4辊轧机轧制系统设计及有限元分析.doc

1、 目 录摘要 Abstract 第1章 绪论11.1 引言11.2 研发背景及意义11.3 4辊轧机轧制系统基本设计思路21.3.1 4辊轧机的功能21.3.2 4辊轧机轧制系统结构的基本设计思路21.4 课题的研究内容3第2章 轧制系统结构设计42.1 引言42.2 轧辊环的设计计算42.2.1 轧辊环材料的选择42.2.2 轧辊环基本参数的确定42.3 电动机的选择62.3.1 选择电动机的类型及结构形式62.3.2 轧制压力的计算72.3.3 轧制总力矩的计算82.3.4 电机转速的确定112.3.5 电机功率的确定112.3.6 电动机型号的确定122.3.7 传动各级轴的基本参数确定

2、122.4 轧辊轴的计算132.4.1 估算轴的最小直径132.4.2 确定轴的各段直径142.4.3 轴的校核152.5 轧辊轴上轴承的确定152.6 带传动的设计计算152.6.1 确定计算功率162.6.2 选择带型172.6.3 确定带轮的基准直径172.6.4 确定中心距和带的基准长度172.6.5 验算主动轮上的包角182.6.6 确定带的根数182.6.7 确定带的预紧力192.6.8 计算作用在带轮的压轴力192.6.9 带轮的材料192.6.10 带轮的结构形式及主要尺寸192.7 减速器的设计计算202.7.1 减速器类型的选择202.7.2 减速器基本参数212.7.3

3、标准斜齿圆柱齿轮的设计计算222.7.4 齿轮的轴的设计25第3章 三维建模293.1 引言293.2 基本零件建模293.3 轧制系统的装配313.3.1 轧辊轴的装配323.3.2 轧制部分装配333.3.3 轧制系统装配343.3.4 总装配36第4章 轧制系统有限元分析374.1 引言374.2 轧辊轴的有限元分析374.3 轧辊环的有限元分析394.4 龙门架的有限元分析404.5 轧辊缺陷的种类和原因42结论43参考文献44致 谢45454辊轧机轧制系统设计及有限元分析摘要：本次设计的4辊轧机轧制系统是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体（轧件）拽入轧辊的缝隙间，在轧辊

4、压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。本研究的4辊轧机工作辊直径较小,传递轧制力矩,轧延压力由轧辊承受。这种轧机的优点是相对刚度高、压下量大、轧延力小，可轧制较薄的钢带。本次设计的设计主要包括：轧辊的设计，轴系统部件的设计，电动机的选取，传动部分的设计，箱体的设计，机架的设计以及轧辊的有限元分析。设计过程按照国家标准和机械设计标准来设计的。轧制系统的设计和轧辊的有限元分析是本次设计的重点，设计中参照了机械设计手册进行了精确的设计，并进行了强度校核。4辊轧机轧制系统结构简单、使用价格低，主要针对将细小线材轧制成钢带而设计的。可保证加工后的产品性能良好，表面光洁度高，能够达到所需的要求。

5、关键词：轧制系统；轴系部件；电动机；有限元分析 4 roller mill system design and finite element analysisAbstract：The design of the 4 roller rolling mill system is by means of rotating roller contact with the role, will be rolling the metal body ( workpiece ) dragged into the roll gap between the roll under pressure, mainly

6、in the work piece thickness direction, so that the complete plastic molding. In this study of four roller mill work roll diameter smaller, pass rolling torque, rolling pressure by a roller bearing. This mill has the advantages of relatively high rigidity, compressive quantity big, rolling force, rol

7、ling thin strip.The design of the design include: the design of roller, shaft system parts of the design, the selection of motor, transmission part of the design, the box design, frame design and finite element analysis of the roll. The design process in accordance with the national standards and me

8、chanical design criteria for design.Rolling system design and finite element analysis of the roller is the focus of this design, the design of the mechanical design reference manual for the precise design, and carried on the intensity examination.The 4 roller mill system has the advantages of simple

9、 structure, low price, small, mainly for steel bar rolling into strip design. Can be processed to ensure good product performance, high surface smoothness, and to meet the requirements.Key words: Rolling system; Shaft components; Motor; Finite element analysis第1章 绪论1.1 引言目前,世界上约90%的钢材都是用轧制方法生产的。轧制,是

