车辆工程毕业设计196威驰汽车电器实验台设计

本科学生毕业设计

威驰汽车电器实验台的设计

院系名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职 称： 高级实验师

The Graduation Design for Bachelor's Degree

Electric Appliances Experiment of the VIOS Car Pedestal Design

Candidate：Du Xuhui Specialty：Vehicle engineering Class：B07-10

Supervisor：Senior Experimental Division. BaoYu

Heilongjiang Institute of Technology

摘 要

本设计的目的是用威驰汽车的车身电器制作一个实验台，此实验台可以模拟电源及起动系、照明系、信号系统及辅助电器系统的实际工作情况。通过实际的演示和排除故障的过程使学生对每个电器元件和整个电器系统更加深刻的理解，从而达到理论联系实际的目的。

本设计首先在符合本次设计基本要求的基础上，确定了总体设计方案。采用威驰汽车电器系统，电动机和蓄电池为实验台提供电源。本次设计中，主要完成了台架及板面的设计、充电系统动力源设计、元件布局、实验台电器元件接线等工作。

关键词：电器；实验台；设计；模拟；故障

ABSTRACT

II

This design with the purpose of making a carriage with the electronic of the Corolla car, the function of this set is that imitate the actual work circumstance of the charging system, the illumination system, the signal system and the meter system .by practice demonstrate and the process of expel breakdown, student can deepen the knowledge of each electronic component and entire electronic system, thereby attain the goal of integrate theory with practice.

This design is based on the basic requirements first,and then confirm the total design project.Adopt the electric appliances system of the corolla car, electric motor and storage battery to provide power supply for the experiment pedestal.In this design,mainly complete the design of experiment pedestal and flat piece, charging system , the composition of component and the connection of electric appliances component.

Keywords: Electric appliances；Design；Calculation；Imitate；Material

III

目 录

摘 要 .................................................................................................................................. II Abstract ................................................................................................................................ II 第1章 绪论 ....................................................................................................................... 1

1.1 电器实验台设计的目的和意义 ............................................................................... 1 1.1.1 目的 ................................................................................................................. 1 1.1.2 实验台设计的意义 ......................................................................................... 1 1.2 研究和发展现状 ....................................................................................................... 1 1.3 设计的主要内容 ....................................................................................................... 2

第2章 威驰汽车电器系统应用及工作原理 ........................................................... 3

2.1 威驰汽车电气系统及原理 ....................................................................................... 3 2.1.1 电器系统的组成 ............................................................................................. 3 2.1.2工作原理 .......................................................................................................... 3 2.2 电路的读图和实验台线路分析 ............................................................................... 6 2.2.1 汽车线路遵循的一般原则 ............................................................................. 6 2.2.2 丰田威驰汽车电路图的读法实例 ................................................................. 7 2.3 本章小结 ................................................................................................................... 9

第3章 电器实验台的设计 ......................................................................................... 10

3.1 实验台的总体设计要求 ......................................................................................... 10 3.2 威驰汽车电器实验台的设计 ................................................................................. 10 3.2.1 台面设计 ....................................................................................................... 10 3.2.2 台架的选材 ................................................................................................... 10 3.2.3 台架的设计 ................................................................................................... 11 3.3 实验台面板设计 ..................................................................................................... 12 3.4 附属件的定位与设计 ............................................................................................. 13 3.4.1 电动机的选择 ............................................................................................... 13 3.4.2 V带及带轮的设计 ........................................................................................ 13 3.4.3 键的选择 ...................................................................................................... 20 3.5 本章小结 ................................................................................................................. 20

第4章 电器实验台的故障检修 ................................................................................ 21

4.1 基本测量技术 ......................................................................................................... 21 4.1.1 电阻检测法 ................................................................................................... 21 4.1.2 电压检测法 ................................................................................................... 21 4.2 汽车电路检修方法 ................................................................................................. 22 4.2.1 直观诊断法 ................................................................................................... 22 4.2.2 断路法 ........................................................................................................... 22 4.2.3 短路法 ........................................................................................................... 22 4.2.4 试灯法 ........................................................................................................... 22 4.2.5 仪表法 ........................................................................................................... 22 4.3 本章小结 ................................................................................................................. 22

第5章 威驰电器实验台的功能开发 ....................................................................... 23 结论 ...................................................................................................................................... 25 参考文献 ............................................................................................................................ 26 致谢 ...................................................................................................................................... 27 附 录1:英文文献......................................................................................................... 28

