皮带轮设计与校核
皮带轮规格优化设计原则与方法
皮带轮规格优化设计原则与方法皮带轮是一种常见的传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
合理设计皮带轮的规格可以提高传动效率、延长使用寿命，并降低设备故障率。
本文将探讨皮带轮规格优化的设计原则与方法。
一、选取合适的材料皮带轮的材料选择直接影响到其使用寿命和传动效率。
一般情况下，选择淬火齿轮钢或铸铁作为皮带轮的材料，具有较高的强度和硬度，能够承受较大的负荷和使用压力。
此外，材料的热处理也十分重要，通过适当的温度和时间控制可以进一步提高材料的强度和硬度。
二、确定皮带轮的直径皮带轮的直径直接影响到传动效率和传动比。
在设计过程中，需要综合考虑驱动电机的转速、传动带的宽度和张力等因素。
一般来说，皮带轮的直径越大，其传动效率越高，但同时也会增加设备的尺寸和重量。
因此，在确定皮带轮的直径时，需要在满足传动要求的基础上，尽可能选择较小的直径，以便节约空间和材料成本。
三、考虑皮带轮的齿数皮带轮的齿数是指其齿轮的数量，也与传动比有关。
传统方法是根据所需的传动比和带速来计算。
然而，在实际设计中，还需要考虑到传动带的最小齿数和弯曲半径等因素。
通常情况下，应选择满足最小齿数和最小弯曲半径的齿数组合，以确保皮带轮的正常运转和使用寿命。
四、优化皮带轮的结构除了考虑皮带轮的材料、直径和齿数外，还可以通过优化其结构来提高传动效率和减少噪声。
例如，使用轻量化的结构设计可以减小惯性，降低能量损耗；采用凸弧齿轮设计可以改善齿轮的接触性能，减小传动噪声。
此外，还可以通过加工精度和装配质量的提高来进一步改善传动性能。
五、进行仿真和试验验证在最后的设计阶段，可以通过使用计算机仿真软件或进行实际试验来验证皮带轮的设计方案。
通过仿真和试验可以评估传动效率、噪声水平、振动情况等指标，以进一步优化设计，并在实际应用中进行性能验证。
综上所述，皮带轮规格的优化设计是一个综合考虑材料、直径、齿数和结构等因素的过程。
合理选择材料、确定直径和齿数，优化结构，并通过仿真和试验验证，可以提高皮带轮的传动效率和使用寿命，从而为机械设备的正常运行提供可靠的支持。
皮带轮课程设计
工程软件力学综合训练课程设计姓名余开学学号11530114专业班级工程力学2011级1班学院理学院指导教师马永斌滕兆春李清禄时间2014 年秋季学期1、课题背景皮带轮在机械中应用广泛，皮带轮的刚度和强度要求与工作安全紧密连，因此分析校核皮带轮的刚度强度很有必要。
2、材料单元材料类型Q235钢弹性模量E 200GPa单元类型SOLID45 泊松比v 0.33、模型处理由于皮带轮是轴对称图形，我把皮带轮圆周八等分，先分析处理1/8模型，然后拓展到整个皮带轮。
在皮带轮轴孔内表面施加XYZ方向约束，皮带轮只能绕轴旋转。
在与皮带接触的凹槽内表面两侧施加法向压力，使皮带轮模拟真实情况。
4、命令流FINISH/clear/prep7!1.建立立体模型*SET,dd,200*SET,fai,38*SET,b,13*SET,z,4*SET,s,14*SET,ha,3*SET,hf,9*SET,e,15*SET,f,10*SET,ks,8*SET,r1,0.5*SET,r2,1.0*SET,r3,1.5*SET,dta,6*SET,c1,2*SET,c2,2*SET,pd,25*SET,d0,24*SET,d1,1.9*d0 *SET,s1,1.5*s *SET,s2,0.5*s*SET,l,2*d0*SET,da,dd+2*ha*SET,ub,(z-1)*e+2*f*SET,rk1,dd/2-hf-dta-0.5*(ub-s)/pd-s2*SET,rk2,d1/2+0.5*(l-s)/pd+s1*SET,rk,(rk1-rk2)/2*SET,dk,rk1+rk2*afun,deg*SET,y0,hf+ha*SET,b0,b-2*tan(fai/2)*ylocal,12,0,-ub/2,dd/2-hfk,,0,y0k,,f-b/2,y0k,,f-b0/2*do,i,1,z-1*SET,x0,f+(i-1)*ek,,x0+b0/2k,,x0+b/2,y0k,,x0+e-b/2,y0k,,x0+e-b0/2*enddok,,ub-f+b0/2k,,ub-f+b/2,y0k,,ub,y0*get,kp1,kp,0,num,max*do,i,1,kp1-1l,i,i+1*enddo*get,l1,line,0,num,max*do,i,1,z*SET,j,4*(i-1)lfillt,j+1,j+2,r1lfillt,j+2,j+3,r2lfillt,j+3,j+4,r2lfillt,j+4,j+5,r1*enddocsdele,12kdele,sksel,invekdele,allallselnumcmp,allcm,l1cm,linecsdele,12ksll,sksel,invekdele,allallselnumcmp,allcm,l1cm,line*get,kp1,kp,0,num,max *SET,y0,dd/2-hf-dta k,,-ub/2,y0+c1-c1/pd k,,-ub/2+c1,y0-c1/pd k,,-s/2,y0-0.5*(ub-s)/pd k,,-s/2,d1/2+0.5*(l-s)/pd k,,-l/2,d1/2k,,-l/2,d0/2+c2k,,-l/2+c2,d0/2l,1,kp1+1*do,i,kp1+1,kp1+6l,i,i+1*enddolsel,s,loc,y,y0-c1/pd,d1/2 +0.5*(l-s)/pd*get,l1,line,0,num,min *SET,l2,lsnext(l1) lfillt,l1,l2,r3lsel,alllfillt,l2,l2+1,r3 cmsel,u,l1cmlsymm,x,allksel,s,loc,y,d0/2*get,kp1,kp,0,num,min *SET,kp2,kpnext(kp1) l,kp1,kp2allselnummrg,all numcmp,allal,all*get,kp1,kp,0,num,max k,kp1+10,-uB/2k,kp1+20,ub/2vrotat,all,,,,,,kp1+10,kp1 +20,,kskdele,kp1+10,kp1+20,10 cm,v1cm,voluwpoff,ub/2wprota,,,90*SET,x0,dk/2*sin(180/ks)*SET,y0,dk/2*cos(180/ks)cyl4,x0,y0,rk,,,,-ub*get,v1,volu,,num,maxcswpla,12,1vgen,ks,v1,,,,360/kscmsel,u,v1cmcm,v2cm,voluallselvsbv,v1cm,v2cmcsdele,12wpcsysnumcmp,all/view,1,1,1,1/ang,1,-90,ys,1vplot!2.定义单元和设置参数ET,1,SOLID45MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2E11MPDATA,PRXY,1,,0.3MSHAPE,1,3DMSHKEY,0!3.切割1/8模型FLST,2,8,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-8VCLEAR,P51XVPLOTFLST,2,7,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-7VDELE,P51X, , ,1!4.网格划分CM,_Y,VOLUVSEL, , , , 8CM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2FINISH!5.添加约束和作用力/SOLAPLOTFLST,2,56,5,ORDE,4FITEM,2,307FITEM,2,-358FITEM,2,437FITEM,2,-440DADELE,P51X,ALLFLST,2,1,5,ORDE,1FITEM,2,349DA,P51X,ALL,FLST,2,8,5,ORDE,8FITEM,2,310FITEM,2,314FITEM,2,318FITEM,2,322FITEM,2,326FITEM,2,330FITEM,2,334FITEM,2,338SFA,P51X,1,PRES,1000!6.求解SOLVEFINISH!7.拓展wpro,,,90.000000CSWPLA,11,1,1,1,/EXPAND,8,LPOLAR,FULL,,360/8,, ,RECT,FULL,,,, ,RECT,FULL,,,,/REPLOT EPLOTFINISH5、模型处理图形图5.1 1/8模型网格划分图5.2 力作用面图5.3 约束和受力方向6、位移应力分析云图图6.1 1/8局部应力图图6.2 1/8局部位移图图6.3 整体应力图图6.4 整体位移图7、数据分析本模型采用的是Q235钢，查资料，Q235钢的许用应力在120MPa左右。
