v带轮设计及其计算选型PPT学习教案

1、会计学1v带轮设计及其计算选型带轮设计及其计算选型 3-1 设计程序编制的特点和一般步骤一、机械零件设计计算的特点 计算项目多、计算步骤多 计算系数多 数据处理比较复杂 标准化的零件要按标准选取 要处理不符合设计要求的参数 要做多方案的分析比较第1页/共63页 3-1 设计程序编制的特点和一般步骤二、编制机械零件设计程序要注意的几个问题p 恰当的确定设计程序的功能和适用范围p 要认真分析和建立合适的数学模型p 要处理好参数数表和线图的存储和自动检索p 要在程序中处理好参数标准化的数据圆整p 要在程序中设置应变功能p 要合理选择设计变量，使同一程序中，在适当 改变变量时能提供不同的设计方案，供比

2、较选择第2页/共63页三、机械零件设计程序编制的一般步骤（1） 确定程序的适用范围和功能（2） 建立数学模型（3） 列出计算步骤和相应的计算公式（4） 建立设计程序的结构流程框图（5） 列出参数符号与程序变量名对照表（6） 编制数表与线图处理子程序（7） 编制设计计算程序（8） 调试并修改程序（9） 编写供用户使用的程序操作（使用）说明书n 设计程序编制的特点和一般步骤第3页/共63页一、熟悉机械设计中V带传动设计例题n V带传动设计程序的编制第4页/共63页二、设计程序的依据和功能n V带传动设计程序的编制 本程序是根据化学工业出版社机械设计手册（第二版）和高等教育出版社邱宣怀主编的机械设计

3、（第四版）中有关V带传动的设计资料而编制的。程序设计依据程序设计依据第5页/共63页二、设计程序的依据和功能n V带传动设计程序的编制 设计范围是：传递功率小于620KW，小带轮转速小于6700r/min,大带轮直径小于2500mm，V带内周长度小于16000mm。程序设计范围程序设计范围第6页/共63页二、设计程序的依据和功能n V带传动设计程序的编制 此设计程序能完成普通V带传动的全部设计计算（除带轮结构设计），包括选择带型、确定大小带轮直径、中心距、小带轮包角、胶带的根数，V带初拉力和作用在轴上的力等。程序功能程序功能第7页/共63页二、设计程序的依据和功能n V带传动设计程序的编制已知

4、条件为：已知条件及设计内容已知条件及设计内容传递功率 P (KW) 小带轮转速n1 (r/min)传动比 i (或大带轮转速n2(r/min)原动机种类、工作机载荷性质、每天工作小时数等第8页/共63页二、设计程序的依据和功能n V带传动设计程序的编制设计内容为：已知条件及设计内容已知条件及设计内容输入上述参数后，计算机计自动进入设计计算，并输出全部计算结果，包括：计算功率 Pc;V带型号;带长Ld;根数z;带轮基准直径dd1,dd2;实际中心距a及其变化范围;验算带速v;计算初拉力F0及压轴力FQ等。本程序可提供最多两种带型的方案供分析比较，最终由设计者确定最佳方案。第9页/共63页三、V带

5、传动设计计算方法和步骤n V带传动设计程序的编制1 1、确定计算功率、确定计算功率P Pcaca 2 2、选择带型、选择带型 由由n n1 1和和P Pca ca 查图选取查图选取3 3、确定带轮的基准直径、确定带轮的基准直径D D1 1和和D D2 24 4、确定中心距、确定中心距a a和带长和带长L Ld d5 5、确定带的根数、确定带的根数z z6 6、确定带的预紧力、确定带的预紧力F F0 0及压轴力及压轴力F FQQ7 7、设计带轮、设计带轮第10页/共63页Pca=KAP计算功率的确定P传递的额定功率。KA工作情况系数。n V带传动设计程序的编制第11页/共63页带截型的选择根据计

6、算功率Pca及小带轮转速n1由下图选定带型n V带传动设计程序的编制第12页/共63页带轮基准直径的确定初选小带轮基准直径 D1；验算带速v10006011nDvm/s5 m/s v 2530m/s计算从动轮基准直径D2D2=iD1* D1、D2均应符合带轮基准直径系列n V带传动设计程序的编制第13页/共63页中心距及带长的确定初定中心距a00.7(D1+D2)a02(D1+D2)查标准选取与Ld相近的基准带长Ld初算带长Ld02121204)()(22aDDDDaLd重算实际中心距a20ddLLaa验算主动轮上的包角100120112060180aDDn V带传动设计程序的编制第14页/共

