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行业新闻

V带传动的设计计算

      发布时间：2015-06-21

9.4.1 失效形式和设计准则
带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏，因此，带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。
 
9.4.2 单根V带的基本额定功率
为保证带不出现打滑，必须限制带所传递的圆周力，使之不超过最大有效拉力，即≤；为保证V带有足够的寿命，必须使带工作时的最大应力小于或等于带的许用应力，即≤［］。根据既不打滑又有一定疲劳寿命这两个条件，在特定的条件下得到的单根V带所能传递的功率称为单根V带的基本额定功率。
 
9.4.3 原始数据及设计内容

通常情况下设计V带传动时已知的原始数据有：① 传递的功率P；② 主动轮、从动轮的转速、；③ 传动的用途和工作条件；④ 传动的位置要求，原动机种类等。

设计内容主要包括：带的型号、基准长度、根数、传动中心距、带轮直径及结构尺寸、轴上压力等。
 
9.4.4 设计步骤及参数选择
1. 确定设计功率

根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等因素来确定设计功率 , kW 式中——传递的额定功率，kW；——工作情况系数

2. 选择带型

根据设计功率和小带轮转速由下图选定带型。

普通v带选型图

窄v带选型图

3. 确定带轮的基准直径和

(1) 初选小带轮的基准直径

带轮直径愈小，结构愈紧凑，但带的弯曲应力增大，寿命降低，而且带的速度也降低，单根带的基本额定功率减小，所以小带轮的基准直径不宜选得太小。

(2) 验算带的速度

由 来计算带的速度，并满足5 m/s≤≤。对于普通V带，＝25～30 m/s；对于窄V带，＝35～40 m/s。如＞，则离心力过大，即应减小；如过小(＜5 m/s)，这将使所需的有效圆周力过大，即所需带的根数过多，于是带轮的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大，故过小时应增大。
(3) 计算从动轮的基准直径
=，并按V带轮的基准直径系列进行圆整。

4. 确定中心距和带的基准长度

带传动的中心距如过大，会引起带的抖动，且传动尺寸也不紧凑；中心距如过小，带的长度愈短，带的应力变化也就愈频繁，会加速带的疲劳破坏，当传动比较大时，中心距太小将导致包角过小，降低传动能力。

如果中心距未给出，可根据传动的结构需要按下式给定的范围初定中心距

取定后，根据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准长度

根据选取相近的基准长度，再根据来计算实际中心距。带传动实际中心距用下式计算

式中 ,mm ； ,；

由于带传动的中心距一般是可以调整的，故可近似计算
考虑到安装调整和张紧的需要，实际中心距的变动范围为

5. 验算小带轮包角
根据包角计算公式及对包角的要求，应保证

如太小，则应增大中心距，或增设张紧轮。

6. 确定带的根数z

根据给出的单根V带的基本额定功率是在特定条件下（＝180°、特定的基准长度）得出的，实际工作条件与上述条件不同时，应对值进行修正，以求得实际工作条件下，单根V带的许用功率［］，其计算公式为

KW
式中——基本额定功率增量。由于≠1时，带在大带轮上的弯曲应力较小，故在寿命相同的条件下，可增大传递的功率。
——包角系数，考虑≠180时对传动能力的影响
——长度系数，考虑带的基准长度不为特定长度时对传动能力的影响
V带的根数

在确定V带的根数时，为了使各根V带受力均匀，根数不应过多，一般以不超过8～10根为宜，否则应改选带的型号，重新计算。

7. 确定带的初拉力

单根V带所需的初拉力为 N
由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的初拉力应为上述初拉力的1.5倍。

在带传动中，初拉力是通过在两带轮的切点跨距的中点M处，加上一个垂直于两轮上部外公切线的适当载荷G（见下图），使沿跨距每长100 mm所产生的挠度y为1.6 mm来控制的。G值可查阅有关机械设计手册。

初拉力的测定

带传动对轴的拉力

8. 计算对轴的压力
为了设计安装带传动的轴和轴承，必须确定带传动作用在轴上的径向压力。如果不考虑带的两边拉力差，则压轴力可近似地按带两边的初拉力的合力来计算，由图可得
N

9. 带轮的结构设计
确定带轮的材料、结构尺寸和加工要求，绘制带轮工作图。

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