10、指金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下,产生连续塑性变形,获得要求的截面形状并改变其性能的方法,主要用来生产型材、板材、管材。轧制有热轧和冷轧两种。用轧制方法生产钢材,具有生产率高、品种多、易于实现机械化和自动化等优点。我国已拥有世界上先进的轧制技术,并在逐步推广、应用和发展中不断创新1 。4辊轧机工作辊直径较小,传递轧制力矩,轧延压力由轧辊承受。这种轧机的优点是相对刚度高、压下量大、轧延力小，可轧制较薄的板材。有可逆和连轧两种，广泛用作中厚板轧机、板带热轧或冷轧机以及平整机等。因而针对轧制细线材轧制成为一定厚度的钢带采用4辊轧机轧制为最佳方案。1.2 研发背景及意义随着经济的飞速发展和

11、人们生活水平的不断提高，除了传统上的对材料强度，刚性，韧性等性能的要求之外，对钢板表面的要求也不断提高，冷轧的薄带钢表面比较光滑，宽厚精度都比较高，利用率高。冷轧薄带钢还有平直度高表面光洁度高，品种多、用途广的特点。经过改革开放以来的持续发展，中国已经建设了一大批具有国际先进水平的轧钢生产线，比较全面地掌握了国际上最先进的轧制技术，具备了轧钢先进设备的开发、设计、制造能力，一大批国民经济急需、具有国际先进水平的钢材产品源源不断地供应国民经济各个部门，为中国经济与社会发展、人民幸福安康提供了重要的基础原材料。进入21世纪以来,轧钢战线的广大科技工作者遵循“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”

12、的科技发展方针,以节省资源和能源、工艺和产品的绿色化、实现可持续发展为目标，在工艺、装备、产品等方面开展技术创新，逐步解决制约轧钢技术发展的重大关键技术和共性技术问题，自主建设并高效运行了一大批轧钢生产线，推动了轧钢工业的跨越式发展。4辊轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。利用有限元分析的方法对轧机的轧制系统进行性能分析

13、，分析出轧机轧制系统的失效形式，了解轧辊损坏原因，针对具体的轧机系统、损坏形式采取相应措施，轧辊失效可以得到有效控制，可以最大限度降低辊耗，从而提高轧辊的使用寿命，提高轧钢生产效率。这将推动中国的轧钢工业的跨越式发展，利于中国经济的发展，为中国度过金融危机作出贡献。1.3 4辊轧机轧制系统基本设计思路1.3.1 4辊轧机的功能本次设计的4辊轧制机主要是针对将细线材轧制成一定厚度的钢带所做的设计，线材经过四道轧辊，得到所需厚度，轧制的过程必须速度平稳协调，以保证钢带的厚度平均。由于所轧制的线材较细，采用将轧辊环安装在轴上的方式可以在保证技术的同时降低成本，并且方便轧辊出现问题时可以及时更换。机架

14、采用在龙门架结构上安装轴承架滑块，方便调整两轧辊间间距以保证生产件精度，更可以调整出不同的间距来轧制不同要求的生产件。1.3.2 4辊轧机轧制系统结构的基本设计思路目前中国市面上的4辊轧机多是工作辊与支承辊分开，工作辊直径较小，支承辊主要承受轧制过程中的轧制力，但对于细线材来说并不需要如此大的轧制力，因而并不需要分工作辊和支承辊，可以直接采用将轧辊环安装在轴上的方式得到实现。本次课题是研究将直径为2.32mm的线材轧制成厚度为0.35mm，宽为6.2mm的钢带。因而为了保证四次轧制的平稳，和轧制机的统一，可将四道轧辊环直径设计为相同尺寸，通过改变每道轧制的速度来保证轧制的平稳而不会在两道轧制中

