机械设计V带传动设计及其计算

一、作业题带式运输机原始数据机器工作平稳、单向回转、成批生产根据学号次序，选择1号题目设计。

二、工作量1、传动装置的运动学计算及带传动计算；2、带轮工作图；3、计算说明书三、电机型号选择根据方案3已知数据 2.2,1420/min m m P kW n r ==，由参考资料2，P164表15.1， 选用Y100L1-4型三相异步电机。

四、设计计算说明1、 确定设计功率d A P K P =，式中，d P ——设计功率，kW ；P ——名义功率，kW ；A K ——电机工作状况系数；带式运输机需要传递的名义功率 2.2P kW = ，每天连续工作时间为16小时，设计寿命为3年；机器工作平稳，载荷变动较小，单向回转；综合以上因素，由参考资料1，P102表7.6，选取工作状况系数 1.3A K =；代入数据，则得，1.32.2 2.86d A P K P kW ==⨯=2、选取V 带带型已有设计功率 2.86d P kW =，小带轮转速11420/min n r =，由参考资料1，P103图7.11，查得选用A 型V 带。

3、确定带轮基准直径传动带中弯曲应力变化最大，是引起疲劳破坏的主要因素。

带轮直径愈大，弯曲应力愈大，因此，为减小弯曲应力一般采用较大的小带轮直径1d d ，但是1d d 过大，传动装置的结构尺寸也将显著增大。

所以如果没有特殊要求，一般选取1d d 大于等于许用最小带轮基准直径min d d 。

由参考资料1，P103表7.7，A 型V 带带轮最小基准直径min 75d d mm =，并且对于A 型V 带带轮，一般有带轮基准直径140d d ≤，所以选取小带轮基准直径1100d d mm =；那么大带轮基准直径2d d 则可按下式计算，21(1)d d d i d ε=-式中：ε——带传动滑动系数；i ——带传动传动比；代入数据0.02, 2.3i ε==，则有，21(1)(10.02) 2.3100225.4d d d i d mm ε=-=-⨯⨯=由参考资料1，P102表7.3，标准化之后选取2224d d mm =。

