第13章帶傳動和鏈傳動人生最大的快樂不在于占有什么，而在于追求什么的過程?！旧?3.5V帶傳動的設計計算13.5.1設計準則和單根V帶額定功率1.設計準則

由于帶傳動的主要失效形式是打滑和疲勞破壞，因此帶傳動的設計準則是：在保證帶傳動不打滑的條件下，使V帶具有一定的疲勞強度。

2.單根V帶額定功率單根V帶所能傳遞的功率與帶的型號、長度、帶速、帶輪直徑、包角大小以及載荷性質(zhì)等有關。為了便于設計，測得在載荷平穩(wěn)、包角為180°及特定長度的實驗條件下，單根V帶在保證不打滑并具有一定壽命時所能傳遞的功率P0(kW)，稱為額定功率。各種型號的P0值見表13-3。

表13-3單根普通V帶的基本額定功率P0

(α1=α2=180°，特定長度，載荷平穩(wěn))單位：kW表13-3單根普通V帶的基本額定功率P0

當實際使用條件與實驗條件不符合時，此值應當加以修正，修正后即得實際工作條件下單根V帶所能傳遞的功率［P］的計算公式如下：［P］=(P0+ΔP0)KαKL

(13-14)式中：Kα——包角系數(shù)，考慮不同包角對傳動能力的影響，其值見表13-7；

KL——長度系數(shù)，考慮不同帶長對傳動能力的影響，其值見表13-2；ΔP0——功率增量(kW)，考慮傳動比i≠1時帶在大帶輪上的彎曲應力較小，從而使P0值有所提高，ΔP0值見表13-5。表13-7包角系數(shù)Kα

表13-5單根普通V帶i≠1時額定功率的增量ΔP0單位：kW表13-5單根普通V帶i≠1時額定功率的增量ΔP0單位：kW一、設計計算內(nèi)容：１．已知條件：已知：原動機的類型、帶傳動的用途和工作條件、所需傳遞的功率小帶輪和大帶輪的轉(zhuǎn)速或傳動比、對傳動的位置及外廓尺寸的要求。２．內(nèi)容：V帶傳動設計計算的內(nèi)容包括傳動帶和帶輪兩部分。傳動帶設計計算的內(nèi)容：選擇傳動帶的型號，確定傳動帶的基準長度和根數(shù)，計算傳動的中心距和壓軸力等。帶輪設計計算的內(nèi)容：確定帶輪的基準直徑和結(jié)構，計算帶輪的輪槽尺寸等。13.5.2V帶的設計步驟

1.確定設計功率PC

2.選擇帶型

3.確定帶輪的基準直徑dd1、dd2

4.確定中心距和帶長5.驗算小帶輪包角α16.確定V帶根數(shù)z

7.計算初拉力F0和軸上壓力FQ

8.帶輪設計（確定結(jié)構類型、結(jié)構尺寸、輪槽尺寸、材料，畫出帶輪工作圖）二、設計步驟1.確定設計功率PC設計功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率再考慮載荷性質(zhì)、原動機類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素而確定的，表達式如下。PC=KAP

式中:P——所需傳遞的名義功率，kW；

KA——工作情況系數(shù)，按表13-8選取。表13-8工作情況系數(shù)KA

2.選擇帶型：V帶的帶型可根據(jù)設計功率PC和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由圖13-15選取。圖13-15普通V帶選型圖3.確定帶輪的基準直徑dd1、dd2(1)選取小帶輪基準直徑dd1。帶輪直徑越小，則帶的彎曲應力越大，易于疲勞破壞。V帶輪的最小直徑ddmin見表13-9。選擇較小直徑的帶輪，傳動裝置外廓尺寸小、重量輕；而帶輪直徑增大，則可提高帶速、減小帶的拉力，從而可能減少V帶的根數(shù)，但這樣將增大傳動尺寸。設計時可參考圖13-15中給出的帶輪直徑范圍按標準取值。表13-9V帶輪的最小直徑注：帶輪的基準直徑系列是2022.4252831.535.540455056637175808590951001061121181251321401501601701802002122242362502652803003153353754004254504755005305606006306707107508009001000106011201250160020002500(2)驗算帶的速度。一般在v=5～25m/s內(nèi)選取，以v=20～25m/s最有利。對Y、Z、A、B、C型帶vmax=25m/s，對D、E型帶，vmax=30m/s。如v＞vmax，應減小dd。式中：V的單位m/s;dd1的單位為mm;n1的單位為r/min.（3）確定大帶輪的基準直徑dd2。 計算后也應按表13-8直徑系列值圓整。當要求傳動比精確時，應考慮滑動系數(shù)ε來計算輪徑，此時dd2可不圓整。通常取ε=0.02。4.確定中心距和帶長當中心距較小時，傳動較為緊湊，但帶長也減小，在單位時間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)增多，即帶內(nèi)應力循環(huán)次數(shù)增加，會降低帶的壽命。而中心距過大時則傳動的外廓尺寸大，且高速時容易引起帶的顫動，影響正常工作。

一般推薦按下式初步確定中心距a0，即a0=(0.7～2)(dd1+dd2)初選a0后，可根據(jù)下式計算V帶的初選長度L0。(13-2)根據(jù)初選長度L0，由表13-2選取與L0相近的基準長度Ld，作為所選帶的長度，然后就可以計算出實際中心距a，即(13-16)考慮到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應給中心距留出一定的調(diào)整余量。中心距的變動范圍為課本p2205.驗算小帶輪包角α1(13-1)一般要求α1≥120°否則應適當增大中心距或減小傳動比，也可以加張緊輪。（增大包角和增大摩擦系數(shù)，都可提高帶傳動所能傳遞的圓周力）6.確定V帶根數(shù)z

