基于现代设计手段的V带传动设计

王增胜 李跃鑫

摘 要：针对V带传动设计，利用机械设计手册软件版完成了设计计算，借助SolidWorks软件建立了小带轮的三维模型，并生成了二维工程图。实践证明，机械设计手册软件具有直接调用设计图表、自动计算等功能，可快速完成V带传动的设计计算;利用SolidWorks可方便地得到三维模型和二维工程图，以呈现设计结果。

关键词：机械设计手册软件;SolidWorks;V带传动

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.35.114

带传动是一种常用的机械传动装置，它是由主动轮、从动轮和适度张紧在两轮上的封闭环形传动带组成。V带传动在一般机械传动中应用最广，但其设计过程相对繁琐，包含10个左右步骤，涉及10余个公式和图表。因此，如何提高带传动的设计效率，成為设计人员面临的问题。本文利用机械设计手册软件和SolidWorks软件对带传动的设计进行了探索。

1 V带传动算例

设计由电动机驱动旋转式水泵的普通V带传动。电动机为Y160M-4，额定功率P=11kW，转速n1=1460r/min，水泵轴转速为n2=400r/min，轴间距约为1500mm，每天工作24小时。

本文分别利用机械设计手册软件和SolidWorks软件对以上V带传动进行设计计算和建模。

2 V带传动设计计算

打开机械设计手册软件版，在菜单栏依次点击[常用设计计算程序]→[带传动设计]进入设计界面。点击[开始新的计算]，输入设计者和单位等信息，点击[确定]按钮，在打开的新界面中选择V型带设计，开始V带传动的设计计算。

（1）输入初始参数。

根据已知条件，将初始参数输入参数输入框，如图1所示。

（2）选定带型和基准直径。

根据空、轻载启动，每天工作24小时，载荷变动小，减速传递等条件，查询确定KA=1.3;点击[计算]按钮，得设计功率Pd=14.3kW。根据Pd=14.3kW和n1=1460r/min，查询普通V带选型图，确定为B型。根据普通V带轮的最小基准直径及带轮直径系列，结合普通V带选型图中的带轮直径范围，确定小带轮直径为dd1=140mm;点击[计算]按钮，得大带轮直径dd2=503.34mm，点击[查询]按钮，取大带轮基准直径dd2=500mm，如图2所示。

（3）轴间距的确定。

初定轴间距，根据算例要求，选择“根据结构要求定”，输入a0=1500mm。点击[计算]按钮，得V带基准长度为Ld0=4026.91mm，点击[查询]按钮，确定V带基准长度Ld=4000mm。点击[计算]按钮，得实际轴间距a=1487mm，如图3所示。

（4）额定功率及增量的确定。

根据dd1=140mm和n1=1460r/min查得B型带P1=2.82kW。考虑传动比的影响，查得额定功率的增量

P1=0.46kW，输入相应文本框，如图4所示。

额定功率增量

（5）带速、包角和V带根数。

点击[查询]按钮，查得小带轮包角修正系数Kα=0.965，带长修正系数KL=1.13，将以上两个参数输入相应文本框，点击[计算]按钮，得带速v=10.7m/s，小带轮包角α=166.13°，带根数z=4根，如图5所示。

（6）各项力的计算。

点击[查询]按钮，得B型V带每米长的质量为m=0.17kg/m，点击[计算]按钮，得单根V带预紧力F0=285.19N，作用在轴上的力Fr=2264.83N，如图6所示。

至此，V带传动的设计计算部分结束。

3 V带轮结构设计与建模

此处以小带轮为例确定其结构和尺寸。由Y160M-4电动机可知，其轴伸直径d=42mm，长度L=110mm。故小带轮轴孔直径应取d0=42mm，毂长应小于110mm。由文献[1]查得小带轮结构为实心轮，轮槽尺寸分别为：基准宽度bd=14mm，基准线上槽深ha=3.5mm，基准线下槽深hf=11mm，槽间距e=19mm，第一槽对称面至端面距离f=12.5mm，带轮宽B=（z-1）e+2f=（4-1）19+2 12.5=82mm，外径da=dd+2ha=140+2 3.5=147mm，轮槽角φ=34°。

根据以上设计尺寸，在SolidWorks中建立小带轮的三维模型，如图7所示。由三维模型自动生成小带轮的工程图，并完善尺寸标注等，得到小带轮的工程图，如图8所示。

4 结论

（1）利用机械设计手册软件的自动调用设计资料、自动计算功能可快速完成V带传动的设计计算。

（2）利用SolidWorks软件可由三维模型自动生成二维工程图，通过完善尺寸标注等可方便地完成V带轮的零件工作图。

（3）利用机械设计手册软件和SolidWorks软件等现代设计手段，可有效提高机械设计效率。

参考文献

[1]机械设计手册编委会.机械设计手册第2卷[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]鮑莉.机械设计基础[M].郑州：河南科学技术出版社，2010.

[3]杨可桢等.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2013.