机械设计说明书设计题目：V带轮传动设计班级：学号：设计人：完成日期：2012 年12 月12 日目录第一章普通V带传动设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)第二章轴径的设计......................................... (5)一、主动轮轴材料的选择 (5)二、主动轮轴的设计及校核 (5)三、从动轮轴材料的选择...................................... . . (6)四、从动轮轴的设计及校核 (6)第三章V带轮的结构设计 (7)一、主动带轮的结构形式 (7)二、从动带轮的结构形式 (8)第四章键的选择及强度校核 (9)一、主动轮轴的键的设计及校核 (9)二、主动轮轴的键的设计及校核 (10)第五章装配图及爆炸图 (11)一、零件的爆炸图..............................................11二、零件的装备图..............................................12第六章设计总结......................................... (14)第七章参考文献......................................... (15)第一章 普通V 带传动设计1、确定计算功率p ca 由表8-7查工作系数A k =1.1，故p 1.11112.1ca A k p kw =⨯=⨯=2、选择V 带的带型根据p ca 、1n 由图可知选用A 型带3、确定带轮的基准直径1d d 并验算带轮带速V①初选主动带轮的基准直径1d d取主动带轮的基准直径1d d =140mm②验算带速V11 3.14140144010.55m /601000601000d d n V s π⨯⨯===⨯⨯因为5 m/s<V<30 m/s ,故带轮合适 ③计算从动带轮的基准直径2d d212140280d d d i d =⨯=⨯=，圆整2280d d mm =实际传动比2112802140d d d i d ===122100%100%0%5%i 2i i δ--=⨯=⨯=<±故1140d d mm =，2280d d mm =合适4、确定V 带的中心距a 和基准长度d L①根据120120.7()2()d d d d d d a d d +≤≤+，即取0500a mm =②计算带所需的长度2120120()2()1669.224d d do d d d d L a d d mm a π+≈+++=由表8-2选带的基准长度1600dL mm =③计算实际中心距a016001669.2500465.422d do L L a a mm --≈+=+=，圆整中心距465a mm = min 0.0154650.0151600441d a a L mm =-=-⨯=max 0.034650.031600513d a a L mm =+=+⨯=中心距的变化围为441 ~513mm5、验算主动带轮上的包角1α11257.357.3180()180(280140)163120a 465d d d d α≈--⨯=--⨯=≥故合适 6计算带的根数Z① 计算单根V 带的额定功率p rp 2.28o kw =，p 0.17o kw ∆=，0.96k α=，0.99L k =00p (p +p )(2.28+0.17)0.960.99 2.33r L k k kw α=∆=⨯⨯=② 计算V 带的根数Zp 12.1 5.2p 2.33ca r z ===，所以z=6根7、计算单根V 带的初拉力的最小值0min (F )由表8-3得A 型带的单位长度质量0.1/q kg m =，所以220min(2.5-)p (2.5-0.96)12.1(F )5005000.110.55164.450.96610.55ca k qv Nk z v α∂⨯=⨯+=⨯+⨯=⨯⨯应使带的实际初拉力00min F (F )164.45N ≥=8、计算压轴力F p压轴的最小值为1min 0min 163(F )2(F )sin26164.45sin 195222p z N α==⨯⨯⨯=第二章 轴径的设计一、主动轮轴材料的选择：选用材料：45号钢， 最小直径：min 1.03d ≥ 二、主动轮轴的设计及校核①主动轮轴直径的确定：最小直径：min 1.0322.3d mm ≥= 圆整并取min30d mm =②主动轮轴的结构数据、形式如下图：③主动轮轴的强度校核：13312.1950000950000144014.860.20.230TP T n MP W d τ⨯====⨯ 114.86[]30T MP MP ττ=≤=故主动轮轴满足强度要求三、主动轮轴材料的选择：选用材料：45号钢，最小直径：3min 110 1.03pd n≥ 四、从动轮轴的设计及校核①从动轮轴的直径确定最小直径：3min 111.0328.11720d mm ≥=圆整并取min50d mm=②从动轮轴的结构数据、形式如下图：③从动轮轴的强度校核：13312.1950000950000720 6.420.20.250TPT nMPW dτ⨯====⨯16.42[]30TMP MPττ=≤=故从动轮轴满足强度要求第三章V带轮的结构设计一、主动带轮的结构形式①主动带轮基准直径1140300dd mm mm=≤，故采用腹板式②主动带轮的设计结构数据：1140dd mm=，6z=，b11.0dmm=15e mm =，min 2.75a h mm =，min 8.7f h mm =min 9f mm =，(1)293B z e f mm =-+=21402 2.75145.5a d a d d h mm =+=+⨯=③主动带轮的设计结构图：二、从动带轮的结构形式①从动带轮基准直径2280300d d mm mm =≤，故采用腹板式 ②从动带轮的设计结构数据：2280d d mm =，6z =，b 11.0d mm =15e mm =，min 9f mm =，min 8.7f h mm =min 2.75a h mm =，(1)293B z e f mm =-+=22802 2.75285.5a d a d d h mm =+=+⨯=③从动带轮的设计结构图：第四章 键的选择及强度校核一、主动轮轴的键的设计及校核：①键的选择：主动轮轴采用A型圆头平键因为主动轮轴的直径130mmd=由表6-1可知b h108⨯=⨯键宽键高，取L=70mm 主动轮轴键的标记为：/GB T1096 10870⨯⨯键②轴的键型结构：③键的强度校核：根据带轮材料和轴的材料为钢，且具有载荷变动微小由表6-2，取需用应力[]110pMPσ=该键的工作长度为701060l L b mm=-=-=键与轮毂键槽的接触高度/24k h mm==键所传递的转矩：1112.19550955080.251440PT MPn==⨯=故挤压应力：331210280.251022.346030pTMPkldσ⨯⨯⨯===⨯⨯因为22.3[]110p pMP MPσσ=<=，故合适二、从动轮轴的键的设计及校核：①键的选择：从动轮轴采用A型圆头平键因为从动轮轴的直径250d mm=由表6-1可知⨯⨯键宽b键高h=1610，取L=70mm 主动轮轴键的标记为：/GB T1096 1070⨯⨯键16②轴的键型结构：③键的强度校核：根据带轮材料和轴的材料为钢，且具有载荷变动微小由表6-2，取需用应力[]110pMPσ=该键的工作长度为701654l L b mm=-=-=键与轮毂键槽的接触高度/25k h mm==2212.195509550160.5720PT MPn==⨯=故挤压应力：3322102160.51023.7855450pTMPkldσ⨯⨯⨯===⨯⨯因为23.78[]110p p MP MP σσ=<=，故合适第五章 装配图及爆炸图一、零件的爆炸图：二、零件的装配图如下所示：第六章设计总结本设计共分为四部分：第一部分为V带的设计，主要确定V带的类型、结构形式以及主动轮和从动轮的直径、中心距、带的长度；第二部分为带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径和带轮转速，确定带轮的材料、结构形式，以及轮槽、轮辐和轮毂的几何尺寸；第三部分为有关轴径的设计，确定轴径的大小并对其校核；第四部分为键的设计及校核，包括键类型的选择、键尺寸参数的确定并对其校核。