7、63页带的根数的确定10)(00LcaKKPPPzK包角系数包角系数。n V带传动设计程序的编制/()18017016011010090k210.980.950.790.740.68第15页/共63页带的根数的确定10)(00LcaKKPPPzK包角系数包角系数。KL长度系数长度系数。P0单根单根V V带的基本额定功率带的基本额定功率。P0单根单根V V带额定功率的增量。带额定功率的增量。n V带传动设计程序的编制第16页/共63页带的预紧力及压轴力的确定计算带的预紧力F020) 15 . 2(500qvKzvPFca计算带传动作用在轴上的力Q2sin2)22cos(22cos210100zF

8、zFzFQn V带传动设计程序的编制第17页/共63页四、V带传动设计程序流程图n V带传动设计程序的编制第18页/共63页开始查KA，计算Pc选带型,TYPE=i;i-1TYPE=i-1(若i=0，则TYPE=i）根据V带型号显示Dd1min及dd系列值，并记录最大槽数zmax选择dd1输入:P,n1,i,载荷性质等5m/sv120?计算P0, P0,K计算P0、根数z计算F0，FQZzmax?输出原始数据及设计结果TYPE=i?结束重新设计TYPE=TYPE+1YNYYYYYNNNNN第19页/共63页五、公式符号与程序变量符号对照n V带传动设计程序的编制参数名称符号变量名单位或意义名义

9、功率PPkW计算功率PcPCkW 小轮转速n1N1r/min大轮转速n2N2r/min传动比iIn1的计算值npi小轮直径dd1D1mm大轮直径dd2D2mm带轮直径系列Di工况系数KAKA第20页/共63页五、公式符号与程序变量符号对照n V带传动设计程序的编制参数名称符号变量名单位或意义工况系数数组K43载荷性质代码KW工作时间HDh工作时间代码KHV带型号TYPE带速vVm/s初选中心距a0A0mm中心距上限aomaxA0maxmm中心距下限a0minA0minmm实际中心距aAmm第21页/共63页五、公式符号与程序变量符号对照n V带传动设计程序的编制参数名称符号变量名单位或意义最大

10、中心距amaxAmaxmm最小中心距aminAminmm计算带长Ld0Lcmm基准带长LdLdmm基准带长系列KLLDk带长修正系数Kl修正系数数组KLjk小带轮包角1ALPrad基本额定功率P0P0kW额定功率增量P0DP0kW第22页/共63页五、公式符号与程序变量符号对照n V带传动设计程序的编制参数名称符号变量名单位或意义许用功率P0MP0kW包角修正系数KKALP传动比系数KiKi最大轮槽数zmaxZmax根带的根数zZ根初拉力F0F0N压轴力FQFQN带轮最小直径和最大轮槽数DZ26带弯曲系数和单位长度质量Kbq26第23页/共63页六、数表和线图的处理n V带传动设计程序的编制1

11、、工况系数KA第24页/共63页n V带传动设计程序的编制1、工况系数KAfloat K43=1.0,1.1,1.2,1.1,1.2,1.3,1.2,1.3,1.4,1.3,1.4,1.5,printf(工作机载荷性质KW:n);printf(工作平稳 KW=0n);printf(载荷变化小 KW=1n);printf(载荷变化较大KW=2n);printf(冲击载荷 KW=3n);scanf(%d,&KW);printf(每天工作时间HD(h):);scanf(%f,&HD);if(HD=10&HD16)KH=2;KA=KKWKH;第25页/共63页n V带传动设计程

12、序的编制2、普通V带选型图第26页/共63页n V带传动设计程序的编制2、普通V带选型图int choose_TYPE(float n,float p)int i,t;float np6,a6=677,100,24,7,1.16,0.32,b6=1.454,1.488,1.470,1.488,1.545,1.5;for(i=0;i6;i+)npi=ai*(pow(p,bi);n=N1;for(i=0;inpi|i=5)t=i;break;switch(t)case 0:printf(带型TPYE:Z型n);break;case 1:printf(带型TPYE:Z OR A型n);break;c

13、ase 2:printf(带型TPYE:A OR B型n);break;case 3:printf(带型TPYE:B OR C型n);break;case 4:printf(带型TPYE:C OR D型n);break;case 5:printf(带型TPYE:D OR E型n);break;case 6:printf(带型TPYE:E OR F型n);break;return(t);第27页/共63页n V带传动设计程序的编制3、带轮最小基准直径和最大轮槽数普通V带型号ZABCDEdd1min/mm5080125200355450zmax456101010第28页/共63页n V带传动设计程