第1章 绪 论

1.1 电器实验台设计的目的和意义

1.1.1 目的

随着轿车产量和保有量日益增大，相关的使用与维修问题也接踵而来，而现代轿车是以广泛采用电子技术为标志的,其结构比较复杂,且汽车运行中电器故障所占的比重远远高于其他故障,约占40% ～60% ,这对从事汽车工程相关专业的人员提出了更高的要求[1]。先进的汽车实验台可以培养学生实践动手能力，分析处理问题能力，工程实践能力和创新能力及商品意识，很好的满足专业技术人才培养的要求。因此，设计出的汽车电器系统实验台作为实验设备，在教学的过程中可以为学生及汽车专业技术人才营造良好的学习氛围，起到理论联系实际的一个纽带，为实验教学提供了有利的条件，在满足教学实验的基础上提高了学生及汽车故障诊断、维修能力。学生掌握汽车电器的故障诊断这项技能，对学生未来的发展是有很大帮助的。如何设计一个使学生容易理解、操作简单、经济、方便维修的实验台是这次设计的主要目的。 1.1.2 实验台设计的意义

１、先进的汽车实验、实训台设计与制作可以培养学生实践动手能力、分析处理问题的能力、工程实践能力和创新能力及商品意识,满足专业技术人才培养的要求。可以提高汽车的使用寿命和经济效益,推动汽车工业及国民经济的发展。

２、与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

３、伴随汽车电器技术的进步,实验台还可以进行更新换代,节约研制经费。 ４、对实验台的开发和设计,可以建立一种科研环境,给学生营造良好的学习氛围。在设计过程中,需要对以往学过的知识进行复习,还有很多的理论需要深入的研究,以便同实际操作结合。

1.2 研究和发展现状

随着汽车工业的发展，汽车作为一种代步工具，已经进入普及时代。目前，平均每辆汽车上的电子装备已经占到整车成本的20%——30%，一些高档轿车上电器产品所占比重更高，电器产品的费用已经占到整车成本的50%以上。据美国汽车工业界的预测，2003年全球汽车电器产品的总销售额将达800亿美元。

汽车电器是汽车的重要组成部分，其自身的性能对汽车的动力性、 经济性、可靠性、安全性、操纵性、舒适性、娱乐性等各种性能 都会产生直接而重要的影响。现代汽车已不再是传统的机电产品， 其中汽车机械部分的发展已经达到了极致，汽车电器

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还有广泛的发展空间，汽车上70%的革新来自汽车电子技术及产品。汽车电子属于典型的高技术、高附加值、高增长的新兴产业，具有巨大的市场容量和很强的技术渗透性与产业带动性，是我国占领产业技术制高点、大力推进高新技术产业化的良好机遇。在发达国家，汽车已经进入电子时代，汽车电器技术已经成为当代汽车技术领域关注和研究的重点问题。

在教学中，汽车电器课不同于一般的理论课, 它不是通过在黑板上进行理论证明、公式推导所能够解决的。因此，学生很难真正理解汽车电器的组成、工作原理，要解决电器设备的故障更加困难。只有设计一个直观的实验台才能满足教学的需要,目前市场上销售的电器实验台，虽然可以满足教学要求，但是价格都比较昂贵、维修困难不适合中小型学校教学。

1.3 设计的主要内容

由以上论述可知，威驰电器实验台主要由台架和台面组成。主要内容如下： １、电器实验台总体设计：要求实验台可以演示汽车电器系统（起动，充电，照明，仪表，音响，刮水器等辅助电器系统）的工作原理，电器元件依据丰田威驰轿车实际元件布局，实验台可以实现汽车电器系统功能演示，并可以设置不同教学故障。