机械设计设计说明书设计题目：V带传动设计机械与能源工程学院机械设计制造及其自动化专业班级学号设计人指导老师李兴华完成日期2012 年 3 月24 日同济大学目录1.确定计算功率P ca (2)2.选择V带的类型 (2)3.确定带轮的基准直径d d并验算带速v (2)4.确定V带的中心距a和基准长度L d (2)5.验算小带轮上的包角α1 (3)6.计算带的根数z (3)7.计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min (3)8.计算压轴力F P (3)9.设计结果 (3)10.带轮结构设计 (4)11.设计小结 (5)12.参考文献 (5)根数：4根带长：L d =2000 mm带轮基准直径：d d1=118 mm d d2=250 mm带传动中心距：a=708 mm作用在轴上的压力：（F p）min=1123 N10.带轮结构设计1）带轮材料的选择。

本设计中转速要求不高，故材料选用铸铁，牌号为HT150。

2）带轮的结构形式。

本方案中小带轮基准直径为118mm，为中小尺寸（d d≤300mm），故选用腹板轮。

3）轮槽截面尺寸（部分）如下。

查表8-10及表9-1（机械设计课程设计书）得各数据：轮槽截面尺寸尺寸大小（mm）b d11.0h a 2.75h f8.7e15f10ψ34°δ6c10d168B65l82对小带轮：d d1=118 mm,d a1=2×h a+d d1=123.5 mm对大带轮：d d2=250 mm,d a1=2×h a+d d2=255.5 mm4）键槽尺寸如下。

查表14-1（机械设计课程设计书）得各数据：键槽截面尺寸尺寸大小（mm）d38h8b10t 5.0t1 3.311.设计小结通过本次设计，我了解了V带设计的基本方法和步骤，为以后的学习和实践打下了坚实的基础。

在完成本次设计的过程中，我体会到了设计的严谨性，有时候稍不注意就容易设计出错，导致前后矛盾，使设计出现各种问题。

机械设计课程设计v带的设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握V带的基本结构、工作原理及其在机械设计中的应用；2. 了解V带的材料、型号及选用原则，能够根据实际需求选择合适的V带；3. 掌握V带的设计计算方法，能够进行简单的V带传动设计。

技能目标：1. 培养学生运用V带设计原理解决实际问题的能力；2. 提高学生查阅资料、分析问题和动手实践的能力；3. 培养学生团队协作和沟通表达的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计学科的兴趣，激发他们探索机械领域奥秘的热情；2. 培养学生严谨、求实的科学态度，注重实践和创新；3. 培养学生关注环保和节能，了解V带在节能减排方面的作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握V带设计基本知识的基础上，提高解决实际问题的能力，培养他们团队合作和沟通表达的技巧。