14、序的编制3、带轮最小基准直径和最大轮槽数float DZ26=50,80,125,200,355,450,4,5,6,10,10,10；TYPE=choose_TYPE(N1,PC);Zmax=DZ1TYPE;printf(最小直径D1min=%.1fn,DZ0TYPE);printf(最大轮槽数Zmax=%.0fn,Zmax);if(ZZmax)printf(ZZmax,是否重新设计? 1-是 0-否);第29页/共63页n V带传动设计程序的编制4、带轮基准直径第30页/共63页n V带传动设计程序的编制4、带轮基准直径float D65=20,22.4,25,28,31.5,35.5,4

15、0,45,50,56,63,71,75,80,85,90,95,100,106,112,118,125,132,140,150,160,170,180,200,212,224,236,250,265,280,300,315,335,375,400,425,450,475,500,530,560,600,630,670,710,750,800,900,1000,1060,1120,1250,1400,1500,1600,1800,2000,2240,2500；printf(带轮基准直径的系列值D:n);for(i=0;i=D1min:n);printf(dd1=);scanf(%f,&D

16、1);第31页/共63页n V带传动设计程序的编制5、带长Ld和长度修正系数KL第32页/共63页n V带传动设计程序的编制5、带长Ld和长度修正系数KLfloat LD33=400,450,500,560,630,710,800,900,1000,1120,1250,1400,1600,1800,2000,2240,2500,2800,3150,3550,4000,4500,5000,5600,6300,7100,8000,9000,10000,11200,12500,15000,16000;KL633=0.87,0.89,0.91,0.94,0.96,0.99,1.00,1.03,1.06

17、,1.08,1.11,1.14,1.16,1.18,0,0,0,0,0.81,0.83,0.85,0.87,0.89,0.91,0.93,0.96,1.00,1.01,1.03,1.09,1.11,1.13,1.17,1.19,1.15,0,0,0,0,0,0,0,0.82,0.84,0.86,0.88,0.90,0.02,0.95,0.09,1,1.03,1.05,1.07,1.09,1.13,1.04,1.18,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.83,0.86,0.88,0.91,0.93,0.95,0.97,0.99,1.02,0.93,1.07,1.09,1.12,1

18、.15,1.18,1.21,1.23,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.83,0.86,1.11,1.14,1.17,1.20,1.22,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.92,0.95,0.97,1.00,1.02,1.05,1.07,1.12,1.15,1.18,第33页/共63页n V带传动设计程序的编制5、带长Ld和长度修正系数KLLc=2*A0+PI*(D1+D2)/2+(D2-D1)*(D2-D1)/(4*A0);printf(Ld0=%.1fn,Lc);for(i=0;i=Lc)Ld=

19、LDi;temp=i;i=33;printf(Ld=%.0fn,Ld);K1=KLTYPEtemp;if(K1=0) printf(带长不在可选范围之内，重新选择中心距n);第34页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0第35页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0第36页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0)()/(109855. 72140kWvqvdCCKPdbav1 .1110vKKvv为速度系数，其中：为带速v带型号有关为计算常数，与V,baCC为小带轮基准直径1dd带单位长度的质量为V

20、q第37页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0)()/(109855. 72140kWvqvdCCKPdbav1 .1110vKKvv为速度系数，其中：为带速v带型号有关为计算常数，与V,baCC为小带轮基准直径1dd带单位长度的质量为Vq普通普通V V带带型号型号Z ZA AB BC CD DE Eq q(kg/m)(kg/m)0.060.060.10.10.170.170.30.30.60.60.870.87KbKb1.4611.4611010-4-41.0051.0051010-3-32.6232.6231010-3-37.3077.3071010-3-

21、32.5892.5891010-2-25.1365.1361010-2-2第38页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0vvdvPZ)10479. 0/79. 4147. 0(24109. 00型：vvdvPA)10799. 0/62.19450. 0(24109. 00型：vvdvPB)10358. 1/79.50796. 0(24109. 00型：vvdvPC)10396. 2/66.143477. 1 (24109. 00型：vvdvPD)10791. 4/48.508223. 3(24109. 00型：vvdvPE)10947. 6/7 .1037844

22、. 4(24109. 00型：第39页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0)(11 (10kWKnKPib为带弯曲影响系数bK其中：普通普通V V带带型号型号Z ZA AB BC CD DE Eq q(kg/m)(kg/m)0.060.060.10.10.170.170.30.30.60.60.870.87KbKb1.4611.4611010-4-41.0051.0051010-3-32.6232.6231010-3-37.3077.3071010-3-32.5892.5891010-2-25.1365.1361010-2-2第40页/共63页为带弯曲影响系数