２、台架及面板的设计：方便实验教学，具有便于实验测试操作。预留出汽车电器故障检测诊断接口。

３、元件布局：符合汽车电器系统工作要求，具有规范性，方便理解汽车电器系统结构原理。

４、充电系统动力源设计：实现对汽车发电机的工作驱传动，完成他激到自激过渡。

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第2章 威驰汽车电器系统应用及工作原理

2.1 威驰汽车电气系统及原理

2.1.1 电器系统的组成

1）电源系

包括蓄电池、发电机及其调节器，二者并联，提供汽车用电设备所需的电能 2）启动系

主要由起动机及其控制电路组成 3）点火系

汽油机所使用，是指在气缸内产生电火花的全部设备，左右是在气缸内形成高压电火花，以点燃混合气

4）照明与信号系统

由各种照明灯和信号灯及声音信号装备组成，完成各种照明任务和向环境发出行车信号，保障行车安全。

5）仪表和报警系统

包括各种仪表和报警装置，用来检测汽车、发动机的工作情况。 6）电子控制系统

包括发动机电子控制系统、电子控制系统、汽车悬挂系统等，主要由相应的传感器、电子控制单元、执行器组成，完成相应对象或过程的控制。

7）辅助电器

车身电器及其他辅助电器。 2.1.2工作原理

导线

表2.1 导线颜色

B-黑 G-绿 L-蓝 O-橙 R-红 W-白 BR-棕 GR-灰 LG-浅绿 P-粉红 V-紫 Y-黄 第一个字母表示基色 第二个字母表示条纹颜色

例如导线颜色编号为L-V，则在实际电路中，导线的基本颜色为蓝色，条纹颜色为紫色。

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汽车电气系统的导线采用低压导线，随着汽车用电设备的增加,安装在汽车上的导线也越来越多,为了便于识别和检修汽车电器设备,通常将电线束中的低压线采用不同颜色组成，不同的车系导线的颜色不同。导线颜色用字母代号表示，字母代号的含义见下表。

汽车线路由于车型结构、电气设备的数量、安装位置和接线方法的不同而各有差异，但其线路都应遵循一定的原则，了解这些原则对读图是很有帮助的。

(1)汽车线路为单线制。单线连接是汽车线路的特殊性，它是指汽车上所有电气设备的正极均采用导线互相连接，而所有的负极则分别与车架或车身金属部分相连，即搭铁。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发经导线流入用电设备后，由电器设备自身或负极导线（全车有统一的颜色标识）搭铁，通过车架或车身流回电源负极而形成回路[6]。

(2)各用电设备均采用并联。汽车上的两个电源（蓄电池与发电机）之间以及所有用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，并联连接。

(3)汽车线路为负极搭铁。一般说来，汽车线路都是负极搭铁，负极搭铁对车架或车身的化学腐蚀较轻，对无线电干扰较小。

(4)汽车线路有颜色和编号特征。为了便于区别各线路的连接，汽车所有低压导线，必须选用不同颜色的单色或双色线，并在每根导线上编号，编号由生产厂家统一编定。

(5)将导线做成线束。为了不使全车电线零乱，便于安装和绝缘保护，将导线做成线束。一辆车可以有多个线束。

1、熔断器

熔断器俗称保险管，在电路中起保护作用。当电路中流过超过规定的过大电流时，熔断器的熔丝自身发热而熔断，切断电路，以防止烧坏电路连接导线和用电设备，并把故障限制在最小范围内。通常情况下，将很多熔断器组合在一起安装字熔断器盒内，并在熔断器盒盖上注明熔断器的名称、额定容量和位置。

一般情况下，环境温度在180～320C时，当流过熔断器的电流为额定电流的1.1倍时，熔断器不熔断；达到1.35倍时，熔丝在60s内熔断；达到1.5倍时，20A以内的熔丝在15s内熔断，30A以内的熔丝在30s内熔断。

熔断器在使用中应注意一下几点：

(1)熔断器熔断后，必须真正找到故障原因，彻底排除故障。 (2)更换熔断器时，一定要与原规格相同。 2、连接器

连接器就是通常所说的连接插头和插座，用于线束或导线与导线间的相互连接。

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第3章 电器实验台的设计

3.1 实验台的总体设计要求

电器实验台的设计要满足教学的需要, 即具有良好的示教效果以及便捷的操控性能。同时进行相关辅助功能的开发, 从而锻炼学生的工程实践应用能力。具体要求体现以下几个方面：

１、选型。在选择参照车型时应充分考虑它的代表性，因此要使所选择的电器系统在实际工作性能上能够反映现代汽车技术的先进性，体现发展的趋势和潮流，同时具有普及性，便于汽车工程相关专业实践教学环节的展开；并且所选择车辆具有鲜明技术特色。

２、服务教学。因为设计是为教学服务的，因此在设计实施的具体过程中，首要的问题就是要保证电器系统的工作性能以及每一个器件的工作原理均得到体现，表达要力争简单、明了，使用起来方便快捷，设置故障诊断功能有利于提高学生的工程实践运用能力。