通过本课程的学习，学生能够将理论知识与实践相结合，为未来的机械设计工作打下坚实基础。

二、教学内容1. V带的基本概念与结构- V带的定义、类型及结构特点；- V带各部分的作用及工作原理。

2. V带材料与型号- 常用V带的材料及其性能；- V带的型号及选用原则；- 不同型号V带的适用场合。

3. V带设计计算- V带传动的设计步骤和方法；- 功率和速度的计算；- V带尺寸的选择与校核；- V带寿命预估。

4. V带传动设计实例分析- 分析实际案例，理解V带设计过程；- 掌握V带设计中的注意事项；- 介绍V带设计软件及其应用。

5. V带应用与维护- V带在机械设计中的应用案例分析；- V带的安装、调试与维护；- V带故障分析与排除。

教学内容根据课程目标进行科学性和系统性组织，按照教学大纲的安排，使学生能够循序渐进地掌握V带设计的相关知识。

本章节内容与教材紧密关联，确保学生能够将所学知识应用于实际工程中，提高解决实际问题的能力。

三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对V带的基本概念、结构、材料与型号等基础知识进行系统讲解，确保学生掌握基本理论；- 结合教材，详细讲解V带设计计算方法，引导学生理解并运用到实际设计中。

V带传动的设计计算设计计算是指根据给定的参数和条件，计算出V带传动所需的各种尺寸和性能指标。

V带传动是一种常见的传动方式，广泛应用于各种机械设备中，如风机、水泵、发电机等。

下面将详细介绍V带传动的设计计算内容。

1.功率计算首先需要根据传动装置的输入和输出功率来计算V带传动所能传输的功率。

功率计算公式为：P=(T₁-T₂)×ω，其中P为功率，T₁和T₂为传动装置的转矩，ω为角速度。

根据输入和输出轴的转速、转矩以及效率，可以计算出传动装置的输入和输出功率。

2.带速计算带速是指带传动时带的线速度，常用单位为m/s。

带速计算公式为：V=π×D×n，其中V为带速，D为驱动轮的直径，n为驱动轮的转速。

根据传动装置的转速和直径，可以计算出V带传动的带速。

3.力计算对于V带传动来说，力是计算中的重要指标，既要满足传动所需的驱动力，又要确保带的正常工作。

力的计算公式为：F=T×K，其中F为力，T为带的拉紧力，K为带的侧压系数。

根据带的拉紧力和侧压系数，可以计算出V带传动所需的力。

4.弯曲应力计算弯曲应力是指带在受力时产生的弯曲应力，对带的弯曲疲劳寿命和使用寿命有重要影响。

弯曲应力计算公式为：σ=f×z×y，其中σ为弯曲应力，f为受力系数，z为带的截面形状系数，y为受力位置系数。

根据受力系数、带的截面形状系数和受力位置系数，可以计算出V带传动所产生的弯曲应力。

5.带长计算带长是指带传动时带的周长，常用单位为mm。

带长计算公式为：L = 2 × (C + π × (D₁ + D₂) / 2) ，其中L为带长，C为中心距，D₁和D₂为驱动轮和从动轮的直径。

根据中心距和驱动轮和从动轮的直径，可以计算出V带传动所需的带长。

除了以上的计算内容，还需要注意V带传动的自动对中和拼接长度等问题，并根据实际应用情况选择合适的带型、带宽和驱动轮和从动轮的材料，以及进行带的张紧和对中调整。

07-4V带传动设计计算的基本方法带传动设计过程一般是首先选择带传动的类型，依次为确定型号、带的根数和传动参数。

这种设计方法通常称为选择型设计。

带传动类型的选择主要依据带传动的实际工况、环境要求和空间尺寸等需求，合理选定带的类型。

通常设计给出的已知条件为：传递功率、带轮转速和载荷性质。

设计计算过程如下：1、确定设计功率P d（kW）PKPAd式中：—设计功率；Pd—工况系数，见附表１３；KAP—传递功率2、初选带型根据设计功率P d和主动带轮转速n1，按照带选型图初选带的型号。