23、bKn V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0及功率增量P0)(11 (10kWKnKPib其中：min)/(1rn为小带轮转速为传动比系数iKi i1.00-1.00-1.041.041.05-1.05-1.191.191.20-1.20-1.491.491.50-1.50-2.952.952.952.95KiKi1.001.001.031.031.081.081.121.121.141.14第41页/共63页n V带传动设计程序的编制6、基本额定功率P0switch(TYPE)case 0:P0=V*(0.147*(pow(V,-0.09)-4.79/D1-(0.479E-4)*V*V

24、);break;case 1:P0=V*(0.450*(pow(V,-0.09)-19.62/D1-(0.799E-4)*V*V);break;case 2:P0=V*(0.769*(pow(V,-0.09)-50.79/D1-(1.385E-4)*V*V);break;case 3:P0=V*(1.477*(pow(V,-0.09)-143.66/D1-(2.369E-4)*V*V);break;case 4:P0=V*(3.223*(pow(V,-0.09)-505.48/D1-(4.791E-4)*V*V);break;case 5:P0=V*(4.844*(pow(V,-0.09)-1

25、037.7/D1-(6.947E-4)*V*V);break;第42页/共63页n V带传动设计程序的编制6、功率增量P0float Kbq26=1.461E-4,1.005E-3,2.623E-3,7.307E-3,2.589E-2,5.136E-2,0.06,0.1,0.17,0.3,0.6,0.87;if(I=1.00&I=1.04&I=1.19&I=1.49&I=2.95)Ki=1.14;DP0=Kbq0TYPE*N1*(1-1/Ki);第43页/共63页n V带传动设计程序的编制7、包角系数/()1801701601501401301201101009

26、0k21 0.98 0.950.920.890.860.830.790.740.68)11 (25. 115123. 0eK第44页/共63页n V带传动设计程序的编制7、包角系数KALP=1.25*(1-1/(exp(0.5123*ALP*PI/180);第45页/共63页n V带传动设计程序的编制带根数的圆整问题if(Z-(int)Z)!=0)Z=int(Z)+1;自动按两种带型分别进行设计添加TO变量控制应变功能，出错即时提醒，并重新计算While语句注意交互式语言，简单明了，尤其是公式符号的输入要提示单位第46页/共63页七、V带传动设计C语言程序源代码n V带传动设计程序的编制第47

27、页/共63页#include#include#define PI 3.14159float P,I,N1;float D65=20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50,56,63,71,75,80,85,90,95,100,106,112,118,125,132,140,150,160,170,180,200,212,224,236,250,265,280,300,315,335,375,400,425,450,475,500,530,560,600,630,670,710,750,800,900,1000,1060,1120,1250,1400,1500,1600,1

28、800,2000,2240,2500,DZ26=50,80,125,200,355,450,4,5,6,10,10,10,KL633=0.87,0.89,0.91,0.94,0.96,0.99,1.00,1.03,1.06,1.08,1.11,1.14,1.16,1.18,0,0,0,0,0.81,0.83,0.85,0.87,0.89,0.91,0.93,0.96,0.00,1.01,1.03,1.09,1.11,1.13,1.17,1.19,1.15,0,0,0,0,0,0,0,0.82,0.84,0.86,0.88,0.90,0.02,0.95,0.09,1,1.03,1.05,1.07

29、,1.09,1.13,1.04,1.18,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.83,0.86,0.88,0.91,0.93,0.95,0.97,0.99,1.02,0.93,1.07,1.09,1.12,1.15,1.18,1.21,1.23,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.83,0.86,1.11,1.14,1.17,1.20,1.22,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.92,0.95,0.97,1.00,1.02,1.05,1.07,1.12,1.15,1.18,LD33=40

30、0,450,500,560,630,710,800,900,1000,1120,1250,1400,1600,1800,2000,2240,2500,2800,3150,3550,4000,4500,5000,5600,6300,7100,8000,9000,10000,11200,12500,15000,16000;第48页/共63页int choose_TYPE(float n,float p)int i,t;float np6,a6=677,100,24,7,1.16,0.32,b6=1.454,1.488,1.470,1.488,1.545,1.5;for(i=0;i6;i+)npi=

