第13章带传动2V带设计

1、第13章 带传动和链传动 人生最大的快乐不在于占有什么，而在于追求什么的过程。 本 生13.5 V带传动的设计计算带传动的设计计算 13.5.1 设计准则和单根设计准则和单根V带额定功率带额定功率 1. 设计准则设计准则 2. 单根单根V带额定功率带额定功率 单根单根V带所能传递的功率与带的型号、长度、带速、带轮带所能传递的功率与带的型号、长度、带速、带轮直径、包角大小以及载荷性质等有关。为了便于设计，测得在直径、包角大小以及载荷性质等有关。为了便于设计，测得在载荷平稳载荷平稳、包角为包角为180及及特定长度特定长度的实验条件下，单根的实验条件下，单根V带带在保证不打滑并具有一定寿命时所能传递

2、的功率在保证不打滑并具有一定寿命时所能传递的功率P0(kW)，称，称为为额定功率。额定功率。各种型号的各种型号的P0值见表值见表13-3。 表表13-3 单根普通单根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率P0 (1=2=180，特定长度，载荷平稳) 单位： kW 表表13-3 单根普通单根普通V带的基本额定功率带的基本额定功率P0 当实际使用条件与实验条件不符合时，此值应当加以修正， 修正后即得实际工作条件下单根V带所能传递的功率P的计算公式如下： P=(P0+P0)KKL (13-14) 式中：K包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响，其值见表13-7； KL长度系数，考虑不同带长对传动能力

3、的影响，其值见表13-2； P0功率增量(kW)， 考虑传动比i1时带在大带轮上的弯曲应力较小，从而使P0值有所提高，P0值见表13-5。 表表13-7 包包 角角 系系 数数 K 表表13-5 单根普通单根普通V带带i1时额定功率的增量时额定功率的增量P0 单位：单位：kW 表表13-5 单根普通单根普通V带带i1时额定功率的增量时额定功率的增量P0 单位：单位：kW 一、设计计算内容：一、设计计算内容：已知条件：已知条件：已知：原动机的类型、带传动的用途和工作条件、所需传递的功率已知：原动机的类型、带传动的用途和工作条件、所需传递的功率小带轮和大带轮的转速或传动比、对传动的位置及外廓尺寸的

4、要求。小带轮和大带轮的转速或传动比、对传动的位置及外廓尺寸的要求。内容：内容：V带传动设计计算的内容包括带传动设计计算的内容包括传动带和带轮传动带和带轮两部分。两部分。传动带设计计算的内容：选择传动带的型号，确定传动带的基准传动带设计计算的内容：选择传动带的型号，确定传动带的基准长度和根数，计算传动的中心距和压轴力等。长度和根数，计算传动的中心距和压轴力等。带轮设计计算的内容：确定带轮的基准直径和结构，计算带轮的带轮设计计算的内容：确定带轮的基准直径和结构，计算带轮的轮槽尺寸等。轮槽尺寸等。 1. 确定设计功率PC 2. 选择带型 3. 确定带轮的基准直径dd1、dd2 4. 确定中心距和带长

5、 5. 验算小带轮包角1 6. 确定V带根数 z 7. 计算初拉力 F0 和轴上压力 FQ 8. 带轮设计（确定结构类型、结构尺寸、轮槽尺寸、 材料，画出带轮工作图）二、设计步骤二、设计步骤 设计功率是根据需要传递的名义功率再考虑载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素而确定的，表达式如下。 PC=KAP 式中: P所需传递的名义功率，kW； KA工作情况系数， 按表13-8选取。 表表13-8 工作情况系数工作情况系数KA V带的带型可根据设计功率PC和小带轮转速n1由图13-15选取。图13-15 普通V带选型图 dd1、dd2 (1) 选取小带轮基准直径选取小带轮基准直径dd1

