V带传动的设计计算 实例
V带传动的设计计算 实例
Pca Ka P 1.2 5.5kW 6.6kW
得： P ca 6.6kW
由 Pca 和转速 n1，由 选型图 确定选择带型
得： A型 普通V带
2、确定带轮直径并验算速度
考虑最小基准直径不能小于dmin
槽 型 ddmin/mm Z SPZ 50 63 75 90 A SPA 125 140 B SPA 200 224
(部分)
kW
实验特定条件：传动比 i=1、包角 α＝180°、特定长度、载荷平稳
带型 小带轮直 径d1/mm 50 63 71 80 75 90 100 112 125 …
1460 0.16 0.25 0.31 0.36 0.68 1.07 1.32 1.62 1.93 …
2800 0.26 0.41 0.50 0.56 1.00 1.64 2.05 2.51 2.98 …
1.8
得： Ka=1.2
5000 4000 3150 2500 2000 1600 1250 1000 800 630 500 400 315 250 200 160 125 100 0
Z
选择： A型 普通V带
小带轮转速n1/(r/min)
A B
C D E
1.25 2 3.15 5 8 12.5 20 31.5 50 80 125 200 1 1.6 2.5 4 6.3 10 16 25 40 63 100 160 250
112 1460
60 1000
8.56 m / s 25 m / s
得：带速合适
3、几何尺寸计算
根据 0.7(d1 d2 ) a0 2(d1 d2 ) 初选中心距： 由 a0 计算基准长度
带传动(V带、联组窄V带、同步带)
带传动（V带、联组窄V带、同步带）V带传动的设计计算设计计算设计实例V带轮传动设计实例设计有电动机驱动冲剪机床的普通V带传动。
电动机为Y160M—6,额定功率P=7.5kw，转速n1=970r/min，水泵轴转速为n2=300r/min,轴间距约为1000mm，每天工作8h。
One）设计功率Pd由表差得工况系数KA=1.2 Pd二KAP=1.2x7.5KW=9KWTwo）Three）选定带型根据Pd=9KW和n1=970r/min,由图确定为B型传动比n1n2=300=3.23970Four）小轮基准直径参考表和图，取dd1=140mm大轮基准直径dd2=dd11£=3.23x14010.01mm=447.7mm由表取dd2=450mmFive）水泵轴的实际转速n2=Six)带速1£nlddl10.01970x140=r/min=298.8r/mind2=ndp1n160x1000nx140__1000m/s=7.11m/s此处取dp1=dd1Seven)初定轴间距按要求取a0=1000mmEight)所需基准长度ndd2dd124a00=2a0+dd1+dd2+24501402n2=2x1000+140+450+mm=2870.9m设计计算设计实例由表选取基准长度Ld=2800mmNine) 实际轴间距a=a0+LdLd0228002870.92mm=964.6mm安装时所需最小轴间距amin二a-0.015Ld=(964.6-0.015x2800)mm =922.6mm张紧或补偿伸长所需最大轴间距amax=a+0.03Ld=(964.6+0.03x2800)mm=1084.6mmTen)小带轮包角a1=180°dd2dd1ax57.3°450__.6x57.3°=161.6°Eleven)单根V带的基本额定功率根据dd1=140mm和n1=970r/min由表查得B型带P1=2.11kw Twelve)考虑传动比的影响，额定功率的增量AP1由表查得AP1=0.306kwThirteen)V带的根数=(PPd1+P1)KaKL由表查得Ka=0.953由表查得KL=1.05二2.11+0.306X0.953X1.05=3.72根取4根9设计计算设计实例Fourteen)单根V带的预紧力FQ=500由表查得=0.17kgm2.5KadP2.59FQ=5001+0.17x(7.11)2N=265.4NFifteen)带轮的结构和尺寸此处以小带轮为例确定其结构和尺寸。
V带传动例题
V 带传动例题试设计一带式输送机用普通V 带传动。
已知：动力机为Y 系列三相异步电动机，功率P=7.5kW ，转速n 1 =1440rpm ，从动轴转速n 2=630rpm ，每天工作16小时，希望中心距不超过700mm 。
解：1．计算功率[公式5.17] Pc = K A P = 1.2×7.5 = 9 kW[K A 查取：P109表5.5]2．选择带的型号 由图5.14选择A 型说明 [P109图5.14和注①][说明：在两种型号相邻的区域，如选用较小的型号，则根数较多，传动尺寸相同时可获得较小的y/D 值，带的弯曲应力小，带的使用寿命较长。
如果认为根数过多，也可以选择大一号的型号，这时，带轮尺寸D 1、D 2、a 都有所增加，带的根数则减少。
