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1/5基于MFC的普通V带传动设计李毅李磊姜鹏(中国矿业大学机电工程学院,江苏,徐州,221116)【摘要】本文在传统的普通V带设计方案的基础上,对设计思路进行改进,相关数据处理方法进行优化,并结合运用CAD技术。该设计方案具有准确性、特色性、快速性、灵活性、实用性。关键词:普通V带传动MFC计算机辅助设计(CAD)1.普通V带传动设计过程1.1确定计算功率cP计算功率cP是根据需要传递的名义功率P,再考虑载荷性质、原动机类型和每日连续工作时间等因素来确定的。cAPKP式中:P为带传动所需传递的名义功率;AK为载荷系数,可按实际情况根据工作情况系数表选取。影响载荷系数选择的因素很多,将其构成一个简单的三维表,程序化处理运用数组。例如:若取Ka2[0][1]=1.2,即表示原动机类型为Ⅱ类、载荷性质为载荷变动小、每日连续工作时间为0~10小时。1.2选择V带型号V带的型号可根据计算功率cP和小带轮的转速1n由V带选型图选取。由于V带选型图符合对数坐标线图特点,所以在这里采用对数线图的处理方法将对数坐标转化为直角坐标。通过对线图上的坐标进行对数运算,建立数学模型:lglglglglglglglgKABAKABAPPnnnnCPP即10CKn式中:,,,AABBPnPn为选型图中对应的两个坐标点;,KKPn为计算功率cP和小带轮转速所确定的坐标点;C为变量表示不同型号之间的边界线值。2/51.3确定带轮基准直径1D和2D传动带中的弯曲应力是引起传动带疲劳破坏的重要因素。带轮直径越小,弯曲应力越大。为减少弯曲应力应采用较大的小带轮直径1D。一般取1D为许用的最小带轮基准直径minD。但在设计中,我们根据经验值,参照小带轮基准直径,估算*101601000vDn,其中*v20m/s,并对计算结果进行圆整处理得1D,参照值见相关机械手册表。大带轮基准直径21DiD,计算后应当按相关机械手册表圆整。1.4确定实际中心距1a和V带基准长度dL中心距小,可以使传动结构紧凑。但也会因带的长度小,使带在单位时间内绕过的带轮次数多,降低传动带的寿命。同时,在传动比i和小带轮直径1D一定的情况下,小带轮包角0减小,传动能力降低。中心距大则反之。设计时应视具体情况综合考虑,如无特殊要求,可在下列范围内初步选定0a。120120.7()2()DDaDD初选0a后,计算带基准长度0dL:22121000()()224dDDDDLaa根据初选的0dL选取接近的标准基准长度dL,然后再近似地计算实际中心距1a:001()2ddaLLa若要求中心距可调时,考虑安装V带所需最小中心距为:min0.015daaL若靠加大中心距加紧传动带和考虑使用后的调整,其最大中心距为:max0.03daaL3/51.5确定V带根数zV带根数z越多,其受力越不均匀。所以,设计时应限制V带的根数,一般10z,否则应改选型号,重新设计。00()CLPzPPKK式中:K为包角修正系数,考虑包角0180时对传动能力影响;LK为带长修正系数;0P为单根普通V带名义功率;0P为1i时单根普通V带名义功率增量。在实际表格的检索中,不能保证被检索的数值一定是表列结点上的数值,这时函数值需要用插值的方法求出。在V带传动设计中,由包角0查取包角系数K就适合采用线性插值法。例如当0158时,运用计算机C++语言进行编程,通过此方法得到的插值结果为:当0()158x时,()0.948Ky。对名义功率0P、长度系数LK及名义功率增量0P数据处理时,针对这三者采用了一种适合处理大量数据的方法,即数据拟合法。例如单根普通V带名义功率增量0P拟合表达式为:011(1)biPKnK式中:bK为弯曲系数、iK为传动比系数,根据V带型号对应查机械手册表。1.6确定预紧力0F预紧力0F是保证带正常工作的重要因素,它直接影响到带传动的传动能力和传动带的寿命。0F过小易出现打滑,传动能力不能充分发挥。0F过大则传动带的寿命降低,且轴和轴承的受力增大。单根V带适合的预紧力计算表达式:205002.5(1)cPFmvzvK式中:m为带每米长度质量,根据V带型号查相关机械手册表。4/51.7计算轴向力Q作用在轴上的力Q等于松边和紧边张力的向量和,如果不考虑传动带两边的张力差,可以近似地按传动带两边初张紧力的合力来计算。102sin()2QzF同样,传动带初装时,张紧力要比正常时大很多,故计算轴和轴承的受力及寿命时,通常取max1.5QQ1.8验算V带速度v及带轮包角01)在实际中V带速度v计算表达式如下:1160000Dnv设计时应使maxvv,一般在5vm/s~20m/s内选取,以20m/s~25m/s最有利。对Z、A、B、C型带,max25vm/s;对D、E型带,max30vm/s。如果maxvv,应减小1D。2)增大0可提高传动带的传动能力,其计算式如下:21018057.3DDa0与i有关,i愈大,带轮直径差21DD愈大,则0愈小。因此为了保证0不过小,传动比i不宜过大,通常应使7i,特殊情况下亦可达10。1.9基于MFC的普通V带传动设计评价普通V带传动中有大量的数据表格需要处理,参考相关资料,针对不同的数据特点,采用了不同的处理方法。其中涉及到的处理方法有线性插值,数据拟合、对数线图建立数学模型等,这些方法的灵活运用使得方案具备了快速性及准确性。同时以上设计过程均基于MFC实现,对话框窗口设计简明清晰,用户容易操作,适用性广。尽管考虑了众多因素,灵活的采用了各种方法,体现了设计方案的特色性、灵活性及先进性。但是实际设计过程复杂,使得该方案仍具有一定的局限性,所需改进的空间仍然很大。5/52.附MFC仿真窗口截图3.参考文献[1]程志红,机械设计,南京,东南大学出版社,2006。[2]肖志信梁习锋,V带传动设计中数据的程序化处理,机械设计,2005,29(6)45~47[3]骆有东姚汤伟徐洪张棉好,基于C++的V型带传动计算机辅助设计,机械设计与制造,2006,6(6)56~57[4]常德功樊智敏孟兆明,带传动与链传动设计手册,北京,化学工业出版社,2010。
本文标题:浅谈普通V带传动设计中数据处理方法最优选择问题
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