３、实验台布局。在考虑布局合理、结构紧凑的同时, 还要便于教学并注意各个电器元件在工作时相互之间功率的匹配。

此外，要求实验台具有直观形象的教学演示功能以及良好的操纵控制性能。

3.2 威驰汽车电器实验台的设计

电器实验台的设计要实现良好的操控性能及示教效果,要求台架结构稳定, 并考虑到电器系统构件的支撑及定位紧凑、台面质量分布均匀度、台面的整洁度、台面稳定性、运动件与固定件是否发生干涉等因素。 3.2.1 台面设计

电器实验台的板面设计和制作主要依据威驰轿车的车身线束进行布置,同时也参照了威驰车身的各电器元件的布置情况。板面尺寸的确定主要依据各个电器元件的形位尺寸和位置尺寸,根据线束的布置及几个主要元件的形位尺寸,然后初步估算板面的大小,把布置在板面轮廊上的元件的位置确定下来，初步估算板面采用1800×1000×60（单位：mm）。 3.2.2 台架的选材

台架的材料选用45钢,强度、价格均可行。台架的各连接处均采用焊接,其强度不低于材料的强度,可以达到支撑台面及固定、稳定的作用。

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3.2.3 台架的设计

图3.1 台架图

1．前照灯；2．雾灯；3．刮水器；4．喷水盒；5．继电器；6．仪表盘；7．后视镜；8．ECU； 9．信号发生器；10．尾灯；11．门锁；12．牌照灯；13．喇叭；14．玻璃升降机；15．控制区。

图3.2 实验台台面布置图

台架的制作方案：为了更好地达到汽车电器系统实验台的设计目的和完成预期的效果，为教学提供更直观、生动的教学模具，完成发动机各工况的模拟，实验台的工作原理及故障演示，初步选择台架为如图3.1所示，电器实验台台架的设计是根据板

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面的布置情况和大小,以及某些元件的传动需要来进行设计的,以45钢的角铁和方钢为主,各连接处采用焊接和螺栓联接,其强度不低于原材料的强度,可以达到支撑台面以及固定、稳定性的作用。为了移动方便,采用橡胶轮,这样可以起到减震的作用。台架的尺寸：长*高*宽=1600×850×850（单位：mm）。

3.3 实验台面板设计

实验台上合理的布置前照灯、尾灯、雾灯、仪表盘、传感器、继电器、开关、ECU等电器元件。各区域设计力争紧凑．演示板尺寸为1600 mm×850 mm，台面中部布置仪表盘，显示系统的工作信息，具体位置如图3 .2所示。

为了演示实验台的教学功能，需要设计电源系统（如图3.3）

图3.3 电源与发电启动系统

台架的校核

台架有2个稳定的位置，即水平位置和水平方向呈50°夹角的位置。

（1）水平状态时，台架所受的重力对台架支撑点的作用力由面板的材料强度承受，合力矩为零，此时台架处于稳定状态。

（2）水平呈50°夹角位置时（指翻转状态），整个板面的质心G向左边偏移，偏移量为：

k?12.5?cos50???cos50??0.80322

由于台架设计有增加翻转平衡度的附加支撑腿，将板的重力G分解成垂直板面向下的力F和沿着板面向下的力F时（如图3.1所示），此时沿顺时针方向的回复力矩：

LL2.5?G?cos50???50kg?9.8N/kg??612.5N222

而逆时针反向的反转力矩M=，由于F通过轴的中心，力臂L=0,所以M=0，故板

M1?F1?L1?F1?面只受到回复力矩M作用，而此时又有支撑臂阻挡，因此，能够保持稳定状态。

（3）对支撑杆的剪切校核。选取螺栓的材料为Q235号钢，查表得知，因此装配

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时不严格控制预紧力，在板面翻转的过程中螺栓的受力随角度的不同而改变，查表得知切许用切应力:?????S/3.5?5。

?????s/4?235/4?58.75MpaG?m?g?50?9.8?490N求得:F1?L1?F?L(L1?1.25m,L?2.5m)

?F?G?cos50?490?0.643?314.97N 1

解得螺栓受力剪切力：

F?F1?L1/L?314.97?1.25/2.5?157.485N

??F157.485157.48526???12.54N/MM?8.35?10Pa?8.35MPa???22Sd4????44

对合叶的剪切校核。合叶所受合力为：

F?sin37??G?sin50?189.55?375.36F???0.71MPa????6?6100?8?10100?8?10

满足条件。同时为实现板面的翻转功能，连接板面的曲柄连杆机构上臂短、下臂长，保证板面展开处在最大角度位置，使板面保持在与水平呈50°的位置上，板面的质心在附加腿的范围内，从而实现稳定控制。

