新型人字齿同步带传动干涉与啮合仿真分析

郭建华，姜洪源，胡清明，李嘉博

（1.哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨150001；2.齐齐哈尔大学 机电工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161006）

0 引 言

同步带传动属多柔体系统传动范畴，由于影响同步带传动啮合干涉因素的复杂性（如节距差、带齿变形和多边形效应等）以及啮合状态的多样性（主、从动轮啮入、啮出），同步带与带轮齿廓齿形设计较为复杂。为实现带齿廓与带轮齿廓更为平滑地啮合，自1946年发明同步带传动以来，带与轮齿廓齿形曲线的形状处于不断地变异、演化过程中。齿廓曲线由最早的直线、渐开线发展到圆弧曲线、抛物线、曳物线等不同曲线齿形，而齿形曲线由分段曲线连接而成。作为多柔体传动系统的带与带轮刚柔耦合啮合接触干涉问题，直接影响传动噪声、承载能力和传动精度。研究表明，同步带与带轮有适量的干涉，可以降低传动噪声、消除多边形效应、提高传动精度、减少主从动轮的速度波动［1－2］；带齿与轮齿齿形影响着侧隙大小，降低侧隙可以改善带齿间的载荷分布，Gates公司8YU 同步带，通过齿廓修形，使侧隙从0.393 mm 减到0.135 mm，有利于提高同步带承载能力［3］。

影响直齿同步带传动啮合因素众多，如多边形效应、带齿变形、节距差等。减小带齿啮入、啮出干涉一直成为同步带齿形研究的重点问题。目前同步带齿廓齿形都为Gates、Goodyear等少数公司研制的专利产品［4－6］。

本文分别对新型人字齿同步带和美国GoodYear公司Eagle PD 人字齿同步带传动进行建模，对比研究带齿的共轭齿廓与带轮齿槽的齿形干涉情况，为新型人字齿同步带传动设计提供依据。……