人字齿同步带传动由于多边形效应的存在,使得带节线与带轮的节圆不重合,带运动中这种不重合对运动速度造成影响,在一个节距范围内,速度呈周期性变化,且有沿人字齿同步带轮径向的振动。在带上取一点A ,其速度vA由沿人字齿同步带轮节圆切向的分速度vAL和与沿带轮节圆径向分速度vAV组成,将vA做分解则有:
式中 ——人字齿同步带齿厚在带轮节圆上对应的中心角的一半,且/ C l R; ——主动带轮的角速度;l ——齿厚部分所对的节圆弧长。当带轮转过角时,A点到达B点,此时B点在带轮节圆上,速度方向与与节圆切线一致,此时将VB做分解则有:
当B点转过角后到达C点,此点的速度又与带运动方向不一致,将 C 点速度做沿带轮节圆切线方向和沿径向的分解,则有:
当A点转过C点后,由于后继参与啮合带齿槽节线与轮节圆重合,使人字齿同步带的运动方向和大小与带轮节圆速度方向和大小与又趋于一致。由以上分析可得出,同步带的主动带轮等速回转时,由于多边形效应的存在,导致人字齿同步带在带轮节圆切线方向的瞬时速度和在带轮节圆径向的瞬时速度的变化规律如下表所示:
可以看出,人字齿同步带在带轮节圆切线方向的瞬时速度和在带轮节圆径向的瞬时速度均在周期性地变化,变化的周期是带轮节圆转过一个节距。沿人字齿同步带轮节圆径向上的分速度变化会引起带上下颤动,影响同步带工作时的同步性和平稳性。由同步带速度的计算公式可以看出,带速的变化情况与角有关,又由的计算公式可以看出,速度与齿数和人字齿同步带节距均成反比。因此,应尽量采用齿数多、节距小的人字齿同步带来降低多边形效应产生的速度不均匀性。