3.4 附属件的定位与设计

3.4.1 电动机的选择

因威驰汽车的车用发电机的额定功率为0.6kw,额定转速为：4000r/min，所以要求选用的电动机的额定功率应大于发电机的额定功率。考虑到电动机的工作环境, 选用Y系列的三项鼠异步电动机。

(1)电动机的型号：Y90L-2。

(2)电动机的基本参数：额定功率为:0.75kw；满载转速为：2825r/min；质量为：16kg；电动机外型：长×宽×高=285×165×170（单位：mm）；轴伸尺寸：D×E=19×40（单位：mm）；电动机中心高H为：80（单位：mm）。 3.4.2 V带及带轮的设计

为实现可靠的传动, 依据设计目的, 考虑到实验台是用于教学, 工作时间短, 且周期性工作。选择带传动, 皮带的工作表面在短期内不会过量磨损, 而使用寿命能够足够长,无需经常更换[9]。

1、设计的主要技术参数 电动机的转速n1=2825r/min 发电机的 n2=4000r/min

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发电机的输入功率P=0.6kw 2、V带的结构与规格

普通V带已经标准化有Y、A、B、C、D、E七种型号。七种型号的普通V带截面尺寸依次增加，截面大的普通V带在同样条件下可传递的功率也大，带的尺寸见表3.1所示。

表3.1 V带截面尺寸（GB/T11544-1997）

型 号 顶宽b 节宽bp 高度h 楔角 Y 6 5.3 4.0 40 Z 10 8.5 6.0 A 13 11 8.0 B 17 14 11 C 22 19 14 D 32 27 19 E 38 32 23 每米质量q/(kg/m) 0.02 0.06 0.10 0.17 0.30 0.62 0.90 V带分为普通V带、窄V带、联组V带、齿形V带等多种类型，其中普通V带应用最广。本次设计选用普通V带。

(1)带的结构由强力层、压缩层和包封层组成，见图3.4。承受负载拉力的主要是强力层，由橡胶构成的上下部分压缩层承受弯曲时的拉伸和压缩，强力层由化学纤维做成帘布芯或绳芯。绳芯结构的强力层柔软、易弯曲，寿命也长，可用于较小的带轮。

如图3.5，当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线称为节线；由全部节线构成的面称为节面。带的节面宽称为节宽（bp），节宽在带受纵向弯曲时其长度是不变的。V带轮上，与带轮轮槽的基准宽度相对应的带轮直径称为基准直径d（见表3.8）。

V带在规定张紧力作用下，位于带轮基准直径上的周线长度为基准长度Ld。普通V带的基准长度系列和带长修正系数如表3.2。

图3.4 带的结构图 图3.5 带的受力图

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表3.2 V带基准长度Ld和带长修正系数KL

基准长度 Ld/mm 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000 Y 0.96 1.00 1.02 Z 0.79 0.80 0.81 0.82 0.84 0.86 0.90 0.92 0.94 0.95 0.98 1.01 1.04 1.06 1.08 普通V带 A 0.81 0.83 0.85 0.87 0.89 0.91 0.93 0.96 0.99 1.01 1.03 B 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.95 0.98 C 0.83 0.86 0.88 (2)单根普通V带的许用功率

在传动过程中，一旦带在带轮上打滑或带发生疲劳损坏（如脱层、撕裂或拉断），带传动就无法完成运动不能传递动力。因此带传动的设计准则应同时考虑这两方面的因素，既保证带不打滑，又具有一定的疲劳寿命。

为了保证带传动不出现打滑，单根普通V带能传递的功率

P0?F1(1?1e)f'?v1v??1A(1?f'?)10001000 e(3.1)

式中：A为单根普通V带的横截面积。 为了使带具有一定的疲劳寿命，应使

?max??1??b??c?[?]

故紧边拉应力

(3.2)

?1?[?]??b??c

式中：[?]为带的许用应力。

(3.3)

将(3.3)代入公式（3.1）得带传动在既不打滑又有一定寿命时，单根V带能传递的功率

P0?([?]??b??c)(1?1e)f'?AvkW1000

(3.4)

