V带设计计算详解

（1）已知条件和设计内容

普通V 带传动设计中，一般情况给定的已知条件包括：带传动的工作条件；传动位置与总体尺寸限制；所需传递的额定功率P；小带轮转速n，大带轮转速n；传动比i。

设计内容包括选择V 带的型号、确定基准长度、根数、传动中心距、带轮基准直径，还包括确定带轮的材料和结构，画出带轮零件图，确定初拉力、压轴力和张紧装置等。

（2）设计步骤与方法

1）确定计算功率Pca

计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷的性质、原动机的种类和连续工作时间的长短等条件，利用下式求得

式中　KA——工作情况系数，查表6.8 可得。

2）选择V 带型号

根据计算功率Pca和小带轮转速n1，由图6.12 选取V 带型号。如果有两种带型可选用，则应按两种方案分别计算，最后对计算结果作综合分析，以确定用哪种较适宜的型号。

图6.12　普通V 带选型图

表6.8　工作情况系数KA（摘自GB/T 13575.1—2006）

注：空、轻载启动—普通鼠笼式交流电动机，同步电动机，直流电动机（并激），n≥600 r/min 内燃机。重载启动—交流电动机（双鼠笼式，滑环式、单相、大转差率），直流电动机，n≤600 r/min 内燃机。

3）确定带轮基准直径dd1和dd2

带轮直径越小，带在带轮上的弯曲程度越大，带上的弯曲应力也就越大，导致带的寿命降低。表6.2 给出了普通V 带传动的最小带轮基准直径ddmin的荐用值。设计时，应取小带轮的基准直径dd1应大于或等于ddmin。忽略弹性滑动的影响，根据dd2=idd1确定大带轮直径，dd1、dd2宜取标准值（查表6.2）。

4）验算带速v

对于普通V 带，带速一般控制在5 m/s≤v≤25 m/s，最高不超过30 m/s。

5）确定中心距a 和带的基准长度Ld

设计时，可根据传动的结构需要或按式（6.17）初定中心距a0。

a0 取定后，根据带传动的几何关系，可计算所需带的基准长度Ld 为

根据由表6.3 中选取和相近的V 带的基准长度。再根据来计算实际中心距。

由于V 带传动的中心距一般是可以调整的，故可采用近似计算，即

考虑安装调整和补偿预紧力（如带伸长而松弛后的张紧）的需要，中心距的变动范围为

6）验算小轮包角α1

可计算小带轮包角α1。由于α1<α2，打滑首先发生在小轮上，故小带轮包角的大小反映带的承载能力，即(www.xing528.com)

通常要求α1≥120°（特殊情况下允许，α1≥90°），如α1 较小而不满足上述条件时，可增大中心距a（在传动比i 一定时）或加张紧轮装置。

7）计算V 带的根数

V 带根数z 可计算为

在确定V 带的根数z 时，为了使各根V 带受力均匀，带的根数不宜太多（通常z<10），否则应改选带的型号，重新计算。带的根数应取整数。

8）确定带的初拉力F0

F0 的大小是保证带传动正常工作的重要参数。初拉力过小，摩擦力小，容易发生打滑；初拉力过大，则带的寿命降低，轴和轴承受力增大。

单根V 带合适的初拉力F0（单位为N）可计算

由于新带容易松弛，对不能调整中心距的普通V 带传动，安装新带时的初拉力应为计算值的1.5 倍。

9）带传动作用在轴上的力（简称压轴力）FQ

图6.13　带传动作用在轴上的力

为了设计带轮的轴和选择轴承，需先知道带传动作用在轴上的载荷FQ，为简化其运算，一般按静止状态下带的两边的初拉力F0 的合力来计算（见图6.13），得

10）带轮结构设计

参见本章6.2.2 小节，设计出带轮结构后还要绘制带轮零件工作图。

【任务描述】

设计一带式输送机用普通V 带传动。已知原动机为Y 系列三相异步电动机，功率P=7.5 kW，转速n1=1 440 r/min，带式输送机转速n2=630 r/min，每天工作16 h，希望中心距不超过700 mm。

【任务分析】

上述任务已知带传动的中心距、带的工作情况、带传递的功率及转速，设计结果只需得到V 带的型号、根数，大、小带轮的基准直径，实际中心距，以及带轮轴上的压力等即可。带轮的零件图、安装要求等在工程中必须提供，这里可略去。

【任务实施】

设计计算过程见表6.9。

表6.9　设计计算过程

续表

【任务总结】

通过本任务的完成，应使学生学会利用图表及计算公式设计V 带传动，特别是学会设计的方法和思路。