基于SolidWorks的V带传动快速设计建模技术研究

王增胜

摘 要：基于SolidWorks，利用第三方插件，对V带传动进行了设计计算，建立了带传动的三维模型。实践证明，借助第三方插件，可将计算与造型相结合，实现自动计算、直接调用设计资料、参数化建模等功能，大大提高了设计效率。

关键词：SolidWorks;插件;V带传动

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.35.111

带传动是一种常用的机械传动装置，它是由主动轮、从动轮和适度张紧在两轮上的封闭环形传动带组成。V带传动在一般机械传动中应用最广，但其设计过程相对繁琐，包含10个左右步骤，涉及10余个公式和图表。传统的V带设计一般是先手工或借助软件计算，再利用另一个二维或三维软件建模。利用三维软件建时，一般需要先绘制草图，而后用特征生成零件，再设置零件间的配合关系，完成装配。可见，传统的设计建模过程步骤较多、效率较低。为此，本文基于SolidWorks，利用插件，对V带传动的设计建模进行探索。

1 算例

设计一带式运输机中的普通V带传动。原动机为Y112M-4异步电动机，其额定功率P=4kW，满载转速n1=1440r/min，从动轮转速n2=450r/min，一班制工作，载荷变动小，要求中心距a≤550mm。

下载安装麦迪三维设计工具集后，打开SolidWorks，新建零件，在菜单栏选择[麦迪工具集]→[设计工具]→[带轮工具]，进入插件设计界面，如图1所示。

2 设计建模

在打开的界面中选择[V带设计]，并按以下过程进行。

2.1 设计计算

（1）设计功率Pd。

传递功率P：根据已知条件可知，P=4kW。

工况系数Ka：根据空、轻载启动，一班制工作（8小时），载荷变动小，减速传递等条件，确定Ka=1.1。

输入以上参数后自动计算得设计功率Pd=4.4kW。

（2）选定带型。

选普通V带，输入小带轮转速n1：1440r/min，点击[选择带型]按钮，得带型为A型。

（3）基准直径。

输入大带轮转速n2：40r/min，得传动比i：3.2。

小带轮基准直径：根据普通V带轮的最小基准直径及带轮直径系列，结合普通V带选型图中的带轮直径范围，选择小带轮直径为100mm;此时，可自动计算得大带轮基准直径为315mm;带速为7.54m/s。

（4）轴间距。

输入初定轴间距：450mm;自动计算得小带轮包角为153.29°;自动计算得所需带的基准长度为1600mm;点击[实际轴间距]按钮，得其值为461.22mm。

其设计计算界面如图2所示。

2.2 轮槽设计

设计计算结束后，点击[下一步]按钮，进入轮槽设计界面。在轮槽基本参数中，自动显示了轮槽的基本参数，为设计制造方便起见，此处将基准线上槽深ha改为3mm，将基准线下槽深hf改为9mm;根据文献[2]知，计算得带轮根数为4，故轮槽数为4。轮槽设计界面如图3所示。

2.3 小带轮设计

轮槽设计结束后，点击[下一步]按钮，进入小带轮设计界面。由Y112M-4电动机可知，其轴伸直径d=28mm，长度L=60mm。故小带轮轴径应取d=28mm，毂长应小于60mm。由文献[1]查得：小带轮结构为实心式;d1=（1.8～2）d=（1.8～2）28=50.4～56mm，取d1=55mm;带轮宽B=（z-1）e+2f=（4-1）15+29=63mm;轮毂长度L=（1.5～2）d=（1.5～2）28=42～56mm，取L=50mm。将以上参数输入设计界面，如图4所示。点击[生成小带轮]按钮，则可得到小带轮三维模型，如图5所示。

2.4 大带轮设计及整体装配

小带轮设计完成后，在其设计界面点击[下一步]按钮，进入大带轮设计界面。因减速器高速轴最小直径为dⅠ=24mm，故大带轮轴孔直径取24mm，大带轮轮毂长度L=（1.5～2）d=（1.5～2）24=36～48mm，取L=40mm;大带轮结构为孔板式;d1=（1.8～2）d=（1.8～2）24=43.2～48mm，取d1=45mm; d2=da-2（h+δ） = da-2（ha+hf+δ） =321-2（3+9+6）=285mm;带轮宽B同小带轮，取63mm;孔板厚度s=（0.2～0.3）B=（0.2～0.3）63=12.6～18.9mm，取s=15mm;s2≥0.5s=0.515=7.5，取s2=8mm。输入上述相关数据，如图6所示，点击[生成大带轮]按钮，可得如图7所示的大带轮三维模型，点击[生成装配]按钮，可得如图8所示的V带轮装配模型。

3 结论

（1）在V带传动的设计与建模过程中，利用插件可自动调用设计资料，并具有自动计算功能，节省了设计计算时间，保证了计算结果的准确性。

（2）利用插件进行V带传动设计，可实现参数化建模和装配，省去了中间的草图绘制、生成特征、设置配合等建模过程，大大提高了建模效率。

参考文献

[1]机械设计手册编委会.机械设计手册（第2卷）[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]鮑莉.機械设计基础[M].郑州：河南科学技术出版社，2010.

[3]杨可桢等.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2013.