]3．确定带轮基准直径D 1和D 2 [带轮直径越小，弯曲应力越大]取1251=D （140） （D 1按表5.6依据V 带型号查取确定）[P109表5.6]则7.2852112=≈n n D D （320）注 [D2按传动比计算，且查表满足基准直径系列]取定D 2=280（315） 86.642'2=n （640）[n ’2是工作机的实际转速，n 2是工作机的理论转速]实际传动比 24.2'21==n n i （2.25）[理论传动比是n 1/ n 2＝1440/630＝2.29] 转速误差：02.022'2=-n n n （0.16）≤±5％，是允许的。
4．验算带速ν[公式5.11]()42.9100060/11=⨯=n D πν（10.55）m/s在5～25 m/s 范围内，带速合适。
5．确定带长和中心距[公式5.2] 初定mm a 6500= [题意：希望中心距不超过700mm]09.19454)(2)(20212120=--++=a D D D D a L π（2026）[计算值，还要靠标准]由表5.2取L d = 2000（2000）[P106表5.2]实际中心距 678)(210=-+≈L L a a d (637) ＜700mm 注[也可按公式5.3计算] 6．验算小带轮包角[公式5.1] [P100][包角大小直接影响带传动的工作能力，包角小，传动能力降低，易打滑，打滑总是发生在小带轮上。
机械设计课程设计专题二——V带传动的设计计算
解 （1）确定计算功率
查 P222表13-9 得工作情况系数KA=1.2，
Pc K A P 1.2 7.5KW 9kW
军械学院专用
P219
表13-4 单根普通V带的基本额定功率 （包角α=π 、特定基准长度、载荷平稳时）
型 小带轮 小带轮转速 n1/( r/ min) 基准直 号 径 d1/ mm 200 400 800 950 1200 1450 1600 1800 2000 2400 2800 3200 3600 4000 5000 6000
军械学院专用
（2）选择V带型号
根据Pc、n1值，由 P223图13-15（1）选取B型V带。
（3）确定带轮的基准直径dd1 、 dd2
由P224表13-10可知，对B型V带其带轮最小基准直径 d d min =125mm，再参考图13-15 （2） ，取小带轮基准 d d 1 =140mm。则大带轮基准直径为
Z A B C
普通V带选型图
D
E
100
军械学院专用
0.8 1 1.25
2
3.15 4 5
8 10
16 20
30 40 50 63 80 100
200 250
表13--10 带轮的最小直径dmin
型 dmin 号 Y 20 Z 50 A 75 B 125 C 200 D 315 E 500
d1 、d2：必须符合带轮的基准直径系列：
dd 2 idd1 3140mm 420mm
机械设计课程设计V带传动
2 Y112M-4
750
பைடு நூலகம்
16
设计要求和内容：
（1）绘制小带轮装配图一张
（2）编写设计计算说明书一份
设计指导：
1）V 带传动的设计计算
参考教材中的 V 带传动设计方案与步骤进行计算，确定带的型号、根
数、长度，带轮尺寸，带传动中心距，作用在轴上的压力等。
2）V 带轮的结构设计
选择带轮的材料、结构型式，计算基本结构尺寸。注意小带轮的轴孔直
[3]材料力学（第二版）
同济大学出版社
6
径及键槽尺寸应根据电动机的外伸轴结构尺寸确定。
3）完成小带轮装配图设计
二、电动机的选择
由原始数据要求，查参考文献[1]表 20-1 和表 20-2，得，Y 系列三相异 步电动机技术数据选择 Y112M-4 电动机，其额定功率为 4kW，满载转 速 1440r/min，电机轴直径 d=28mm。
P=4kw n1=1440 r/min d=28mm
查参考文献[3]式(4-1)，得
查参考文献[2]式(6-1)、(6-2)，得
挡圈
` 查参考文献[1]表13-19，挡圈 查参考文献[1]表 13-19，垫圈 查参考文献[1]表 13-19，螺栓
垫圈 螺栓
六.小带轮装配图
见附图
七.设计小结
通过这次设计，我基本掌握了 V 带轮各个参数的查询和计算方法，学
四.V 带轮的结构设计 ·············································4
1.V 带轮的材料 ·······················································4 2.V 带轮的结构形式 ···················································4 3.带轮的基本结构尺寸···················································4
V带设计计算
带传动的主要失效形式即为打滑和疲劳破坏。