选型见附录图。

3、确定带轮直径主动带轮直径d d1不宜过小，为了减小带的弯曲应力，保证带的 寿命，一般取d d1≥d dmin 。

对于普通V 带和窄V 带的最小基准直径d dmin 见附表6。

从动带轮 ，式中滑动率 可取0.01～0.03。

)1(1212ε-=d d d n n d ε计算出的带轮直径d d 需按照V 带带轮基准直径系列进行圆整。

4、计算带速Nach Gl.(16.16) ist somit annähemd konstanten Größen P=f(v). Beikleinen Riemengeschwindigkeiten ist der Einfluß derFliehkraftspannung σf relativ klein, so daß P mit steigenderRiemengeschwindigkeit bis auf den Maximalwert P max (bei deroptimalen Geschwindigket v opt) zunimmt und dann bis auf Nullwieder abfällt.摘自：《Roloff/Matek Maschinenelenmente》,p705设计时，一般概略地选取带速v为5～25m/s。

机械设计V带传动设计及其计算V带传动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种机械设备中。

其主要优点是结构简单，传动效率高，能够传递较大的功率，并且具有噪音小、寿命长等优点。

下面将详细介绍V带传动的设计及计算方法。

首先需要确定V带传动的工作条件，包括传动比、传动功率以及工作速度等。

根据这些工作条件，可以选择合适的V带型号和尺寸。

目前市场上常见的V带型号有Z、A、B、C、D等，它们的截面形状不同，也适用于不同的传动功率范围。

根据工作条件，选择合适的V带型号和尺寸是设计的第一步。

黏着力=功率/带速其中，黏着力的单位是牛顿(N)，功率的单位是瓦特(W)，带速的单位是米/秒(m/s)。

根据黏着力的计算结果，可以选择合适的V带张紧力。

一般情况下，V带的张紧力为传动黏着力的1.7倍。

然后需要计算V带的张紧力。

张紧力是指保持V带传动紧密连接的力，用来防止滑动和跳齿。

张紧力的计算公式如下：张紧力=动力传递功率/带速其中，张紧力的单位是牛顿(N)，传递功率的单位是瓦特(W)，带速的单位是米/秒(m/s)。

根据张紧力的计算结果，可以选择合适的张紧轮直径和张紧力调整装置。

最后需要计算V带的寿命，并根据寿命选择合适的V带材料和质量。

V带的寿命可以根据以下公式计算：寿命=(C×10^6)/(P×v)其中，寿命的单位是小时(h)，C是V带的寿命系数(一般为1000-4000)，P是传动功率的单位(kW)，v是带速的单位(m/s)。

根据寿命的计算结果，可以选择合适的V带材料和质量。

综上所述，V带传动的设计及计算包括选择合适的V带型号和尺寸、计算黏着力和张紧力、选择合适的张紧轮直径和张紧力调整装置，以及计算V带的寿命并选择合适的材料和质量。

这些步骤可以确保V带传动在工作过程中能够稳定可靠地传递功率，延长传动寿命。

V带传动的设计计算V带传动是一种常用的机械传动方式，广泛应用于各个行业。

其简单、可靠、易维护的特点使其成为首选的传动方式之一、本文将对V带传动的设计计算进行详细介绍。

V带传动由带轮和V带组成。

带轮有两种类型：主动带轮和从动带轮。

主动带轮通过电机或发动机的旋转力矩带动V带旋转，从而传递动力；从动带轮则根据主动带轮的旋转而转动其他部件。

V带是通过摩擦力将扭矩从主动带轮传递到从动带轮的。

首先，我们需要计算V带传动的传动比。

传动比是指主动带轮的转速和从动带轮的转速之比。

常用的传动比记为i，即：i=N2/N1其中，N1为主动带轮的转速，N2为从动带轮的转速。

如果已知带轮的直径D1和D2，可以通过带轮的周速度计算转速，即：N1=v/(π*D1/1000)N2=i*N1其中，v为V带的线速度，一般取1.5-3m/s。

接下来，我们需要计算所需的V带长度。

V带长度的计算公式如下：L=2*(C+1.57*(D1+D2)+((D2-D1)²-c²)/(4*c))其中，C为两个带轮中心距离，c为两个带轮的上窝高度之差，D1和D2为两个带轮的直径。

