1.带传动的失效形式和设计准则

由带传动的工作情况分析，带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳损坏。因此，带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的前提下，具有一定的疲劳强度和寿命。

2.单根V带的基本额定功率

在包角α=180°、特定带长、传动比i=1、工作平稳的条件下，单根V带的基本额定功率P0见表5-6、表5-7。当实际工作条件与此不同时，应对P0值加以修正，得到实际工作条件下单根V带所能传递的功率[P0]，计算公式为

式中，ΔP0——考虑传动比i≠1时，单根V带所能传递的额定功率增加量，kW。

　　　因dd1≠dd2，带绕过大带轮时的弯曲应力σb2小于带绕过小带轮时的弯曲应力σb1，此时带的传动能力比i=1的实验条件下大，故引入增加量修正，见表5-6、表5-7；

　　　Kα——包角修正系数，见表5-8；

　　　KL——长度修正系数，见表5-5。

表5-6　单根普通V带基本额定功率P0及功率增量ΔP0

表5-7　单根普通V带基本额定功率P0及功率增量ΔP0

表5-8　包角修正系数

3.V带传动的设计步骤和方法

设计V带传动时，已知条件为：传动功率P，两轮转速n1、n2（或传动比i），工作情况等。设计内容有：确定带型、长度、根数，传动中心距及带轮的结构和尺寸等。

（1）确定计算功率Pc

式中，P——所传递的名义功率，kW；

　　　KA——工况系数，见表5-9。

表5-9　工况系数KA

（2）选择带型

根据计算功率Pc和小带轮转速n1，由图5-95和图5-96选择V带型号。

（3）确定V带基准直径

带轮基准直径越小，弯曲应力越大，带的寿命降低，故带轮的基准直径dd应大于或等于最小基准直径ddmin。带轮基准直径越大，带速增大，所需带的根数减少，但外廓尺寸增大。大带轮基准直径dd2=idd1（1-ε），并圆整为系列值。

（4）验算带速

当传递的功率一定时，带速过高，单位时间内应力循环次数增加，降低带的使用寿命，同时离心力增大，减少带与带轮之间的摩擦力而降低带传动的工作能力；带速过低，在传递载荷一定时，有效拉力增大，所需带的根数增多。因此，设计时应使带速v=5~25m/s。

图5-95　普通V带选型

图5-96　窄V带选型图

（5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a

传动比和带速一定时，中心距增大有利于增大小带轮包角和减少单位时间内的应力循环次数，但中心距过大会因载荷变化而引起带的颤动，同时外廓尺寸过大。设计时可按下式初选中心距a0：

初选后按带传动的几何关系求出V带的基准长度计算值L0：

根据此基准长度计算值L0，查表5-5选定带的基准长度Ld，而传动的实际中心距a可按下式计算：

考虑安装、调整和补偿张紧力的需要，中心距应有一定的调节范围，即

（6）验算小带轮包角

由上式可知，传动比越大，dd1与dd2之差越大，则包角α1越小，通常α1≥120°。若α1，过小，则需增大中心距或降低传动比，也可增设张紧轮或压带轮。

（7）确定V带根数

为使各带受力均匀，应使z＜10且为整数。

（8）单根V带的初拉力F0

（9）带传动作用在带轮轴上的压力(www.daowen.com)

为了设计带轮轴和轴承，必须计算出带轮对轴的压力。此力在重要场合应精确计算，一般情况下可按下式近似计算，如图5-97所示。

图5-97　带传动作用在轴上的压力

（10）带轮结构设计

带轮结构设计参见图5-92和《机械设计手册》，据此绘制带轮零件图。

例　设计某通风机用普通V带传动。已知电动机型号为YB160M-4，额定功率P=11kW，转速n1=1460r/min，传动比i=2.3，24小时连续工作。

解　（1）确定设计功率

由表5-9查得KA=1.3，由式（5-27）得

（2）选择带的型号

根据Pc和n1，选B型带。

（3）确定带轮基准直径dd1、dd2

由图5-97和表5-4选取小带轮基准直径，dd1=140mm，取ε=0.015。

大带轮基准直径

查表5-4，取dd2=315mm。

（4）验算带速v

由式（5-28），有

（5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a

由式（5-29）初定中心距a0。

由式（5-30）计算L0

查表5-5取Ld=2000mm。

由式（5-31）计算实际中心距

由式（5-32）得中心距的变动范围为

（6）验算小带轮包角α1

由式（5-23），有

（7）确定带的根数z

查表5-6得P0=2.83kW，ΔP0=0.46kW，查表5-8得Kα=0.96，查表5-5得KL=0.98，将各系数代入式（5-34），有

取z=5根。

（8）计算初拉力FQ

查表5-4，B型带q=0.17kg/m，由式（5-35），有

（9）计算作用于轮轴的压力FQ

由式（5-36），有

（10）带轮结构设计

本例仅做小带轮结构设计。小带轮基准直径dd1=140mm，采用实心式结构。按表5-4中公式B=（z-1）e+2f=101mm，由YB160M-4电动机可知其轴伸直径d=42mm，轴伸长度为110mm，故小带轮轴孔直径d0=42mm，轮毂长度L小于110mm，取L=B，按表5-4取hamin=3.5mm，hfmin=11mm，则轮槽深h=14.5mm，轮缘外径da1=dd1+2ha=147mm。带轮轴毂直径、基准直径、轮缘外径公差带代号分别为φ42H7、φ140c11、φ147h11，其他尺寸及技术要求见图5-98。

图5-98　小带轮工作图

1.轮槽工作面不得有砂眼、气孔。
2.各槽间距的累积误差不得超过±0.8mm，任意两槽的基准直径差不得大于0.4mm。
3.材料：HT200。