(13-15)帶的根數(shù)z應圓整，為使各根帶受力均勻，其根數(shù)不宜過多，一般取z＝2～5根為宜，最多不能超過8～10根，否則應改選型號或加大帶輪直徑后重新設計。7.計算初拉力F0和軸上壓力FQ（1）初拉力。初拉力F0過小，則產(chǎn)生的摩擦力小，傳動易打滑。初拉力愈大，帶對輪面的正壓力和摩擦力也愈大，不易打滑，即傳遞載荷的能力愈大； 但初拉力過大會增大帶的拉應力，從而降低帶的疲勞強度，同時作用在軸上的載荷也大，故初拉力的大小應適當?？紤]離心力的影響時，單根V帶的初拉力可按下式計算(13-17)Kα——包角系數(shù)，考慮不同包角對傳動能力的影響，其值見表13-7；（2）軸上壓力。帶的張緊對安裝帶輪的軸和軸承來說，會影響其強度和壽命。因此必須確定作用在軸上的徑向壓力FQ，為了簡化計算，通常不考慮松邊、緊邊的拉力差，近似按帶兩邊的初拉力的合力來計算。由圖13-11可知計算壓軸力是為了校核軸的剛性

8.帶輪設計帶輪設計包括以下內(nèi)容：確定結(jié)構類型、結(jié)構尺寸、輪槽尺寸、材料，畫出帶輪工作圖。

9.寫出設計結(jié)果選用

根

類型的

帶，中心距a=

mm，帶輪直徑dd1=

mm

、dd2=

mm，初拉力F0=

N，軸上壓力FQ=

N。

【例1】試設計帶式輸送機的V帶傳動，采用三相異步電機Y160L—6，其額定功率P＝11kW，轉(zhuǎn)速n1＝970r/min，傳動比i=2.5，兩班制工作。

解

(1)確定計算功率PC，選取V帶類型。查表13-8得工作情況系數(shù)KA=1.2，根據(jù)式(13-17)有PC=KAP=1.2×11=13.2kW根據(jù)FC＝13.2kW、n1＝970r/min，從圖13-15中選用B型普通V帶。(2)確定帶輪基準直徑dd1與dd2

。由表13-9查得主動輪的最小基準直徑dd1min=125mm，根據(jù)帶輪的基準直徑系列，取dd1＝160mm。根據(jù)式(13-9)，計算從動輪基準直徑dd2=dd1i=160×2.5=400mm根據(jù)基準直徑系列，取dd2=400mm。(3)驗算帶的速度。根據(jù)下式有速度在5m/s～25m/s內(nèi)，合適。(4)確定普通V帶的基準長度和傳動中心距。根據(jù)式初步確定中心距a0=800mm。根據(jù)式(13-20)計算帶的初選長度a0=(0.7～2)(dd1+dd2)根據(jù)表13-2選帶的基準長度Ld=2500mm。根據(jù)式(13-16)，帶的實際中心距a

根據(jù)式13-22可知，中心距可調(diào)整范圍為(5)驗算主動輪上的包角α1。根據(jù)式(13-1)有主動輪上的包角合適。(6)計算V帶的根數(shù)z。根據(jù)式(13-15)由B型普通V帶，n1＝970r／min，dd1＝160mm，查表13-3得P0=2.70kW；由i＝2.5，查表13-5得ΔP0＝0.3kW；由α1＝163°，查表13-7得Kα＝0.953；由Ld=2500mm，查表13-2得KL=1.03。則取z=5根。(7)計算初拉力F0。根據(jù)式(13-17)有查表13-1得q=0.17kg／m，故

(8)計算作用在軸上的壓力FQ。根據(jù)式(13-18)有（9）帶輪結(jié)構設計與技術設計，畫帶輪工作圖。（10）設計結(jié)果：選用5根B型V帶。中心距a=801mm，帶輪直徑dd1=160mm，dd2=400mm，軸上壓力FQ=2719.8N設計一設計某機床用普通V帶傳動。已知電動機額定功率P=8kw，轉(zhuǎn)速n1=1480r/min，從動軸轉(zhuǎn)速n2=650r/min，每天工作兩班制。設計二設計某鼓風機用普通V帶傳動。已知電動機額定功率P=10kw，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，從動軸轉(zhuǎn)速n2=400r/min，中心距約1500mm，每天工作24h。13.6V帶輪材料和結(jié)構帶輪通常由三部分組成：輪緣(用以安裝傳動帶)、輪轂(與軸聯(lián)接)、輪輻或腹板(聯(lián)接輪緣和輪轂)。

帶輪設計

帶輪設計包括以下內(nèi)容：確定結(jié)構類型、結(jié)構尺寸、輪槽尺寸、材料，畫出帶輪工作圖。 (P219)帶輪的常用材料是鑄鐵當帶速v≤25m/s時，可用HT150；當帶速v=25~30m/s時，可用HT200；當帶速v＞35m/s時，可用鑄鋼；小功率時可用鑄鋁或工程塑料。帶輪的材料（1）實心輪用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時)；（2）腹板輪用于中小尺寸的帶輪(