然后，我们需要计算V带的传动功率。

V带的传动功率取决于主动带轮的功率和传动效率。

传动功率的计算公式如下：P=P1*η其中，P为V带的传动功率，P1为主动带轮的功率，η为传动效率。

一般传动效率可取0.95-0.98最后，我们需要选择合适的V带和带轮。

选择V带应根据传动功率来确定，通过查阅V带的选型手册或相关标准来选择合适的型号。

选择带轮应根据带轮的材质、直径和结构来确定，通过查阅带轮的设计手册或相关标准来选择合适的型号。

V带传动设计计算,电机额定功率P,传动比i 已知电机转速n11.确定计算功率P d(1)按工作情况确定工况因数K A（2）计算功率Pd =KA*P2.选择V带型号(GB13575.1-2008)3.确定V带轮基准直径d1 d2（GB/T 1154—1997）V带轮型号Y Z A B C D E dmin20 50 75 125 200 355 500基准直径系列28、31.5、35.5、40、45、50、56、63、71、80、90、100 112、125、132、140、150、160、180、200、224、250、280、315、355、400、500、630由上表确定出小带轮基准直径d 1后，根据皮带传动传动比计算公式：d 1*n 1=d 2*n 2算出另一皮带轮基准直径d 2然后由上表选取该皮带轮基准直径。

4.验算带速(1)V=(3.14*d 1*n 1)/(60*1000) (单位m/s) (2)判断该速度是否在5–25m/s 范围内 5.初定中心距a 0对于V 带传动，中心距a 一般可取0.55(d 1+d 2)+h ≤a 0≤2(d 1+d 2) ( h 为V 带的高度 ) 6.确定带的基准长度Ld(1) Ld 0=2a 0+2π(d 1+d 2)+02124)(a d d -(2) 由GB/T13573-2008选择带的基准长度Ld 7.确定实际中心距aa=a 0+0.5(Ld-Ld 0)考虑安装和调整要求，带传动中心距的变动范围为(a-0.015Ld)~(a+0.03Ld) （设计时设计成中心距可调式） 8.验算小带轮包角α(1)α=180-57.3*α12d d -(2) 判断α是否大于120度9.确定带的根数ZZ ≥][1P P d =LdKK P P P α)(11∆+由上式算出结果后，将z 圆整取整数。

注意，带的根数不得超过下表的规定。

V 带最多使用根数V 带型号 Y Z A B C D E Z MAX1256889普通V带和窄V带。

设计V型带传动
一、设计题目及数据
机。

二、设计工作量
1.设计计算说明书。

包括选择V型带型号、材料、长度与根数；带轮直径及中心距；计算初拉力与压轴力等。

2．大带轮的零件工作图。

要求注出表面粗糙度、尺寸公差、形位公差等。

三、设计指导
带传动的设计步骤比较完整成熟，要求按教材中的顺序进行．在设计时还须注意以下问题：
1、由输入功率和转速n1选择带的型号时，若介于两种型号中间的直线区附近时可以同时选择两种型号
进行设计、比较结果（带的根数、传动的结构尺寸大小等）选择最佳方案。

2、帘布结构V型带比化纤带应用更广泛，应当优先选用。

但化纤带承载能力高，若传动尺寸要求紧凑时，可采用化纤带。

3、直径D1时，如果要求结构紧凑，应取D1= Dmin （教材表6-7）；若尺寸不受限制，D1可取大些，对承载能力有利。

D1 D2按带轮直径系列圆整，其转速误差
不应大于5%。

4、中心距一般可以调整，所以可用20Lca L a a -+
≈计
算，并圆整成整数。

5、计算求出的带的根数应满足102<<z ，否则应改选型号，重新设计。

6、大带轮的轮辐部分之结构，由带轮直径D 选择。

绘制带轮工作图时注意非加工表面的圆角过渡，轮槽尺寸的标注应符合标准规定。

四、带轮零件工作图示例 见图2-1。

图2-1
V型带传动设计计算书
设计步骤公式计算结果
1 求计算功率P c K A= 1.5P c=6.0w
2 选取V带型号A型。