15、间出现存料。单道轧制系统的基本思路为由电动机为主动机，通过带轮及减速器来降低电动机的转速，由减速器双轴输出，用万用联轴器联接两根装有轧辊环的轴，整个系统结构如图11。图11 轧制系统结构示意图 1电动机； 2带传动； 3一级双轴输出减速器； 4联轴器； 5轧辊轧制过程将四道相同的轧制系统改变轧辊间间隙并稍微修改轧辊速度后顺次排列，最终轧制出设定的厚度。1.4 课题的研究内容本次课题是研究将直径为2.32mm的线材轧制成厚度为0.35mm，宽为6.2mm的钢带的轧机轧制系统结构并对其结构进行有限元分析，以分析出该轧辊的主要失效形式。该课题主要研究内容如下：（1） 查阅轧机系统结构设计及分析文献，

16、分析轧机系统的现状和常用方法；（2） 提出4辊轧机轧制系统结构方案，并选取较好的作为设计的方案，完善设计方案；（3） 设计计算4辊轧机的轧制系统结构；（4） 建立4辊轧机的轧制系统的三维模型；（5） 绘制4辊轧机轧制系统的装配工程图，及主要零件图；（6） 对4辊轧机的轧制系统进行有限元分析；（7） 根据有限元仿真结果，对4辊轧机的轧制系统轧辊主要失效形式进行分析；（8） 撰写毕业设计说明书，完成全部研究工作和毕业论文。第2 章 轧制系统结构设计2.1 引言本课题是要将直径为2.32mm的60号线材通过四道轧辊最终轧制成厚度为0.35mm，宽度为6.2mm的钢带。60号钢受到轧制后会延展，故可以

17、采用不同直径轧辊相同速度来达到，或者轧辊直径相同，改变轧制速度来保证轧制平稳协调，而不至于在两道轧制中产生存料。两种方法相较来说第二种比第一种方便生产及更换，故而选择采用轧辊直径相同，改变轧制速度的方法来进行本次的设计。2.2 轧辊环的设计计算2.2.1 轧辊环材料的选择在选择轧辊的材质时，既要考虑轧辊的工作要求和特点，也要轧辊常见的破坏形式和破坏原因，按轧辊要求选择合适的材质。轧辊应能长时间地使用而辊面较少磨损；能承受高压和冲击载荷而不断裂；能经受变化幅度较大的剧热、急冷而不破坏，同时具有较高的硬度1。常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。用于轧辊的全金锻钢，在我国金属机械标准中已有规

18、定，JB/ZQ4289-86标准中列出了热轧轧辊和冷轧轧辊用钢。热轧轧辊有55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMnMo等；冷轧轧辊用钢有9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV等。用于轧辊的合金铸钢种类尚不多，也没有统一标准2。冷轧机工作受的压力大，轧制速度高，对质量要求严格。因此，对冷轧辊的辊面硬度和辊身强度均有很高的要求。我国常用冷轧工作辊的材料是9Cr2W、9Cr2Mo等，辊面硬度HS9095。在设计中着重考虑轧辊的强度和辊面硬度。所以，在实际的设计中多选用Cr合金钢3。因此，考虑轧辊环的强度和辊面硬度可选择轧辊环材料为9Cr2Mo，辊身硬度为90

19、94HBS。2.2.2 轧辊环基本参数的确定（1） 轧制道次及压下量的选定表2.1 轧制首次及压下量道次（）轧前厚度（H）mm轧后厚度（h）mm压下量压下率=（h/H）%12342.321.20.80.51.20.80.50.351.120.40.30.1548.333.337.530轧制材料：60号钢原料规格：2.32mm线材成本规格：厚0.35mm宽6.2mm的钢带（2）轧辊环外径的确定根据轧辊强度及允许的咬入角（或压下量与工作辊直径之比h/Dg）来确定。即在保证轧辊强度的前提下，同时满足下列咬入条件： （2.1）式中 轧辊的工作直径；压下量；咬入角。由文献4112表6.1 可知，4辊冷轧

20、机轧制时可能达到的最大咬入角值为、；取时第一道辊轧制直径为 150.25mm 为安全考虑，圆整为D160mm；第二道辊轧制直径为 =53.66mm圆整为D60mm；第一道辊轧制直径为 =40.25mm圆整为D50mm；第一道辊轧制直径为 =20.12mm圆整为D30mm；由于设计方案为轧辊环直径一致，为保证每一辊的强度与硬度，故采用第一辊直径作为最终轧辊直径，故轧辊环外径 D160mm。（3）轧辊环长度的确定在设计中主要是根据所提供的坯料尺寸和实际生产中的辊道宽度来确定辊身长度的，辊身长度决定了所轧板带的最大宽度，其关系为 (2.2)式中 辊身长度； 板带材的最大宽度； 随带材宽度而异的余量，

