V带传动可靠性优化设计方法研究龚小平，仝崇楼，刘万俊（空军工程大学工程学院，陕西西安710038）不发生疲劳断裂和打滑作为主要的可靠性约束条件，建立了V带传动可靠性优化设计数学模型，并给出设计计算实例。与传统设计比较，本设计计算方法新颖、可靠、实用可行。

　　V带传动的设计要求充分发挥单根带大传递功率，并且要求V带传动具有一定的可靠度。常规的带传动设计是以保证带传动不发生打滑又有足够的疲劳寿命为设计准则进行选择计算的。但由于带传动设计中的相关参数，如单根带所能传递的功率Ps、当量摩擦系数/1包角a、包角系数尤《、长度系数Kl、初拉力F0等均为随机变量，呈分布状态使得Ps与单根带实际传递功率八、带和带轮接触面极限摩擦力总和Ftmax与胶带传递的有效圆周力Ft之间有可能发生严重干涉，从而使得“设计”因不可靠而“失效”或降低疲劳寿命。本文将相关参数均按随机变量对待，以V带传动给定的可靠度作为主要约束条件，按给定的已知条件和要求建立V带传动可靠性优化设计数学模型并给出设计计算实例。用优化设计方法确定优的传动方案，其计算方法新颖、可靠、实用可行，计算结果令人满意。

　　1确定设计变量和目标函数1.1设计变量已知：带传动功率P、小带轮转速《1（1/min）、传动比/、原动机类型、工作机负荷性质、每天工作时间h等。由计算功率Pc和《1选定V带带型后，只要确定小带轮直径山和带长Ld，则可求出V带根数Z，取设计变量X=T =T14目标函数取V带根数Z的计算式“为目标函数，即2单根V带所能传递功率Ps的计算21 2.1特定条件下单根V带传递功率P的计算P0的计算公式为*：00卜09-24 1（：龚小平（人盟-i男陕西碰人嵩授c从事机械设计计学e科教学学与学t翻究加d.h仲://ww……

　　di为小带轮基准直径，mm；为带外层至中性层的距离mm；E为带材料的弹性模量，MPa；为每米长度质令：表1V带与带型有关的一些参数2.2功率增量AP的计算计算公式bookmark9 2.单根V带传递功率Ps的计算1bookmark12 Ps的计算均值为Ps=P0+AP0.标准差为Sp=CpPs.Cp为Ps的变差系数，可取Cp=十（0. 3单根V带实际传递功率凡的计算bookmark14计算公式为bookmark15其中变差系数Ck，Ckl和Ck按近似方法处理，取bookmark16 Ka、a、Kl及中心距a的计算式为Ka=量kg/m；A为带横截面机mm；为带与带轮间当量摩檫系数a为小带轮包角，rad. Lj为V带带型的计算基准长度，见表1. 4确定约束条件带轮直径的限制：取小带轮包角的限制：取4冲心距的限制：取airirfaaw. V带基准长度的限制：取L，mm　　V带传动可靠性约束限制I4：①单根V带所能传递的功率Ps大于单根V带实际传递功率八的概率大于或等于设计给定的疲劳强度可靠度A（（），即Ps、P.均按近似服从正态分布处理，则有丨P―八2>Zr，Zr为对应可靠度A的可靠性系数。②带和带轮接触面上各点大静摩擦力总和F，mx大于胶带传递的有效圆周力Ft的概率大于或等于设计给定的不打滑可靠度R2（t），即有效圆周力Ft均值和方差计算式如下：=2瓦F0为单根带腧力，尸1）+；取变差系数Cf 0.08.Ftmax、Fl均按近似服从正态分布处理，则有，>Zr，Zr为对应可靠度R2的可靠性系数。

　　Sni可按‘3a“原则处理；大静摩檫力总和凡均值，标准差计算如下：5设计实例异步电机用V带传动鼓风机。已知电机功率P希望d1<150mm，a<880mm.设带传动疲劳强度可靠度R1和不打滑可靠度R2均为0.99，按带的佳传动能力设计此传动。

　　由Pc和n1选B型胶带。按设计要求，取125mm =233，/=234，则该设计综合数学模型为目标函数：其中，约束条件：运用约束变尺度优化算法，经计算得：6结论设计计算结果与常规设计比较，在满足工作条件的基础上，主要设计参数经优化计算所得，并有一定的可靠度更符合实际。在无统计资料的情况下，上述相关参数（系数）的标准差可按近似方法处理，若有详细统计数据，贝IJ计算结果会更。带的根数取整会适当提高传动的可靠度。