带传动设计方法新探

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带传动设计方法新探

摘要 指出了传统设计方法在设计V型带传动时的不足之处，提出了一种新的设计方法，并且通
过设计实例结果的对比，充分体现了新方法的优越性
关键词 v型带 基本额定功率 额定功率的增量 带轮基准直径 带的基准长度 带轮包角
引言
由于带传动具有远距离传动、过载保护、缓冲吸
振、制造成本低等优点，故在机械工程中得到普遍应
用。对v型带传动的设计，目前工程应用及教科书采
用的设计方法，在大多数情况下确定的设计参数不理
想，如带的型号确定一成不变；小带轮直径的选择较盲
目；确定的带的根数与工作机应用特性联系不密切；计
算的带的根数数值取舍较困难等等，很难满足工程的
需要与选择。为此，本文提出了一种新的设计方法，突
出的是依据工作机应用特点先确定带的根数，然后再
推出其它的设计参数，并可以按不同的带的根数，得到
多个供选方案，从而为V带传动设计方案的优化提供
了很好的条件。
l V带传动设计的理论依据
由于带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏，
因此带传动的设计准则是在保证带不打滑的条件下，
具有一定的疲劳强度和寿命。标准型号的单根带在载
荷平稳、带轮包角a．=a2=丌(即传动比i=1)、带长为
特定长度、带强力层特定材料、在10 ～109次循环应力
下由实验测得的功率为P。[卜 ，若当实际工作条件与
实验不符时，可以对P 进行修正。此时带传动的设
计条件为
。(P0+△P0)kqk。 L≥kAP (1)
式中 ——带的根数，是离散的正自然数
△Pn——额定功率的增量。当传动比i>l，同寿
命条件下，传递功率有增加量
膏．『__一带的材质系数。对化学纤维线绳结构强
力层取 =1．0
。
— 一包角系数。当a1<180~时，对传动能力
的修正
厂一带长度系数。当带长与特定长度不符
时，对传动能力的修正
“——带传动的工作情况系数，是将当前工作
情况等效到实验平稳载荷
P—— 当前状态下，带传递的功率
带传动的设计依据是满足式(1)的前提下，确定出
带的型号、带轮的基准直径、带的基准长度和根数：并
要求带速 =(5～30)nr／s，最好是在 =(15～20)nr／s，
小带轮的包角a1≥l2 。
2 带传动传统设计方法的不妥之处
目前带传动传统设计方法在设计V型带时有以
下不足：
① 带的型号确定缺乏合理的理论依据。它是凭
经验按kaP—n．查V型带选型图获得，按该设计步
骤，带的型号教条的一成不变。根据力的可分可合性，
当取不同的带的根数时，每根带的受力不同，带的型号
肯定是可以变的。工程中，在大多数场合下，带的根数
是受限制的、有一定要求的
③ 小带轮直径的选择太盲目。对不同的带轮直
径，其传递的基本额定功率、带速、带结构的紧凑程度
都不同，凭运气试凑性选择小带轮的直径，很难得到理
想的设计结果。
③ 传统设计方法对式(1)的应用是按照如下的格
式
kAP
。≥—(Po+3p—o)kq
k~kt (2)
如此确定带传动的根数常常会遇到对该计算值的
小数部分难以取舍的尴尬。例如，计算的结果为 ≥
3．0l； >13．05； ≥3．20等等。若简单的收尾取 =4，
肯定会造成带轮结构的庞大，加大带轮的宽度，对轴的
受力及设计不利。若简单的去尾取整取 =3，又会无
法保证带的强度和寿命，降低带传动设计的可靠性。
因此，设计方法最后一步确定带的根数这个大离散性
参数是不妥的。