31、ai*(pow(p,bi);n=N1;for(i=0;inpi|i=5)t=i;break;switch(t)case 0:printf(带型TPYE:Z型n);break;case 1:printf(带型TPYE:Z OR A型n);break;case 2:printf(带型TPYE:A OR B型n);break;case 3:printf(带型TPYE:B OR C型n);break;case 4:printf(带型TPYE:C OR D型n);break;case 5:printf(带型TPYE:D OR E型n);break;case 6:printf(带型TPYE:E OR F型

32、n);break;return(t);第49页/共63页main()int i,temp,KW,KH,TYPE,TO,redesign;float K43=1.0,1.1,1.2,1.1,1.2,1.3,1.2,1.3,1.4,1.3,1.4,1.5,Kbq26=1.461E-4,1.005E-3,2.623E-3,7.307E-3,2.589E-2,5.136E-2,0.06,0.1,0.17,0.3,0.6,0.87;float HD,KA,PC,D1,D2,V,A0,A0min,A0max,A,Amin,Amax,Lc,Ld,K1,ALP,P0,DP0,KALP,Ki,MP0,Zmax,

33、Z,F0,FQ;printf(输入初始值:n);printf(名义功率P(KW):);scanf(%f,&P);printf(小带轮转速n1(r/min):);scanf(%f,&N1);printf(传动比i:);scanf(%f,&I);printf(工作机载荷性质KW:n);printf(工作平稳 KW=0n);printf(载荷变化小 KW=1n);printf(载荷变化较大KW=2n);printf(冲击载荷 KW=3n);scanf(%d,&KW);printf(每天工作时间HD(h):);scanf(%f,&HD);第50页/共63页if(

34、HD=10&HD16)KH=2;KA=KKWKH;PC=KA*P;printf(计算功率Pc=%.1fn,PC);TYPE=choose_TYPE(N1,PC);if(TYPE!=0) TO=TYPE-;else TO=0;printf(/*先按第一种带形设计:TYPE=%d*/n,TYPE);doprintf(带轮基准直径的系列值D:n);for(i=0;i=D1min:n);printf(dd1=);scanf(%f,&D1);V=PI*N1*D1/60000;printf(带速v=%.2fn,V);if(V25)printf(基准直径dd1太大);printf(n);wh

35、ile(V25);D2=I*D1*(1-0.02);for(i=0;i=D2)D2=Di;i=65;printf(D2=%.1fn,D2);A0min=0.7*(D1+D2);printf(A0min=%.1fn,A0min);A0max=2*(D1+D2);printf(A0max=%.1fn,A0max);第52页/共63页dodoprintf(初选中心距a0值(A0min=a0=A0max)n);printf(a0=);scanf(%f,&A0);Lc=2*A0+PI*(D1+D2)/2+(D2-D1)*(D2-D1)/(4*A0);printf(Ld0=%.1fn,Lc);fo

36、r(i=0;i=Lc)Ld=LDi;temp=i;i=33;printf(Ld=%.0fn,Ld);K1=KLTYPEtemp;if(K1=0)printf(带长不在可选范围之内，重新选择中心距n);while(K1=0);printf(K1=%.2fn,K1);A=A0+(Ld-Lc)/2;Amin=A-0.015*Ld;Amax=A+0.03*Ld;ALP=180-(D2-D1)*57.3/A;if(ALP120)printf(包角小于120,需增大中心距n);while(ALP=1.00&I=1.04&I=1.19&I=1.49&I=2.95)Ki=1.1

37、4;DP0=Kbq0TYPE*N1*(1-1/Ki);KALP=1.25*(1-1/(exp(0.5123*ALP*PI/180);MP0=(P0+DP0)*K1*KALP;Z=PC/MP0;if(Z-(int)Z)!=0)Z=int(Z)+1;printf(P0=%.2fnDP0=%.2fnKALP=%.3fnMP0=%.2fnZ=%.0fn,P0,DP0,KALP,MP0,Z);第54页/共63页if(ZZmax) printf(ZZmax,是否重新设计? 1-是 0-否);printf(n); printf(redesign=);scanf(%d,&redesign);else redesign=0;while(redesign=1);F0=500*PC*(2.5-KALP)/KALP)/(Z*V)+Kbq1TYPE*V*V;FQ=2*Z*F0*sin(ALP*PI/180)/2);printf(F0=%.1fnFQ=%.1fn,F0,FQ);printf(n);printf(-n);printf(设计结果:n);printf(n);printf(名义功率P=%.1f 小轮转速n1=%.0f 传动比i=%.2fn,P,N1,I);printf(计算功率Pc=%.1f 带型:%d 带长Ld=