因此，带传动的设计准则应为：在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
本设计选用普通A 型V带传动，所传递的功率在1.1W左右，由机械设计手册（单根普通V带基本额定功率）查得小带轮直径为90mm，由于传动比已确定为3，由此计算出大带轮直径为90x3=270mm由此可得初选中心距0.7（d d1+d d2）≤a0≤2(d d1+d d2)初选a0=300mm计算相应带长L d0代入数值，得Ld=1089.9mm.取整为1090mm。
Ld由Ld0查表可得Ld=1250mm计算中心距a传动的实际中心距近似为a=a0+（Ld-Ld0）/2=330mm考虑到为安装 V 带而必须的调整余量，因此，最小中心距为a min = a –0.015 L d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a max = a +0.03 L d验算小带轮上的包角为使带传动有一定的工作能力，一般要求≥120°（特殊情况允许＝90°）。
如小于此值，可适当加大中心距a ；若中心距不可调时，可加张紧轮确定初拉力F 0适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要因素之一。
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低寿命，并使轴和轴承的压力增大。
为了保证所需的传递功率，又不出现打滑，并考虑离心拉力的不利影响时，单根 V 带适当的初拉力为(F0)min=500(2.5-K a)P ca/K a zv+qv对于新安装的V带，初拉力应为1.5倍，对于运转后的V带，初拉力应为1.3倍。
V带传动设计
题目:设计带式运输机中的V 带传动，方案5.1.4，电动机工作功率kW P d 2.2=，电动机满载转速min /940r n m =，第一级传动比1.21=i 。
解：1. 确定设计功率。
kW P d2.2=2. 选取带型。
根据d P 、1n ，由图查取，选A 型带。
3. 确定带轮的基准直径。
初选小带轮直径mm d d 901=，则大带轮直径为mm mm id d d d 189901.212=⨯==根据表取mm d d 1802=，其传动比误差%5<∆ii ，故可用。
4. 验算带的速度。
max 11/25/43.4/10006094090100060v s m s m s m n d v d =<=⨯⨯⨯=⨯=ππ故符合要求。
5. 确定V 带长度和中心距。
根据()()202127.0d da d d d d a d d +≤≤+初步确定中心距()()mm mm a mm mm 540180902189180907.00=+⨯≤≤=+⨯ 初选mm a 3000=。
计算V 带基本长度()()()()m m m m a d d d d a L d d d d d 9.10303004901801809023002422`20212210=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+++⨯=-+++=ππ 选V 带基准长度为mm L d 1000=。
计算实际中心距mm mm L L a a d d 28429.103010003002`0≈⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=++= 6. 计算小轮包角。
8.1613.57284901801803.57180121=⨯--=⨯--=a d d d d α 7. 确定V 带根数。
查得单根V 带所能传递的功率为kW P 77.00=，弯曲影响系数3107725.0-⨯=b K ，传动比系数1373.1=i K ，计算功率增量0P ∆。
kW kW K n K P i b 088.01373.111940107725.011310=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆- 查得95.0=αK ，89.0=L K ，则带的根数为()()75.289.095.0088.077.02.200=⨯⨯+=∆+=L d K K P P P Z α 取3=Z 根。
普通V带传动设计
普通V 带传动设计已知条件：P=15KW ，小带轮转速n=960r/min,传动比i=2,传动比允许误差≤±5%，轻度冲击；两班工作制。
