设置，使仿真结果更加准确。

[1]葛正浩，马志平，张凯凯，梁金生.基于RecurDyn 的同步带间歇传动的动态性能研究[J].陕西科技大学学报，2012（10）.

[2] 庄工.同步带传动的设计计算和使用机械制造[J].1989（12）:9-12.