轮系设计和校核计算(参考)
DA471发动机前端附件驱动系统设计与计算摘要:发动机前端附件传动系统设计的优劣，将直接影响发动机附件的性能及其工作可靠性，进而影响到整机的技术指标。
因此,其设计和开发也越来越引起人们的重视。
附件传动系统是利用带与带轮之间的摩擦力，将发动机的动力传递给附件并使其在合适的转速下运转。
本文结合XXX发动机前端轮系的开发，着重介绍了多楔带的结构及特点。
对发动机多楔带轮系的设计问题进行了探讨，提出了在设计过程中应重点考虑的问题。
关键词: 多楔带、发动机、速比、张紧力、发电机1、多楔带轮系的结构特点传统汽车发动机前端附件传动系多采用V型带传动，但由于其弯曲性能较差，传动的附件较少，已无法满足现代汽车在较小空间内传动多个附件的要求。
两者的主要区别在于多楔带由多个微型三角带组成，传动方式主要包括V 型带传动和多楔带传动。
与V型带相比，多楔带具有以下优点：●传动扭矩大，寿命长；●可以背面传动；●张紧拉力不容易丧失，调整次数少；●传动效率高；●一根带传动轮的数量多，减小了发动机的轴向长度；●可以采用自动张紧机构，无需调整；●带轮直径可尽可能减小。
●2、多楔带的结构多楔带的结构如图1所示。
图1 多楔带的结构它是由楔胶、芯线和顶布三部分构成。
多楔带沿回转方向的楔峰保证了带与带轮良好的接触和摩擦性能, 并使其在整个带宽上受力分布均匀。
楔胶部分的材料一般为氯丁橡胶, 并带有横的沿回转方向的纤维, 使其接触面具有良好的耐磨性、耐油性以及低噪声特性。
芯线为高强度、小延伸率的聚脂绳。
皮带在外力伸长的多少主要与芯线有关，它在整个宽度上以专门的包入技术连续缠绕, 并与楔胶部分牢固结合。
顶布材料也是耐磨的带有增强纤维的氯丁橡胶。
它不仅是芯线的坚固保护层, 而且能够使用背部作为平型带传动。
多楔带分为五种标准断面, PH、PJ、PK、PL、PM 通常根据所要传递的功率大小和速度大小选择多楔带的断面型式。
PK 型带为汽车发动机附件传动通用带型。
皮带轮设计要点
带传动设计说明书学院：班级：姓名：学号：原始数据如下：项目 参数电机功率 3.0KW电机转速 1430rpm减速器输入轴转速614rpm电机型号 Y100L2-4减速器中心高 125mm根据电机型号查得其参数如下：型号 Y100L2-4额定功率 3.0KW额定电流 6.8A转速 1430rpm轴伸端直径28mm1. 普通V 带传动的设计计算1.1 确定计算功率 计算功率ca P 是根据传递的功率P 和带的工作条件而确定的：P K P A ca =。
其中，已知KW P 0.3=。
（表8-8）根据表8-8得：1.1=A K 。
KW P K P A ca 3.331.1=⨯==KW P ca 3.3=1.2 V 带带型的选择已知计算功率KW P ca 3.3=，小带轮转速rpm n 14301=，然后根据表8-11得：V 带的带型为A 型带。
1.3 确定带轮的基准直径d d 并验算带速v 1.3.1 初选小带轮的基准直径1d d 由1.2得V 带为A 型带，然后根据表8-7和表8-9得： mm d d 1001=，同时满足mm d d d d 75min1=≥）（。
槽型 Y Z A B C D Ed 20 50 75 125 200 355 500 表8-71.3.2 验算带速v 因为带速不宜过低或过高，一般应使s m v /25~5=，最高不超过s m /30，所以应该进行带速v 的验算。
根据公式10006011⨯=n d v d π得：s m n d v d /49.7100060143010010006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ，满足条件。
1.3.3 计算大带轮的基准直径根据公式12d d id d =可得2d d 。
