普通v带的设计

1、第三节普通V带传动的设计一、失效形式和设计准则如前所述，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。二、单根V带所能传递的功率单根V带所能传递的功率是指在一定初拉力作用下，带传动不发生打滑且有足够疲劳寿命时所能传递的最大功率。从设计要求出发，应使。瞅<司，根据(7T4)可写成<旧一-一这里，s为在一定条件下，由疲劳强度决定的V

2、带许用拉应力。由实验知，在108109次循环应力下为同叫其(-(MPa)式中Z-V带绕过带轮的数目；V-V带的速度（m/s）;LdV书的基准长度（m）;T-V部的使用寿命（h）;c-frV带的材质和结构决定的实验常数。由式（7Y）和式（75）并以当量摩擦系数周力（1/%=里1-77=6/11e八】ye即加-仃网内,式中A-N部的截囿积（mm2）。单根V带所能传递的功率为人小/皿口即用1000fv替彳tf,可得最大肩效圆匚（kW）（7-15）在传动比i=1（即包角a=180°）、特定带长、载荷平稳条件下由式（7T5）计算所得的单根普通V带所能传递的基本额定功率Pi值列于表7Y。当传动比

3、i>1时，由于从动轮直径大于主动轮直径，传动带绕过从动轮时所产生的弯曲应力低于绕过主动轮时所产生的弯曲应力。因此，工作能力有所提高，即单根V带有一功率增量DPi,其值列于表7W。这时单根V带所能传递的功率即为（Pi+DPi）。如实际工况下包角不等于180°、胶带长度与特定带长不同时，则应引入包角修正系数K口（表7节）和长度修正系数Kl（表76）。表7-4单根普通V带的基本额定功率Pi和功率增量DP（摘自GB/T13575.192）（单位：kW里号小精轮Itilx(r/Ebin)_i小宿轮基罹直径航£ee1L40匕我.同】，骑>ur1.08l.g"&qu

4、ot;a1.1213I.IS119LZ4lt91.”l.暂1.辅IS】，99200*.：/*的打如95«"0.12ai4也J80.23C.2E0.00dO0a,ooae0.01a.O0.0也M0.02以oz12WM40.L7由220.27立30-瓦80.DOQ.D10.41。.总配0】thn0.02仇醯fl.03-Z145。OlIA0.IS。.盛0.30立35瓦幅dM&Q1aoia.s也020.M(L«2OS也03也”也加O.M(5.33.AM0.010.01*«1c.酎配澳aogO.Ma.ctfl,042000配如ais0舐0.酒力.44B.M

5、0lDI配Qio.os0.Ma.030.03o.asa.M75froCJO11Z1案Mt0.tt&,心1.15】.力0,W0.01O.MdMc.gfr.M0.«乱&a.ioa.nA1200&L也必M4L履1J40.M0.02O-OJ&050.&7生盛aio«Lllo.it(U5n14m姐1.071.蛇1.611.城也如0.020.04&MOlGE050.110.190.150.17H加0.731.ISL4T1.14S.M0.W08a味0.09Ml0.&U值17a】gZdOHQB,由4i.ni.杷丸M售444.44du：

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7、4S建岫3.234.155,025.05009O.M*IM也国0.出勉0.韭0.MO.SL0.57Sfl324也溺3J&。弭L585h7S,(Ha值1&050000.W0.19一二丁0,177a5Eo.«(0,71Oh83工嚣8.21*8111-M血心。o.u0.E4o.asCl<?也驰512aw，邨14s5.S47,459.阿10.7212.46皿D.M，n也幅«.整Ml0,85凡制LU1,27IBM二07工制9.mEL耻12.7?500a1«0.3L,47a&30.7SIMLLDL2S1+41«.288,0©f

8、t.的M.2212.470.is0.3S"二:'",Q.as1.KL131.411,消dM45。50056D我a1524.M“0127.$03LMa.noan队也皤>S2131.922.312.«4997UtKM助U942比02缸85a.Mth码*椁L15t.S.的LMZfifi3.44u17-252L弱24.&425.739.STo.ca0+2dB41.25I.6T2.H2.50LM3.34：3.7519Mit.itU.152£.54髀J8Q.M0*氏*1.55l.312.U2.71工叫3.414Ml阳IL”2fl.15135.0

9、；乜.孙22.BB&m0,511.01L512.021.5：3.ASt5-E4,<iJd.N通痴&就：r，966400JS.5522.226.95打.祗M.g工附0.£80,55d蜻LM1.38!«SL93*戮2.48*册253L3«36.阴4九帛3*如D.UI.04t旗hit.n2.Mtil您找3.10£rfiOO24.2114.S34G.M联一部汨一00416.S31*bt5i.«IM九朋上品工制7002*.213LSS37.264於廿才星二肛优dad"*第L.4S上精k.u-2触3即鼠需a4.豺SOOZ7.

