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1、1 V带轮结构设计和张紧装置一、V带轮设计1、V带轮设计的要求质量小、结构工艺性好、无过大的铸造内应力；质量分布均匀，转速高时要 经过动平衡；轮槽工作面要精细加工(表面粗糙度一般应为3.2)，以减小带的磨 损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀。2、带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为 HT150或HT2O0转速较高时 宜采用铸钢(或用钢板冲压后焊接而成)；小功率时可用铸铝或塑料。3、结构形式铸铁制V带轮的典型结构形式有三种：辐式(a)实心式(b)腹板式(c)轮图 5-11带轮的结构形式3d(d为轴的直径)时;300350mm寸；(1) 实心式：带轮基准直径小
2、于腹板式：带轮基准直径小于(2) 轮辐式：带轮基准直径大于300350mm寸。带轮的结构设计主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，并根据带的型号 及根数确定轮缘宽度，根据带的型号确定轮槽尺寸(表5-9) o表5-9 V带轮的轮槽尺寸项目符号槽型YZSPZASPABSPBCSPCDF节宽bp5.38.511.014.019.027.032.0基准线上槽深h amin1.62.02.753.54.88.19.6基准线下槽深hfmin4.77.09.08.71110.81414.31919.923.4槽间距e8 士0.312 士0.315 士0.319 士0.425.5 士0.537 士 0.644
3、.5 士 0.7第一槽对称面至端面的距离f7 士 18 士 11吧1旳1巧箱最小轮缘厚$ min55.567.5101215带轮宽BB= (z-1 ) e+2f z-轮槽数夕卜径dada=Cd +2 ha轮槽角亠亠 32相应的基准直三6034三80三118三190三3153660三475三60038径dd80118190315475600极限偏差1 30、V带传动的张紧装置各种材质的V带都不是完全的弹性体，在预紧力的作用下，经过一定时间的 运转后，就会由于塑性变形而松弛，使初拉力降低。为了保证带传动的能力，应 定期检查初拉力的数值。如发现不足时，必须重新张紧，才能正常工作。常见的 张紧装置有以
4、下几种：1、定期张紧装置图5-12定期张紧采用定期改变中心距的方法来调节带的预紧力，使带重新张紧2、自动张紧装置图5-13 自动张紧将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上， 利用带轮的自重，使带轮随同电 动机绕固定轴摆动，以自动保持张紧力3、采用张紧轮的装置图5-13 张紧轮张紧当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。张紧轮一般应放在松边内侧, 使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大轮，以免过份影响小带轮的包角。 若张紧轮置于松边外侧，则应尽量靠近小带轮。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同, 且直径小于小带轮的直径。、普通V带传动设计1、确定设计功率式中：Ka为工况系数(表5-6);P为所需传递
5、的功率。表5-6工况系数KA工况KA空、轻载起动重载起动每天工作小时数/h1616载荷变动最小液体搅拌机、通风机和鼓风机( 7.5kW)、离心式水泵和压缩机、轻载荷输送机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式输送机（不钧匀载荷）、通风机 （7.5kW）、旋转式水泵和压缩机 （非离心式）、发动机、金牌切削机 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、鄂式等）、磨碎机（球
6、磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8注意：在选取工况系数时，在反复起动、正反转频繁、工作条件恶劣等场合KA应乘以1.22、初选带的型号根据带传动的设计功率二及小带轮转速:，按图5-8初选带的型号。3、确定带轮基准直径 1、二国家标准规定了普通V带传动中带轮的最小基准直径和带轮的基准直径系 列，见表5-7。表5-7 普通V带轮的最小基准直径-工二工:（mm）型号YZABCDE205075125200355500注：带轮直径系列为： 20，22.4，25，28，31.5，35.5，40，45，50，56，63， 71， 75， 80， 85， 90， 95， 100， 106， 1