6、 。带轮直径越小，。带轮直径越小， 则带的弯曲则带的弯曲应力越大，易于疲劳破坏。应力越大，易于疲劳破坏。V带轮的最小直径带轮的最小直径ddmin见表见表13-9。选择较小直径的带轮，传动装置外廓尺寸小、重量轻；选择较小直径的带轮，传动装置外廓尺寸小、重量轻； 而带轮而带轮直径增大，则可提高带速、减小带的拉力，从而可能减少直径增大，则可提高带速、减小带的拉力，从而可能减少V带带的根数，但这样将增大传动尺寸。的根数，但这样将增大传动尺寸。设计时可参考图设计时可参考图13-15中给出的带轮直径范围按标准取值。中给出的带轮直径范围按标准取值。 表表13-9 V带轮的最小直径带轮的最小直径 注： 带轮的

7、基准直径系列是20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 170 180 200 212 224 236 250 265 280 300315 335 375 400 425 450 475 500 530 560 600 630 670 710 750 800 9001000 1060 1120 1250 1600 2000 2500 (2) 验算带的速度。验算带的速度。一般在一般在v=525 m/s内选取，以内选取，以v=2025 m/s最有利。对最

8、有利。对Y、Z、A、B、C型带型带vmax=25 m/s，对，对D、E型带，型带，vmax=30 m/s。如。如vvmax，应减小，应减小dd。 100060111ndvd式中：式中：V的单位的单位m/s; dd1的单位为的单位为mm; n1的单位为的单位为r/min. （3）确定大带轮的基准直径）确定大带轮的基准直径dd2。 计算后也应按表计算后也应按表13-8直径系列值圆整。当要求传动比精确时，直径系列值圆整。当要求传动比精确时， 应考虑滑动系数应考虑滑动系数来计算轮径，此时来计算轮径，此时dd2可不圆整。可不圆整。 1212dddnnd)1 (1212dddnnd通常取=0.02。 当中

9、心距较小时，传动较为紧凑，但带长也减小，在单位当中心距较小时，传动较为紧凑，但带长也减小，在单位时间内带绕过带轮的次数增多，即带内应力循环次数增加，会时间内带绕过带轮的次数增多，即带内应力循环次数增加，会降低带的寿命。而中心距过大时则传动的外廓尺寸大，且高速降低带的寿命。而中心距过大时则传动的外廓尺寸大，且高速时容易引起带的颤动，时容易引起带的颤动， 影响正常工作。影响正常工作。 一般一般推荐按下式初步确定中心距推荐按下式初步确定中心距a0，即，即 a0=(0.72)(dd1+dd2) 初选a0后，可根据下式计算V带的初选长度L0。 021221004)()(22addddaLdddd(13-

10、2) 根据初选长度根据初选长度L0，由表，由表13-2选取与选取与L0相近的基准长度相近的基准长度Ld，作，作为所选带的长度，然后就可以计算出为所选带的长度，然后就可以计算出实际实际中心距中心距a，即，即 200LLaad (13-16) 考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出考虑到安装调整和带松弛后张紧的需要，应给中心距留出一定的调整余量。中心距的变动范围为一定的调整余量。中心距的变动范围为 ddLaaLaa03. 0015. 0maxmin课本p22013 .57)(180121adddd(13-1) 一般要求一般要求1120否则应适当增大中心距或减小传动比，也可否则应适当增大

11、中心距或减小传动比，也可以加张紧轮。以加张紧轮。 （增大包角和增大摩擦系数，（增大包角和增大摩擦系数，都可提高带传动所能传递的圆周力）都可提高带传动所能传递的圆周力）1120maxffeeFFz LCCKKPPPPPz)(00(13-15) 带的根数带的根数z应圆整，为使各根带受力均匀，其根数不宜过多，应圆整，为使各根带受力均匀，其根数不宜过多， 一般取一般取z25根为宜，最多不能超过根为宜，最多不能超过810根，否则应改选型根，否则应改选型号或加大带轮直径后重新设计。号或加大带轮直径后重新设计。 F0FQ （1）初拉力。初拉力）初拉力。初拉力F0过小，则产生的摩擦力小，传动易过小，则产生的摩