10、57-33.0i38.5241即+7,轴oaD力t.t。t.«s士“3找.:”工S6n4g士这样，在实际工况下，单根V带所能传递的额定功率为Pi=(Pi+DPi)Kl(7-16)表75包角修正系数Ko（摘自GB13575.192）小轮包甑即1Wno*I«5'i«(r155*ISO*us*1例135bit】抬"12511。*附翼.K.LOO0.第o.脑*、»s0.»SL一一;也抬。,能Q.李1斗外0.箱0.精Q.(HO.82；G.78dQ.«9表76普通V带长度修正系数Kl（摘自GB13575.192）基席氏度mm）J

11、Ct基推长度Kl基鹿丘度KlZABZABcAcD4MQ.S7woL03*髀0,92Loa0.98n.bhIMO1+Wd即Q.842Z40L06LM0.91印。Q.911120L髓0.施;500l.Ml.3立抬瓦94K50i*n0,里0.航£8001.111.C50.95d8330Q.5LUO.fr«0.901.13l.«70.w也施7)0599*831400tIC0.59o.g胃B55Q1.I?o.打589SOOLWo>asj18003.ISLOI0.9568640001.19K13i.ozQ.91三、设计计算和参数选择设计V带传动时一般已知的条件是：1）传

12、动的用途、工作情况和原动机类型；2）传递的功率P;3）大、小带轮的转速n2和ni；4）对传动的尺寸要求等。设计计算的主要内容是确定：1）V带的型号、长度和根数；2）中心距;3）带轮基准直径及结构尺寸；4）作用在轴上的压力等；设计计算步骤如下：1 .确定计算功率PcPc=KaP（kW）式中P-/专递的额定功率（kW）；Ka-二匚况系数（表71）表7-7工况系数Kx工况Ka空、轻载启动重载启动每天工作小时数（h）<101016>16<101016>16载荷变动最小液体搅拌机、通风机和鼓风机（豆7.5kW）、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机1.01.11.21.11.21.3

13、载荷变动小带式输送机（不均匀负荷）、通风机（7.5kW）、旋转式水泵和压缩机（非离心式）、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、锯木机和木工机械1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械、重载输送机1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颗式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.5161.8注：1.空、轻载启动一电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上的内燃机、装有离心式离合k液力联轴器的动力机；2.重载启动一电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、

14、四缸以下的内燃机。2 .选择V带型号根据计算功率Pc和小带轮转速】由图7-14选择V带型号。当在两种型号的交线附近时，可以对两种型号同时计算，最后选择较好的一种。inoiri-L簧解便V计再IcW注：丫型主要传递运动，故未列入图内图7-14普通V带选型图3 .确定带轮基准直径di和d2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di>dmin（表73）,比规定的最小基准直径略大些。大d,=-di带轮基准直径可按功计算。大、小带轮直径一般均应按带轮基准直径系列圆整（表7-8）o仅当传动比要求较精确时，才考虑滑动率e心=_e）来计算大轮直径，即的，这时d2可不按

15、表76圆整。表7-8普通V带带轮基准直径系列（摘自GB13575.192）2ARAB匚ZABC1£5。*712脆,*】枷*亡岫*H4).*1构*315*.*90*1*17C175能*180#*4g*3.00看箱*.*餐*47511B*菊由A£00A注：情力方优先系列.4.验算带的速度vP上由1000可知，当传递的功率一定时，带速愈高，则所需有效圆周力F愈小，因而V带的根数可减少。但带速过高，带的离心力显著增大，减小了带与带轮间的接触压力，从而降低了传动的工作能力。同时，带速过高，使带在单位时间内绕过带轮的次数增加，应力变化频繁，从而降低了带的疲劳寿命。由表7Y可见，当带速达

16、到某值后，不利因素将使基本额定功率降低。所以带速一般在v=525m/s内为宜，在v=2025m/s范围内最有利。如带速过高（Y、Z、A、B、C型v>25m/.s；D、E型v>30m/s）时，应重选较小的带轮基准直径。5,确定中心距a和V带基准长度Ld根据结构要求初定中心距a。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(di+d2)<a0<2(d