21、当200mm时，取=500mm；当200毫米时，取=100200mm。由于本次研究的铜棍直径很小，可看作线材轧制故由27表15可知小型及线材轧机知+（2030）mm （2.3）本次研究轧制带材的最大宽度6.2mm，因而最终可确定轧辊环的长度为 30mm2.3 电动机的选择2.3.1 选择电动机的类型及结构形式电动机是一种旋转式机器,它将电能转变为机械能,它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动,这些机器中有些类型可作电动机用,也可作发电机用。电动机是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，

22、分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动 、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机

23、的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟

24、，设备价格日益降低，已开始得到应用 。电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看，调速大致可分两种 ： （1） 保持输入功率不变 。通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。（2） 控制电动机输入功率以调节电动机的转速。通过各方面考虑，最终确定选择三相异步电动机，2.3.2 轧制压力的计

25、算 轧件对轧辊的总压力为轧制平均单位压力与轧件和轧辊接触面积的积 = （2.4） 接触面积的一般形式为 （2.5）式中 、轧制前、后轧件的宽度； 变形区长度，即，其中R为轧辊半径。 57.03m轧制平均单位压力的基本计算公式采用奥罗万一帕斯科(EC)rowan，KJ：Pascoe!)公式为 （2.6）式中 K平均变形抗力，；所轧的轧件是60号钢，60号钢的力学性能参数如下表：表2.2 60号钢的力学性能 60号钢抗拉强度 b (MPa)：675(69) 屈服强度 s (MPa)：400(41)伸长率 5 (%)：12 断面收缩率 (%)：35 硬度：未热处理255HB;退火钢229HB 由表中

26、的参数可以得出，其中s 400MPa 600.81N由公式（2.4）得出总轧制压力为 2.3.3 轧制总力矩的计算传动辊所需要的力矩为轧制力矩，轧制总力矩的计算公式为 （2.7）式中 轧制力矩，轧件塑性变形所需力矩； 附加摩擦力矩，轧制时轧辊轴承及传动机构中所产生的附加摩擦力矩； 空转力矩，克服轧辊轴承及传动装置中所产生的摩擦力矩； 动力矩，轧机加速减速时产生的惯性力矩； i 由电机到轧辊的减速比。 （1）轧制力矩的计算轧制力矩计算公式为 （2.8） 式中 P-轧制力 -轧制力力臂，其大小与轧制力的作用点及前后张力大小有关；轧制时前后张力，则 （2.9）而的计算方法为 （2.10）咬入角 轧制

27、力力臂 轧制力矩 （2）空转力矩的计算 空转力矩是在轧机不轧钢时，各传动部件在其轴承中消耗的摩擦力矩之总和，计算公式为： =Gfdx/ 2i （2.11）式中 G传动件x 的重量，N； f传动件x 的轴承摩擦系数； D传动件x 的轴颈直径，m； i电动机到传动件x 的传动比。按上式计算很繁琐，故常采用经验数字，一般空转力矩取为： （2.12） 电机额定输出力矩。故可以确定空转力矩为 （3）附加摩擦力矩的计算附加摩擦力矩(additional friction torque)轧制时折算到电动机轴上的轧辊轴承中的摩擦力矩与传动机构中的摩擦力矩之和，即 （2.13）对两个轧辊而言，力矩为 （2.14

28、）式中 P轧制力； D轧辊辊颈直径； 轧辊轴承中摩擦系数，它决定于轴承结构及其工作条件，由4205，表11.1选取。选取0.003，故 传动机构中的摩擦力矩胍，即齿轮机座、减速机和连接轴等机构中的附加摩擦力矩，一般由传动效率决定，即 （2.15）式中 M轧制力矩； 传动机构效率，即电机传动到轧辊轴承中的传动效率，其值可以按4205，表11.2数值选择。选择0.96，故 由（2.13）得出 （4）动力矩的计算动力矩为轧辊不均匀转动时由惯性力所产生的力矩。它只发生在带飞轮的轧机上、轧辊不均匀转动的轧机上以及轧辊转速经常改变的轧机上(如初轧机等)，用下式计算： （2.16）式中 G 运转部分的重量；

