皮带轮设计

一、普通V带传动设计计算：

带传动靠摩擦力工作。当传递的圆周阻力超过带和带轮接触面上所能产生的最大摩擦力时，传动带将在带轮上产生打滑而使传动失效。另外，传动带在运行过程中由于受循环变应力的作用会产生疲劳破坏。因此，带传动的设计准则是：既要在工作中充分发挥其工作能力而又不打滑，同时还要求传动带有足够的疲劳强度，以保证一定的使用寿命。

1、确定设计功率：

KA——工况系数，查表―工况系数KA‖

P——传递的功率（kW）

查表7.6得工作情况系数KA＝1.2

计算得Pd＝2.64kW

2、选定带型：

根据Pd和n1，由下图查得，选取A型带。

3、确定大小带轮的基准直径dd1和dd2：

为了减小带的弯曲应力应采用较大的带轮直径，但这使传动的轮廓尺寸增大。一般取d1≥dmin，比规定的最小基准直径略大些。大带轮基准直径可按计算。大、小带轮直径一般均应按带轮基准直径系列圆整。

小带轮的基准直径按表《普通和窄V带轮（基准宽度制）直径系列》，选择dd1＝112mm，则由公式dd2=idd1（1-ε）（其中弹性滑动率ε＝0.02）可算出

dd2=230mm，dd2应按表―普通和窄V带轮（基准宽度制）直径系列‖选取标准值，查表得dd2=224mm，其传动比误差小于5％，故可用。

4、校验带速：

带入数据，得带速v＝5.51m/s。

满足普通V带vmin= 5，vmax=25～30。，故符合要求。

5、确定V带长度和中心距：

根据结构要求初定中心距a0。中心距小则结构紧凑，但使小带轮上包角减小，

降低带传动的工作能力，同时由于中心距小，V带的长度短，在一定速度下，单位时间内的应力循环次数增多而导致使用寿命的降低，所以中心距不宜取得太小。但也不宜太大，太大除有相反的利弊外，速度较高时还易引起带的颤动。

对于V带传动一般可取

0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)

初选a0＝230mm，V带初算的基准长度Ld0可根据几何关系由下式计算：

带入算得Ld0＝1001，选定相近的基准长度Ld＝1000。

然后确定实际中心距。由公式

带入数据，得：a＝230mm。

6、验算小带轮上的包角a1

小带轮上的包角a1可按下式计算：

带入数据，得＝152º，满足一般要求≥120°。

7、确定V带根数z

根据计算功率Pc由下式确定

Z≥

为使每根V带受力比较均匀，所以根数不宜太多，通常应小于10根，否则应改选V带型号，重新设计。

根据带型、i、dd1和n1查表《各种类型V带的额定功率》查得V带传递的额定功率P1＝0.95kW，传动比i≠1的额定功率增量ΔP1＝0.11kW。

Ka——小带轮包角修正系数，查表―小带轮包角修正系数Ka‖得Ka＝0.92 KL——带长修正系数，查表―带长修正系数KL‖得KL＝0.89

带入公式，得z≥3.04，不妨取z＝3。

8、各项力的计算：

A. 单根V带预紧力的计算

当的初拉力是保证带传动正常工作的重要因素之一。初拉力小，则摩擦力小，易出现打滑。反之，初拉力过大，会使V带的拉应力增加而降低寿命，并使轴和轴承的压力增大。对于非自动张紧的带传动，由于带的松驰作用，过高的初拉力也不易保持。为了保证所需的传递功率，又不出现打滑，并考虑离心力的不利影响时，单根V带适当的初拉力为

带入数据，得F0＝109N

B. 作用在轴上的压力Fr：

传动带的紧边拉力和松边拉力对轴产生压力，它等于紧边和松边拉力的向量和。但一般多用初拉力F0近似地用下式求得

式中a1–––小带轮上的包角；z–––V带根数。

带入数据，得Fr＝123N

二、带轮设计

对带轮的主要要求是重量轻、加工工艺性好、质量分布均匀、与普通V带接触的槽面应光洁，以减轻带的磨损。对于铸造和焊接带轮、内应力要小。

带轮由轮缘、轮幅和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，装在轴上的筒形部分称为轮毂，中间部分称为轮幅。

由于dd1＝112mm、dd2=224mm，查下表选择小带轮为实心式V带轮，大带轮为腹板式V带轮，材料为铸铁。查普通V带轮轮槽尺寸（GB/T13575.1-92）得：槽型A

基准宽度bp 11.0

基准线上槽深hamin 2.75

槽间距e 15±0.3

第一槽对称面至端面的距离f

最小轮缘厚 min 6

带轮宽B B=(z-1)e+2f=50mm z—轮槽数

槽轮角f 小带轮34°大带轮38°

根据《机械设计》上给出的结构尺寸经验公式，可得V带轮各部分尺寸：

dd＝112mm

da＝112+2.75*2＝117.5mm

＝6mm

he＝12mm

bd＝11mm

具体尺寸，详见附图一。

参考文献：

1、数字化手册委员会编机械设计手册（软件版）第三版北京：数字化手册委员会，2005

2、陈铁鸣主编机械设计第四版哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2006

3、金铃、刘玉光主编画法几何及机械制图第一版哈尔滨黑龙江人民出版社2003

4、张少实主编新编材料力学第一版北京：机械工业出版社2002