12、擦力小，传动易打滑。初拉力愈大，带对轮面的正压力和摩擦力也愈大，不易打滑。初拉力愈大，带对轮面的正压力和摩擦力也愈大，不易打滑，即传递载荷的能力愈大；打滑，即传递载荷的能力愈大； 但初拉力过大会增大带的拉应力，从而降低带的疲劳强但初拉力过大会增大带的拉应力，从而降低带的疲劳强度，同时作用在轴上的载荷也大，故初拉力的大小应适当。度，同时作用在轴上的载荷也大，故初拉力的大小应适当。 考虑离心力的影响时，单根考虑离心力的影响时，单根V带的初拉力可按下式计算带的初拉力可按下式计算 NqvKvzPFC2015 . 2500(13-17) K包角系数，考虑不同包角对传动能力的影响，其值见表13-7； （2

13、） 轴上压力。带的张紧对安装带轮的轴上压力。带的张紧对安装带轮的轴和轴承轴和轴承来说，来说， 会影响其强度和寿命。因此必须确定作用在轴上的径向压力会影响其强度和寿命。因此必须确定作用在轴上的径向压力FQ， 为了简化计算，通常不考虑松边、紧边的拉力差，近似为了简化计算，通常不考虑松边、紧边的拉力差，近似按带两边的初拉力的合力来计算。按带两边的初拉力的合力来计算。 由图由图13-11可知可知 2sin210zFFQ计算压轴力是为了校核轴的刚性计算压轴力是为了校核轴的刚性 带轮设计包括以下内容：确定结构类型、结构尺寸、轮槽带轮设计包括以下内容：确定结构类型、结构尺寸、轮槽尺寸、尺寸、 材料，画出带轮

14、工作图。材料，画出带轮工作图。 选用选用 根根 类型的类型的 带，中心距带，中心距a= mm ，带轮直径带轮直径dd1 = mm 、dd2 = mm ，初拉力初拉力F0 = N，轴上压力，轴上压力FQ = N。 【例1】试设计带式输送机的V带传动，采用三相异步电机Y160L6，其额定功率P11kW，转速n1970r/min，传动比i=2.5，两班制工作。 解解 PC，。 查表13-8得工作情况系数KA=1.2，根据式(13-17)有 PC=KAP=1.211=13.2kW 根据FC13.2 kW、n1970r/min，从图13-15中选用B型普通V带。 dd1 与dd2 由表13-9查得主动轮

15、的最小基准直径dd1min=125 mm，根据带轮的基准直径系列，取dd1160 mm。 根据式(13-9)，计算从动轮基准直径 dd2=dd1i=1602.5=400 mm 根据基准直径系列，取dd2=400 mm。 根据下式有 smndvd/13. 8100060970160100060111速度在5m/s25 m/s内，合适。 根据式mma1120392)400160)(27 . 0(0初步确定中心距a0=800 mm。 根据式(13-20)计算带的初选长度 mmaddddaLdddd24988004)160400()400160(280024)()(22202122100a0=(0.7

16、2)(dd1+dd2) 根据表13-2选带的基准长度Ld=2500 mm。 根据式(13-16)，带的实际中心距a mmLLaad801224982500800200 根据式13-22可知，中心距可调整范围为 mmamm876764根据式(13-1)有 1633 .578011604001803 .57)(180121adddd 主动轮上的包角合适。 根据式(13-15) LCCKKPPPPPz)(00由B型普通V带，n1970rmin，dd1160mm，查表13-3得P0=2.70 kW；由i2.5，查表13-5得 P0 0.3kW；由1163， 查表13-7得K0.953；由Ld=2500

17、 mm，查表13-2得KL=1.03。则 5 . 403. 1953. 0) 3 . 070. 2(2 .13)(00LCKKPPPz取z=5根。 0根据式(13-17)有 2015 . 2500qvkvzPFC查表13-1得q=0.17kgm，故 NqvkvzPFC27513. 817. 01953. 05 . 2513. 82 .1350015 . 2500220 FQ。 根据式(13-18)有 NzFFQ8 .27192163sin275522sin210：选用：选用5根根B型型V带。中心距带。中心距a=801mm，带轮直径带轮直径dd1=160mm，dd2=400mm，轴上压力，轴上压力FQ =2719.8N13.6 V带轮材料和结构带轮材料和结构 带轮通常由三部分组成：带轮通常由三部分组成：轮缘轮缘(用以安装传动带用以安装传动带)、 轮毂轮毂(与轴联接与轴联接)、 轮辐或腹