17、i+d2)初选a0后，V带初算的基准长度Ldo可根据几何关系由下式计算:%=2固+寸山+为)+铝J(mm)(7-17)根据式(7-17)算得的Ldo值，应由表7W选定相近的基准长度Ld,然后再确定实际中心距a。由于V带传动的中心距一般是可以调整的，所以可用下式近似计算a值02(mm)(7T8)考虑到为安装V带而必须的调整余量，因此，最小中心距为amin=a-0.015Ld(mm)如V带的初拉力靠加大中心距获得，则实际中心距应能调大。又考虑到使用中的多次调整，最大中心距应为6一'二(mm)6 .验算小带轮上的包角ai小带轮上的包角ai可按式（7-1）计算的=18。-上0x57¥

18、a为使带传动有一定的工作能力，一般要求ai>120°（特殊情况允许ai=90°）。如司小于此值，可适当加大中心距a；若中心距不可调时，可加张紧轮。从上式可以看出，ai也与传动比i有关，d2与di相差越大，即i越大，则ai越小。通常为了在中心距不过大的条件下保证包角不致过小，所用传动比不宜过大。普通V带传动一般推荐i<7,必要时可到i0。7 .确定V带根数z根据计算功率Pc由下式确定£K工,前雨瓯石（7-i9）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i0根，否则应改选V带型号，重新设计。8 .确定初拉力F0适当的初拉力是保证带传动正常工作的

19、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图7-15初拉力的测试方法示意图低寿命，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F。(N)(7W0)由于新带容易松驰，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计算值的1.5倍。初拉力是否恰当，可用下述方法进行近似测试。如图7-15所示，在带与带轮的切点跨距的中点处垂直于带加一载荷G,若带沿跨距每100mm中点处产生的挠度为1.6mm（即挠角为1.8）时，

20、则初拉力恰当。这时中点处总挠度y=1.6t/100mm。跨度长t可以实测，或按下式计算(721)G的计算如下:新安装的V带1,5埒+明0=16(7W2)运转后的V带L珑+4.埒0=16(7W3)最小极限p好+(71=皿16(7W4)式中DF0-初拉力的增量（表7电）表7-9初拉力的增量（单位：N）YZABCDEDF0610152029.458.81089 .确定作用在轴上的压力Fq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Fo由图7-16近似地用下式求得(N)(7W5)式中ai-刃超轮上的包角;z-M-带根数。四、带轮设计对带轮的主要要求是重量轻、加

21、工工艺性好、质量分布均匀、与普通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。图7-17V带轮的结构带轮结构形式按直径大小常用的有S型实心带轮（用于尺寸较小的带轮）、P型腹板带轮（用于中小尺寸的带轮）、H型孔板带轮（用于尺寸较大的带轮）及E型椭圆轮幅带轮（用于大尺寸的带轮）（见图7-17）轮缘部分的轮槽尺寸按V带型号查表7-10。由于普通V带两侧面间的夹角是40°,为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形，楔角减小，故规定普通V带轮槽角f为32°、34&

22、#176;、36°、38°（按带的型号及带轮直径确定）。表7-10普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）项目符号槽型YZABCDE基准宽度bp5.38.511.014.019.027.032.0基准线上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基准线下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽间距e8+0.312+0.315+0.319+0.425.5+0.537+0.644.5+0.7第一槽对称面至端面的距离f7+18+1喈23呜最小轮缘厚0iin55.567.5101215带轮宽BB=(z-1)e+2fz一轮槽数

23、外径daW巫d+2%轮32°相应的<60-34°-<80<118<190<315-槽36°出口径d-<475<600角38°->80>118>190>315>475>600*极限偏差±30'带轮的常用材料是铸铁，如HT150、HT200O转速较高时，可用铸钢或钢板焊接；小功率时可用铸造铝合金或工程塑料。带轮的其它结构尺寸可参考有关资料。五、V带传动的张紧装置由于传动带不是完全的弹性体，带工作一段时间后，会因伸长变形而产生松驰现象，使初拉力降低，带的工作能力也随

24、之下降。因此，为保证必需的初拉力，应经常检查并及时重新张紧。常用的张紧方法是改变带传动的中心距，如把装有带轮的电动机安装在滑道上并用螺钉2调整（见图7-18a）或摆动电机底座1并调整螺栓2使底座转动（见图7T8b）,即可达到张紧的目的。如果带传动的中心距是不可调整的，则可采用张紧轮装置（见图7T9）。张紧轮一般放置在带的松边。V带传动常将张紧轮压在松边的内侧并靠近大带轮，以免使带承受反向弯曲，降低带的寿命，且不使小带轮上的包角减小过多。a）b）图7-18带的定期张紧装置图7-19张紧轮装置例7-1设计如图7-20所示的带式运输机传动方案I中的带传动。已知：P=11kW,ni=1460r/min,i=2.1,一般用途使用时间10年（每年工作250天），双班制连续工作，单向运转。图7-20带式运输机传动方案I解:1 .确定计算功率