一．V 带传动的设计计算： 1. 确定计算功率：查P156表8-7得工作情况系数：A K =1.1ca P =A K P=1.1×15=16.5Kw2. 选择V 带的带型：根据计算功率ca P 和小带轮转速1n ，由P157图8-11选择V 带的带型为：B 型3. 初选小带轮的基准直径1d d ： 查P155表8-6得：min )(d d =125根据1d d ≥min )(d d 查P157表8-8取：1d d =200㎜ 验算带速v ：根据P150公式8-13得： v==⨯⨯⨯=⨯⋅⋅m/s 10006096020014.310006011n d d π10.05m/s计算大带轮直径，由公式2d d =i 1d d 并根据P157表8-8加以适当圆整取2d d =400㎜4．确定中心距a ，并选择V 带的基准长度d L根据P152公式8-20初定中心距0a ：0.7（1d d +2d d ）≤0a ≤2(1d d +2d d ) 得420≤0a ≤1200于是初定0a =1000 计算相应的带长0Ld ：据式0d L ≈02a +++)(221d d d d π2124)(a d d d d - =10004)200400()400200(214.3100022⨯-++⨯+⨯=2952 再根据P146表8-2选取：d L =3150 5.按P158式8-23计算实际中心距a :a ≈0a +20d d L L -=1000+229523150-=1049 并根据公式dd L a a L a a 03.0015.0max min +=-=】;的中心距的变化范围为1001.8~1143.5 6.验算小带轮上的包角1a :1α≈180°-(12d d d d -)a ο3.57=180°-(400-200)10493.57ο⨯≈169°7.计算带的根数z:由1d d =200㎜和1n =960r/min,查P152表8-4a 取：0P =3.77Kw ； 根据1n =960r/min,i=2和B 型带，查P154表8-4b 取2：0P ∆=0.3； 查P155表8-5取：αK =0.98;查P146表8-2取：L K =1.07于是：=r P (00P P ∆+)αK L K所以：Z==⨯⨯+⨯=∆+=98.007.1)3.077.3(151.1)(00L A r ca K K P P P K P P α 3.87 取Z=4根。
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4、计算所需带的根数
Z=
Pca
(P0 + P0 )K KL
由 n1=1460rpm，d1=112mm，d2=315mm 等条件
查 单根普通V带基本额定功率表 查 单根普通V带额定功率增量表 查 包角系数表
得：P0 1.62kW
得：P0 0.17kW 得：K 0.955
查 带长修正系数表
得：KL 1.03
V带传动设计实例
设计某带式输送机驱动装置的传动系统中，第一 级用的V带传动。已知该传动由Y系列三相异步电动机 驱动，输出功率 P=5.5kW，满载转速n1=1460rpm ， 从动轮转速n2=540rpm，每天工作12h，传动水平布置。
解：
1、根据计算功率选择V带带型
由 工作情况系数表 查Ka
得： Ka=1.2
60 1000
得：带速合适
根据 0.7(d1 d2 ) a0 2(d1 d2 ) 初选中心距：
a0 =600mm
由 a0 计算基准长度
L'd
2a0
2
(d1
d2
)
(12)2
2 600 (112 315)
2
2 600
1905mm
根据普通V带的长度系列选取标准
730 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01
800 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02
A型
… 400
… … … … …P0 … 0.1…7 … … …
0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.04 0.05
传动比 i
型 转速n1 1.00~ 1.02~ 1.05~ 1.09~ 1.13~ 1.19~ 1.25~ 1.35~ 1.52~ ≥2.0
/(r/min) 1.01 1.04 1.08 1.12 1.18 1.24 1.34 1.51 1.99
Z型 400 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01
730 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
800 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.08 0.09 0.10
…
…………………………
1460 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17
1.3
1.4
1.5 1.5 1.6
1.8
得： Ka=1.2
小带轮转速n1/(r/min)
5000 4000 3150 2500 2000 1600 1250 1000
800 630 500 400 315 250 200 160 125 100
