淺談普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)處理方法最優(yōu)選擇問(wèn)題

1、基于MFC的普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)李毅 李磊 姜鵬 （中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇，徐州，221116）【摘要】本文在傳統(tǒng)的普通V帶設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行改進(jìn)，相關(guān)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合運(yùn)用CAD技術(shù)。該設(shè)計(jì)方案具有準(zhǔn)確性、特色性、快速性、靈活性、實(shí)用性。關(guān)鍵詞：普通V帶傳動(dòng) MFC 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）1. 普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程1.1確定計(jì)算功率計(jì)算功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率，再考慮載荷性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)類型和每日連續(xù)工作時(shí)間等因素來(lái)確定的。式中：為帶傳動(dòng)所需傳遞的名義功率；為載荷系數(shù)，可按實(shí)際情況根據(jù)工作情況系數(shù)表選取。影響載荷系數(shù)選擇的因素很多，將其構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的三維表，程序

2、化處理運(yùn)用數(shù)組。例如：若取Ka201=1.2，即表示原動(dòng)機(jī)類型為類、載荷性質(zhì)為載荷變動(dòng)小、每日連續(xù)工作時(shí)間為010小時(shí)。1.2選擇V帶型號(hào)V帶的型號(hào)可根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速由V帶選型圖選取。由于V帶選型圖符合對(duì)數(shù)坐標(biāo)線圖特點(diǎn)，所以在這里采用對(duì)數(shù)線圖的處理方法將對(duì)數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)。通過(guò)對(duì)線圖上的坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算，建立數(shù)學(xué)模型：即式中：為選型圖中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)；為計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速所確定的坐標(biāo)點(diǎn)；為變量表示不同型號(hào)之間的邊界線值。1.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)帶中的彎曲應(yīng)力是引起傳動(dòng)帶疲勞破壞的重要因素。帶輪直徑越小，彎曲應(yīng)力越大。為減少?gòu)澢鷳?yīng)力應(yīng)采用較大的小帶輪直徑。一般取為許用的最小

3、帶輪基準(zhǔn)直徑。但在設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，參照小帶輪基準(zhǔn)直徑，估算，其中m/s，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整處理得，參照值見(jiàn)相關(guān)機(jī)械手冊(cè)表。大帶輪基準(zhǔn)直徑，計(jì)算后應(yīng)當(dāng)按相關(guān)機(jī)械手冊(cè)表圓整。1.4確定實(shí)際中心距和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度中心距小，可以使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊。但也會(huì)因帶的長(zhǎng)度小，使帶在單位時(shí)間內(nèi)繞過(guò)的帶輪次數(shù)多，降低傳動(dòng)帶的壽命。同時(shí)，在傳動(dòng)比和小帶輪直徑一定的情況下，小帶輪包角減小，傳動(dòng)能力降低。中心距大則反之。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)視具體情況綜合考慮，如無(wú)特殊要求，可在下列范圍內(nèi)初步選定。初選后，計(jì)算帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度：根據(jù)初選的選取接近的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長(zhǎng)度，然后再近似地計(jì)算實(shí)際中心距：若要求中心距可調(diào)時(shí)，考慮安裝V帶所需最小中心距

4、為 ：若靠加大中心距加緊傳動(dòng)帶和考慮使用后的調(diào)整，其最大中心距為：1.5確定V帶根數(shù)V帶根數(shù)越多，其受力越不均勻。所以，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)限制V帶的根數(shù)，一般，否則應(yīng)改選型號(hào)，重新設(shè)計(jì)。式中：為包角修正系數(shù)，考慮包角時(shí)對(duì)傳動(dòng)能力影響；為帶長(zhǎng)修正系數(shù)；為單根普通V帶名義功率；為時(shí)單根普通V帶名義功率增量。在實(shí)際表格的檢索中，不能保證被檢索的數(shù)值一定是表列結(jié)點(diǎn)上的數(shù)值，這時(shí)函數(shù)值需要用插值的方法求出。在V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，由包角查取包角系數(shù)就適合采用線性插值法。例如當(dāng)時(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)C+語(yǔ)言進(jìn)行編程，通過(guò)此方法得到的插值結(jié)果為：當(dāng)時(shí)，。對(duì)名義功率、長(zhǎng)度系數(shù)及名義功率增量數(shù)據(jù)處理時(shí)，針對(duì)這三者采用了一種適合處理大量

5、數(shù)據(jù)的方法，即數(shù)據(jù)擬合法。例如單根普通V帶名義功率增量擬合表達(dá)式為：式中：為彎曲系數(shù)、為傳動(dòng)比系數(shù)，根據(jù)V帶型號(hào)對(duì)應(yīng)查機(jī)械手冊(cè)表。1.6確定預(yù)緊力預(yù)緊力是保證帶正常工作的重要因素，它直接影響到帶傳動(dòng)的傳動(dòng)能力和傳動(dòng)帶的壽命。過(guò)小易出現(xiàn)打滑，傳動(dòng)能力不能充分發(fā)揮。過(guò)大則傳動(dòng)帶的壽命降低，且軸和軸承的受力增大。單根V帶適合的預(yù)緊力計(jì)算表達(dá)式：式中：為帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量，根據(jù)V帶型號(hào)查相關(guān)機(jī)械手冊(cè)表。1.7計(jì)算軸向力作用在軸上的力等于松邊和緊邊張力的向量和，如果不考慮傳動(dòng)帶兩邊的張力差，可以近似地按傳動(dòng)帶兩邊初張緊力的合力來(lái)計(jì)算。同樣，傳動(dòng)帶初裝時(shí)，張緊力要比正常時(shí)大很多，故計(jì)算軸和軸承的受力及壽命時(shí)，

6、通常取1.8驗(yàn)算V帶速度及帶輪包角1 在實(shí)際中V帶速度計(jì)算表達(dá)式如下：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使，一般在m/sm/s內(nèi)選取，以m/sm/s最有利。對(duì)Z、A、B、C型帶，m/s；對(duì)D、E型帶，m/s。如果，應(yīng)減小。2 增大可提高傳動(dòng)帶的傳動(dòng)能力，其計(jì)算式如下：與有關(guān)，愈大，帶輪直徑差愈大，則愈小。因此為了保證不過(guò)小，傳動(dòng)比不宜過(guò)大，通常應(yīng)使，特殊情況下亦可達(dá)。1.9基于MFC的普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)普通V帶傳動(dòng)中有大量的數(shù)據(jù)表格需要處理，參考相關(guān)資料，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用了不同的處理方法。其中涉及到的處理方法有線性插值，數(shù)據(jù)擬合、對(duì)數(shù)線圖建立數(shù)學(xué)模型等，這些方法的靈活運(yùn)用使得方案具備了快速性及準(zhǔn)確性。同時(shí)以上設(shè)計(jì)過(guò)程均基于MFC實(shí)現(xiàn)，對(duì)話框窗口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰，用戶容易操作，適用性廣。盡管考慮了眾多因素，靈活的采用了各種方法，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的特色性、靈活性及先進(jìn)性。但是實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，使得該方案仍具有一定的局限性，所需改進(jìn)的空間仍然很大。2. 附MFC仿真窗口截圖3. 參考文獻(xiàn)1程志紅，機(jī)械設(shè)計(jì)，南京，東南大學(xué)出版社，2006。2肖志信 梁習(xí)鋒，V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的程序化處理，機(jī)械設(shè)計(jì)，2005，