V 带为A 型带mm d d 1001=s m v /49.7= 满足条件（腹板式）由图8-14的经验公式，可确定：m md L m mB C m mC m m f e z B m m h d d m md m m d d m md a d a d 5.50288.1)2~5.1(84861)41~71(1489215)13(2)1(5.10575.2210021002.53289.1)2~8.1(281=⨯===⨯=='==⨯+⨯-=+-==⨯+=+===⨯=== 小带轮和轴之间采用平键连接，根据轴的直径mm d 28=，查表GB/T1095-2003可得：mm h mm b 7,8==。
皮带轮设计
皮带轮设计
皮带轮是一种用于传递动力和转动的装置，常见于各种机械和工业设备中。
皮带轮设计的主要目标是确保传动的平稳、高效和可靠。
首先，皮带轮设计需要根据实际的传动需求确定合适的尺寸和形状。
尺寸的选择包括直径、宽度和轮缘的形状等。
尺寸设计需要考虑到所传递的功率、转速和扭矩等参数，以确保轮子能够承受所需的负载。
同时，为了避免皮带滑动或断裂，轮缘的形状也需要设计得合理。
其次，皮带轮设计还需要考虑轮子的材质和制造工艺。
轮子的材质通常选用的是金属或合金材料，如铸铁、钢或铝等。
材料的选择需要根据所传递的负载和环境条件来确定，以确保轮子具有足够的强度和耐磨性。
制造工艺方面，常见的方法包括铸造、加工和焊接等。
根据实际情况，选择合适的制造工艺，确保轮子制造的精度和质量。
此外，皮带轮设计还需要考虑轮子的安装和连接方式。
安装方式包括螺栓固定、轴套安装等。
连接方式可以通过齿轮、滑键等方式进行。
这些设计要考虑到轮子和其他部件之间的配合度、稳定性和可靠性，以确保传动装置的正常运行。
最后，皮带轮设计还需要考虑轮子的平衡和动态特性。
对于高速运转的皮带轮，平衡是非常重要的，可以通过加重或去重等方式来实现轮子的平衡。
对于频繁启动和停止的应用，轮子的动态特性也需要考虑，可以通过增加减震装置来改善传动的平
稳性。
总之，皮带轮设计需要综合考虑传动需求、材质选择、制造工艺、安装和连接方式以及平衡和动态特性等因素。
只有在全面考虑各种因素的基础上，才能设计出高效、稳定和可靠的皮带轮。
皮带轮设计与校核
z取2
3.64,Z取4
V带单位长度质量q/（kg/m）
见表5-2
0.06
0.07
单根V带的初拉力
51.08
93.2
轴上的压力
407.1
369.6
设计方案评价
考虑传动结构的紧凑性及合理的V带根数等
好
不好
工况系数
见表5-9
1.1
计算功率
1.65kw
初选V带型号
见图5-9、图5-10
Z型
SPZ型
小轮直径 /mm
见表5-10及推荐值
50
63
验算带速V/（m/s）
，一般应取标准值
0.18
2.26
从动轮转速误差
应不超过
0
0
初定中心距
推荐：
164
180
初算带长 /mm
450
500
选定基准长度
见表5-6，表5-7
436
450
定中心距a/mm
164
180
验算包角
，
170
165
单根带基本额定功率
见表5-5
0.39
kw
1.35
kw
传动比i
1
1
功率增量
见表5-4，表5-5
0.026
0.22
长度系数
见表5-6，表5-7
0.94
1.11
包角系数
见表5-8
0.98
0.965
单根带许用功率
1.42
0.453
V带根数z，不ຫໍສະໝຸດ 超过推荐轮槽数第4.1
（1）计算功率Pc
式中， ———工况系数，查《机械设计》P 107表5-9,由于工作机工作平稳，且原动机一天运转<10h，故取 =1.1
皮带轮设计
皮带传动主要有：平皮带、三角带、同步齿型带三种，三种皮带都有国家标准，但是皮带轮因传动比、功率的变化较大，没有完全对应的国家标准或国家标准无法涵盖所有内容，但国家标准确定了选用范围、使用条件、设计方法等内容。
例如：国家标准规定了三角皮带的型号有O、A、B、C、D、E、F七种型号，相应的皮带轮轮槽角度有三种34°、36°、38°，同时规定了每种型号三角带对应每种轮槽角度的小皮带轮的最小直径，但大皮带轮未作规定。
皮带轮的槽角分34度、36度、38度，具体的选择要根据带轮的槽型和基准直径选择；皮带轮的槽角跟皮带轮的直径有关系,不同型号的皮带轮的槽角在不同直径范围下的推荐皮带轮槽角度数如下：一、O型皮带轮在带轮直径范围在50mm～71mm时为34度；在71mm～90mm时为36度，>90mm时为38度；A型皮带轮在带轮直径范围在71mm～100mm时为34度，100mm～125mm时为36度；>125mm时为38度；二、B型皮带轮在带轮直径范围在125mm～160mm时为34度；160mm～200mm时为36度，>200mm时为38度；三、C型皮带轮在带轮直径范围在200mm～250mm时为34度，250mm～315mm时为36度，>315mm时为38度；四、D型皮带轮在带轮直径范围在355mm～450mm时为36度，>450mm时为38度；五、E型500mm～630mm时为36度，>630mm时为38度。