0
Z A
选择： A型 普通V带
B CD E
1.25 2 3.15 5 8 12.5 20 31.5 50 80 125 200 1 1.6 2.5 4 6.3 10 16 25 40 63 100 160 250
实验特定条件：传动比 i=1、包角 α＝180°、特定长度、载荷平稳 kW
带型 小带轮直
径d1/mm
400
Z型
50
0.06
63
0.08
71
0.09
80
0.14
A型
75
0.27
90
0.39
100
0.47
112
0.56
125
0.67
…
…
…
小带轮转速 n1/(r/min)
730
800
980
1200
1460 2800
……
…………………………
V带传动的设计1
Kα —包角系数：考虑α≠180˚时对传动能力的影响
小带轮包角/(°)
Kα
小带轮包角/(°)
Kα
180
1
145
0.91
175
0.99
140
0.89
170
0.98
135
0.88
165
0.96
130
0.86
160
0.95
125
0.84
155
0.93
120
0.82
计算载荷 Pca Ka P
1.25.5kW
6.6kW
由 Pca 和转速 n1，由 选型图
确定选择带型
得： Pca 6.6kW
得： A型 普通V带
2、确定带轮直径并验算速度
考虑最小基准直径不能小于dmin
得： dmin=75mm
槽型 ddmin/mm
Z
A
B
C
SPZ
SPA
SPA
SPC
50
75
125
基准长度：
得：Ld=2000 mm
由选取的标准基准长度重新计算中心距：
a
=
a0
+
Ld
- L'd 2
600 2000-1905 648 2
mm
验算主动轮上的包角（因为主动轮上包角小）
1
180 -
d2
a
d1
57.3
180 - 315-112 57.3 648
162 120
得：包角符合要求
ZF0
FP
=
2ZF0
cos(90°-
1 )
2
β α1
Fp
2 4163.2 sin 162 2
1289 N
ZF0
得： Fp 1289 N
设计结果：
带型：A型 普通V带 带长：Ld=2000 mm 根数：Z=4根 中心距：a=648mm 带轮基准直径：d1=112 mm d2=315 mm
？
普通V带传动设计过程中， 假设包角验算不合适，可以通 过何种方式来加以改善？
200
63
90
140
224
在 V带轮的基准直径系列 中选择 主动轮基准直径：
得： d1 =112 mm
根据传动比确定从动轮的基准直径：
d2
n1 n2
d1
1460 540
112
302.8mm
得： d2 =315 mm
验算带的速度 v d1n1
60 1000
3、几何尺寸计算
1121460 8.56 m / s 25 m / s
工作情况系数Ka
软起动
负载起动
工
况
每天工作小时数/h
<10 10~16 >16 <10 10~16 >16
载荷变动微小
液体搅拌机，通风机和鼓风机（≤7.5kW） ，离 心式水泵和压缩机，轻型输送机，
1.0
1.1
1.2 1.1 1.2
1.3
带式输送机（不均匀载荷），通风机（>
载荷变动小 7.5kW ），旋转式水泵和压缩机，发电机，金属 1.1
0.09
0.10
0.12
0.14
0.16
0.26
0.13
0.15
0.18
0.22
0.25
0.41
P 1.62kW 0.17
0.20
0.23
0.27
0.20 0 0.22
0.26
0.30
0.31 0.36
0.50 0.56
0.42
0.45
0.52
0.60
0.68
1.00
0.63
0.68
0.79
0.93
1.07
1.64
0.77
0.83
0.97
1.14
1.32
2.05
0.93
1.00
1.18
1.39
1.62
2.51
1.11
1.19
1.40
1.66
1.93
2.98
…
…
…
…
…
…
∆P0—功率增量：
考虑在 i≠1，带在大轮上的弯曲应力较小， 故在寿命相同的情况下，可增大传递功率
单根普通V带额定功率增量表
带 小带轮
…
0.84
…
800
1.00
0.85
0.86
0.81
900
1.03
0.87
0.81
0.88
0.83
1000
1.06
0.89
0.84
0.90
0.85
1120
1.08
0.91
0.86
0.93
0.87
…
…
…
…
…
…
2000
1.03
0.98
2240
1.06
1.00
2500
1.09
1.03
0.82
…
0.84
…
800
1.00
0.85
0.86
0.81
900
1.03
0.87
0.81
0.88
0.83
1000
1.06
0.89
0.84
0.90
0.85
1120
1.08
0.91
0.86
0.93
0.87
…
…
…
…
…
…
2000
1.03
0.98
2240
1.06
1.00
2500
1.09