29、 D轧辊直径； 角速度；通过计算得出（5）总轧制力矩的计算由公式（2.7）最终算出 2.3.4 电机转速的确定同一功率的异步电动机有同步转速3000、1500、1000、750r/min等几种。一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低；反之，转速愈低，外廓尺寸愈大，价格愈贵。当工作机转速高时，选用高速电动机较经济。但若工作机转速较低也选用高速电动机，则这时总传动比增大，会导致传动系统结构复杂，造价较高。所以，在确定电动机转速时，应全面分析。本课题中设定第一道辊的轧制速度轧制转速为 电机的转速为 (2.17)电动机到工作辊经过带传动和一级减速器，由44，表21初定，由

30、此确定总传动比 电动机的转速为 查4196，表201确定转速为1440r/min。2.3.5 电机功率的确定电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因数都较低，造成很大的浪费。电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关.对于长期连续工作的机械，可根据电动机所需的功率P来选择。工作件的功率为 （2.18）电动机的功率计算公式为 （2.19）确定电机传动效率，由设计方案可知电机传动通过了一级带传动，一级齿轮传动，含有两个联

31、轴器，两对齿轮以及三对轴承。参阅参考文献47，表24并结合本人所设计轧制系统的整体传动方案和各传动机构自身的特点确定各机构的传动效率如下：V带的传动效率是：滚动轴承的传动效率是：齿轮传动的传动效率是：万向联轴器的传动效率是：故，此轧制系统传动机构的总传动效率为 由公式（2.19）计算出电机功率 2.3.6 电动机型号的确定查参考文献4196，表20.1选取Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电源的电压为380V，选Y132S4型电动机，额定功率为5.5KW，同步转速1500r/min，满载转速1440r/min，2.3.7 传动各级轴的基本参数确定传动系统各轴的转速，功率和转矩计算如下：0轴，

32、电动机轴 n0=1440r/min P0=5.5KW =36475.69N.mm 1轴，小齿轮安装轴 带轮的传动比 70762.85N.mm2轴，大齿轮安装轴 齿轮的传动比 2.4 轧辊轴的计算选用45钢调质处理。根据材料的种类得 =590 MPa， =55 MPa.表2.3轴常用材料的及C值轴的材料Q235 A，20Q275,354540Cr，35SiMn，38SiMnMo/MPa1525203525353555C149126135112126103112972.4.1 估算轴的最小直径查取C=112，根据机械设计中公式11.2得 d C= 112考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大5%7%，即

33、26.871.07=29.62mm.2.4.2 确定轴的各段直径 外伸端直径选择 d=35 mm该段长度由联轴器联接处确定，由于轴与减速器之间会有间隙，采用的是万向联轴器，因而外伸端长度 外伸端与联轴器由键联接，查4140，表141可以确定选取键规格为mm；按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，有一个阶梯轴，取通过轴承盖轴段的直径为 : d2=42mm考虑轴承的内孔标准，取d=d=45 mm（两轴承同型号），根据5149，表157，初选圆锥小滚子轴承的型号为7309E；直径为d的轴段为轴头，且应符合轴径标准系列，取d=55mm.；轴环直径d= d+2h= 65mm，但考虑到轧辊环外径D160mm,由

34、 55mm，可以确定轧辊环内径应该为55mm，但考虑到轧辊环的硬度及受到轧制压力和力矩，其长度为30mm，若是内外径相差太大，则轧辊容易失效，故应该选择内外径差不应该过大，可选择用衬环与轧辊进行过盈配合后与轴联接起来，故选择轧辊环内径为80mm,衬环内径为55mm外径为80mm，由此选择既可以保证衬环的径向不会移动也可以保证轧辊环的径向不出现移动。图21轧辊轴的示意图2.4.3 轴的校核根据前面知道轴的最小轴径为有材料力学可知，轴的扭转强度条件为 得 查5292，表11.3知，所以，轴的扭转刚度足够。2.5 轧辊轴上轴承的确定轧辊轴上轴承由轴选择，根据轴的直径和所需强度选择圆锥滚子轴承，由41