7、12， 118， 125， 132， 140， 150，160，170，180，200，212，224，236，250，265，280，300，315，335，355，375， 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。当其它条件不变时，带轮基准直径越小，带传动越紧凑，但带内的弯曲应力 越大，导致带的疲劳强度下降，传动效率下降。选择小带轮基准直径时，应使-匚1 二工，并取标准直径。若传动比要求
8、较精确时，大带轮基准直径-由下式确定:d成二叫1(1-)二丄d血(1-庁)2(mm)(5-11a)粗略计算时，可忽略滑动率的影响，则有% =逐观=丄鬲2(mm)(5-11b)=1、rl按表5-7取标准值。4、验算带速带速的计算公式为_加护1人11 ： 11 II T.(m/s)(5-12)带速：不能太高，否则则离心力大，使带与带轮间的正压力减小，传动能力 下降，易打滑。同时离心应力大，带易疲劳破坏。带速：不能太低，否则要求有效拉力：过大，使带的根数过多。一般要求：在525m/s之间。当r在1020m/s时，传动效能可得到充分利用。若：过高或过低，可调整-=1。5、中心距a、带长L和包角:-图5
9、-9带传动的几何计算带传动的中心距a、带轮直径d、带长L和包角：等如图5-9所示。中心距a 的大小，直接关系到传动尺寸和带在单位时间内的绕转次数。 中心距a大，则传 动尺寸大，但在单位时间内的绕转次数减少，可增加带的疲劳寿命，同时使包角 ；增大，提高传动能力。一般可按下式初选中心距 I :(5-13)带长根据带轮的基准直径和初选的中心距 I计算:弘二2呦+7（心+血）+血如(mm)(5-14)根据初算的带长-二，由表5-8选取相近的基准长度- 传动的实际中心距用下式计算(mm)(5-15)其中：-小带轮包角；按下式计算:&二180。_注如渉7竽般要求-6确定带的根数z(5-16)z应根据计算值
10、圆整，且不宜过多，否则各根带受力不均，一般z10。当z过大时，应改选带轮基准直径或改选带型，重新设计。7、确定初拉力-1-初拉力L小，带传动的传动能力小，易出现打滑。 7过大，则带的寿命低， 对轴及轴承的压力大。一般认为，既能发挥带的传动能力，又能保证带的寿命的单根V带的初拉力应为= 500xV =V =(5-17)8、计算压轴力Fq为了设计轴和轴承，需计算 V带对轴的压力Fq。Fq可近似地按带的两边的 初拉力的合力计算，如图5-10。Fq sin (5-18)2例题例题5-1 :设计一带式运输机中的普通 V带传动。原动机为Y112M-4异步电 动机，其额定功率 P=4kW 满载转速n1=14
11、40r/min，从动轮转速n2=450r/min , 一班制工作，载荷变动较小，要求中心距a 550mm解：1、计算设计功率Pd由表 5-6 查得-=1.1，故 Pd= =P=1.1 X 4=4.4kW2、选择带型根据Pd =4.4kW， =1440r/min，由图5-8初步选用A型普通V带3、选取带轮基准直径dd1和dd2由表 5-7 取 dd1=100mm 由式(5-11(a)得w1440二工(1-)二 xl00x(l-0,02) = 309.2 術450由表5-7取直径系列值dd2=315mm4、验算带速v加护1 _60xl000 ?rxl0Oxl44060x1000=1.54ml sV
12、 =V =在525m/s范围内，带速合适5、确定中心距a和带的基准长度Ld初选中心距 a0=450mm 符合 0.7(d d1+dd2)a0 120 460包角合适。7、确定带的根数因 dd=1OOmm；-%315如1-) 100x(1-0.02)3,21,v=7.54m/s查表5-2得查表5-3得因 a 1=153.22因 Ld=1600mm查表5-5得 由式(5-16)得A-Po=1.31kW P0=0.1kW,查表5-4得K a =0.926Kl =0.9944P(必+述)位心 (1.31 + 0.1)x0526x0.99二 3,40取z=4根。8确定初拉力F0由式(5-17)得单根普通V带的初拉力口 g 2产-殆乌 2 W 2.5-0.926 X4.4 一菇=500 x-=500 x-+ 0.1x7.54cKazv0.926x4x7,54129.7N9、计算压轴力Fq由式（5-18），得压轴力% = 2zF 玉=2x4x129.7xsin 闵 1009.4AT2 210、带传动的结构设计（略）。除此方案之外，读者可通过同样的分析计算，获得若干种可行方案，经过分 析、优化后，从中选择最佳方案。齿轮传动的设计约束1、闭式软齿面：失效形式：主要是疲劳点蚀，其次是轮齿折断；设计约束：按接触疲劳强度计算，校核弯曲疲劳强度2、闭式硬