三角带的型号有：普通型O A B C D E 3V 5V 8V，普通加强型AX BX CX DX EX 3VX 5VX 8VX，窄V带SPZ SPA SPB SPC，强力窄V带XPA XPB XPC；三角带的每一个型号规定了三角带的断面尺寸，A型三角带的断面尺寸是：顶端宽度13mm、厚度为8mm；B型三角带的断面尺寸是：顶端宽度17MM，厚度为10.5MM；C型三角带的断面尺寸是：顶端宽度22MM，厚度为13.5MM；D型三角带的断面尺寸是：顶端宽度21.5MM，厚度为19MM；E型三角带的断面尺寸是：顶端宽度38MM，厚度为25.5MM。
圆弧齿皮带轮结构设计
圆弧齿皮带轮结构设计一、皮带轮尺寸设计根据使用需求，确定皮带轮的尺寸大小。
考虑到传递功率、转速以及安装空间等因素，确定皮带轮的直径、宽度、厚度等主要尺寸。
同时，根据传动要求，确定皮带轮的齿数、齿形等细节尺寸。
二、皮带轮材料选择根据使用环境、传递功率等因素，选择合适的材料。
常用的材料包括铸铁、铸钢、铝合金等，根据实际情况进行选择。
同时，考虑到耐磨性、耐高温性等因素，选择合适的表面处理方式，如喷涂、渗碳等。
三、皮带轮结构设计根据皮带轮的尺寸和材料，设计皮带轮的结构。
考虑到圆弧齿的特性，设计出合适的齿形和结构，确保皮带轮在传递动力时具有较好的平稳性和耐用性。
同时，设计合适的键槽、孔位等结构，方便安装和调整。
四、皮带轮制造工艺设计根据选择的材料和结构设计，确定合适的制造工艺。
考虑到铸造、加工、热处理等环节，设计出合理的工艺流程，确保皮带轮的制造质量和效率。
五、皮带轮动力学分析通过动力学分析，了解皮带轮在运行过程中的受力情况，为强度校核提供依据。
通过模拟分析，得出皮带轮的转速、受力等数据，优化设计，提高皮带轮的运行效率和稳定性。
六、皮带轮强度校核根据动力学分析结果，对皮带轮进行强度校核。
考虑到皮带轮在运行中承受的载荷和转速等因素，通过应力分析、疲劳寿命等计算方法，确定皮带轮的强度是否满足要求。
七、皮带轮优化设计根据强度校核结果，对皮带轮的结构和尺寸进行优化设计。
考虑到提高传动效率、降低噪音等因素，对齿形、齿数等进行优化，同时调整皮带轮的尺寸关系和平衡状态。
经过优化后的设计能够提高皮带轮的性能和质量。
八、皮带轮成品检测对制造完成的皮带轮进行检测，确保满足设计要求和使用性能。
通过检测成品的质量、尺寸精度、运行平稳性等指标，验证设计效果和制造质量是否符合预期。
同时，进行疲劳试验等可靠性测试，确保皮带轮在实际使用中的稳定性和耐用性。
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1.1
计算功率
1.65kw
初选V带型号
见图5-9、图5-10
Z型
SPZ型
小轮直径 /mm
见表5-10及推荐值
50
63
验算带速V/（m/s）
，一般应差
应不超过
0
0
初定中心距
推荐：
164
180
初算带长 /mm
450
500
选定基准长度
见表5-6，表5-7
436
450
定中心距a/mm
164
180
验算包角
，
170
165
单根带基本额定功率
见表5-5
0.39
kw
1.35
kw
传动比i
1
1
功率增量
见表5-4，表5-5
0.026
0.22
长度系数
见表5-6，表5-7
0.94
1.11
包角系数
见表5-8
0.98
0.965
单根带许用功率
1.42
0.453
V带根数z
，不宜超过推荐轮槽数
1.16
z取2
3.64,Z取4
V带单位长度质量q/（kg/m）
见表5-2
0.06
0.07
单根V带的初拉力
51.08
93.2
轴上的压力
407.1
369.6
设计方案评价
考虑传动结构的紧凑性及合理的V带根数等
好
不好
第
4.1
（1）计算功率Pc
式中， ———工况系数，查《机械设计》P 107表5-9,由于工作机工作平稳，且原动机一天运转<10h，故取 =1.1
所以，
（2）选择V带
根据计算功率 =1.65kw和小带轮转速 =72r/min，初选带型为Z型和SPZ型，具体计算如下：
设计计算
的项目
依据
结论
方案I
方案Ⅱ
工况系数