35、49，表157选择轴承型号为7309E，轴承内径为45mm,轴承外径100mm，额定静载荷为76.2kN，额定动载荷为102kN。 验算轴承的寿命根据机械设计基础教材，得以小时数表示的轴承寿命为 所以，轴承的选择合格！2.6 带传动的设计计算带传动是一种挠性传动。带传动的基本组成零件为带轮（主动轮和从动轮）和传动带。当主动带转动时，利用带轮和传动带间的摩擦啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动轮。带传动具有结构简单，传动平稳，价格低廉和缓冲吸振等特点，在近代机械种应用广泛。带传动的类型：按照工作原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动。在摩擦型传动中，根据传动带的横截面形状不同又

36、可以分为平带传动，圆带传动，V带传动和多楔带传动。平带传动结构简单，传动效率高，带轮也容易制造，在传动中心巨大的情况下应用较多。其中以帆布芯平带应用最广。 圆带结构简单，其材料肠胃皮革，棉，麻，锦纶，聚氨酯等，多用于小功率传递。V带的横截面呈等腰梯形，带轮上也做出相应的轮槽。传动时V带的两个侧面和轮槽接触，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V带传动允许的传动比大，结构紧凑，大多数V带已经标准化，这决了多跟V带长短不以而使各带受力不均的问题。多楔带主要用于传递功率较大同时要求结构紧凑的场合。图22 带轮传动工作图 为了延长带的使用寿命，确保带传动的正常运行，必须正确使用和维修：（1） 安装时两

37、带轮轴线必须平行，轮槽应对正，否则将加剧带的磨损，甚至使带脱落。安装时先缩小中心距，然后套上V形带，再作调整，不得硬撬。（2） 严防带与矿物油、酸、碱等介质接触，以免变质。也不宜在阳光下曝晒。（3） 多根带的传动，坏了少数几根，不要用新带补上，以免新旧带并用，长短不一，受载不均匀而加速新带损坏。这时可用未损坏的旧带补全或全部换新。（4） 为确保安全，传动装置须设防护罩。（5） 带工作一段时间后，会因变形伸长，导致张紧力逐渐减小，严重时出现打滑。因此，要重新张紧带，调整带的初拉力。在带传动中，常用的有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动。但在机械传动中，应用最广的是V带传动。结合本次设计中

38、的设计要求，传动特点和设计参数，最终我选择普通V带传动。2.6.1 确定计算功率计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的.即 Pca=KAP=1.25.5=6.6 Kw式中: Pca-计算功率，单位为Kw P-传递的额定功率， 单位为Kw KA-工作情况系数，取KA=1.22.6.2 选择带型根据计算功率Pca和小带轮的转速，确定选择普通V带，带型为A型，小带轮的基准直径为dd1=112140mm。2.6.3 确定带轮的基准直径（1） 初选小带轮的基准直径dd1，取dd1=125mm；（2） 带的速度v v1=9.42m/s， v在525m/s范

39、围內，带速合格。（3） 轮的基准直径dd2 dd2=idd1=2125=250 mm.2.6.4 确定中心距和带的基准长度初步确定中心距a0，取0.7（dd1 +dd2）a02（dd1 +dd2）262.5a0750取a0=500mm确定了a0，根据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准直径Ld: Ld2a0+ =2500+ =1000+589.05+7.81 =1596.86mm查表选取基准长度Ld=1600mm实际中心距a为 a a+ = 500+=501.6mm确定中心距的变动范围为： amin=a-0.015Ld=500-0.151600=476 amax=a+0.03Ld=500+0.301600=548仍取a=500mm2.6.5 验算主动轮上的包角 - = - =165.05包角应该大于，计算得出。所以，所选的主动轮包角合适。2.6.6 确定带的根数 Z =式中： Pca-计算功率，单位为KW； Ka-考虑包角不同时的影响系数，取Ka =0.96； KL-考虑带的长度不同是的影响系数，取KL =0.96； P0-单根V带的基本额定功率， 用线性插值法求n=1440r/min的额定功率p0， 计算得出 Po=1.91KW； P0-计入传动比的影响