影响带传动工作情况的因素有很多，用(3.4)算出的功率P0为单根V带的某一特定条件下的功率。这一特定条件是：载荷平稳、包角

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、带长Ld为特

定长度、抗拉体为化学纤维绳芯结构的条件下，这一特定条件下的单根普通V带所能传递的功率P0为基本额定功率。见表3.3。

表3.3 单根普通V带的基本额定功率P0

型号 Z 小带轮基准直径d1/mm 50 56 63 71 80 90 小带轮转速n1/(r/min) 2000 0.20 0.25 0.32 0.39 0.44 0.48 2400 0.22 0.30 0.37 0.46 0.50 0.54 2800 0.26 0.33 0.41 0.50 0.56 0.60 3200 0.28 0.35 0.45 0.54 0.61 0.64 3600 0.30 0.37 0.47 0.58 0.64 0.68 4000 0.32 0.39 0.49 0.61 0.67 0.72 5000 0.34 0.41 0.50 0.62 0.66 0.73 6000 0.31 0.40 0.48 0.56 0.61 0.56 表3.4 包角修正系数K?

包角?1/(0) 180 1.00 170 0.98 160 0.95 150 0.92 140 0.89 130 0.86 120 0.82 110 0.78 K? 表3.5 单根普通V带i ?1时额定功率的增量?P0

小带轮轮速 n1(r/min) 400 730 800 980 1200 1460 2800 传动比i 1.00- 1.02- 1.05- 1.09- 1.13- 1.19- 1.25- 1.35- 1.52- ?2 1.01 1.04 1.08 1.12 1.18 1.24 1.34 1.51 1.99 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.03 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.04 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.04 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 Z 对于上述特定条件不同的工作条件，单根普通V带所能传递的功率是在单根普通V带基本额定功率P0值的基础上加以修正得到的。修正后即得实际工作条件下，单根V带所能传递的功率[P0]称为许用功率。

[P0]?(P0??P0)K?KL

(3.5)

式中：?P0——功率增量，考虑传动比i ?1时，带在大轮上的弯曲应力较小，带在寿命相同条件下，可增大传递的效率。普通V带的?P0值见表3.4；

0K??180?1 ——包角修正系数，考虑时对传动能力的影响，见表3.5

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KL——带长修正系数，考虑带长不为特定长度时，带长度对传动能力的影响，见表3.2。

3、V带传动的设计

带传动设计的原始数据一般有：传动用途，载荷性质，传递的额定功率P，带轮的转速，带传动外廓尺寸的要求。

普通V带传动的设计任务主要是：选择合理的传动参数，确定V带型号，长度和根数，确定带轮的材料和尺寸。普通V带的设计步骤如下.

表3.6 工作情况系数KA

原 动 机 电动机（交流启动、三角启动、电动机（联机交流启动、直流复直流并励）、四缸以上的 励或串励）、四缸以下的内燃机 内燃机 每天工作小时数/h <10 >16 <10 >16 10～16 10～16 载荷性质 工作机 载荷变动很小 液体搅拌机、通风机和鼓风机、轻负荷输送机 带式输送机、通风机发电机 制砖机、往复式水泵和压缩机 破碎机、磨碎机 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 载荷变动小 载荷变动较大 载荷变动很大 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 1.3 1.4 1.5 1.5 1.5 1.8 (1)计算功率Pc 已知电动机转速n1=2825r/min,发电机转速n2=4000r/min,发电机的输入功 P=0.6KW

查表3.6 得 KA=1.0 故 Pc= KA×P=1.0×0.6=0.6KW (2)选择V带型号 选择普通V带

根据计算功率Pc=0.6KW和小带轮转速n1=2825r/min 此坐标位于Z型处，选用Z型计算

(3)求大、小带轮基准直径d1、d2

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由表3.7 d2应不小于50 现取d2=75mm 得

d1?n2d24000?×75?107mmn1(1??)2825×(1?0.015) ?i?|1.469-1.44|?5%1.44 故允许。

误差

表3.7 V带轮基准直径系列

型 号 最小基准直径dmin/mm Y 20 Z 50 A 75 B 125 C 200 注：V带轮的基准直径系列为20 22.4 25 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 75 80 85 90 95 100 106 112 118等。 (4)验算带速V

60×1000

带速在5～25m/s范围内，合适

V??d2n2??×75×400060×1000?15.7m/s

(5)求V带基准长度Ld和中心距a

初步选取中心距a0 a0=1.4(d1+d2)=1.4×(108+75)=256.2mm 取a0=300mm

0.7(d1+d2)=128mm< a0<2(d1+d2)=366mm

(d2?d1)2 带的基准长度 .：L0?2a0?0.5?(d1?d2)?4a0(107?75)2?2×300?0.5?(107?75)??886.74mm

4×300查表3.2 对Z型带选用

Ld=900mm

计算中心距：a?a0?Ld?L0900?886.74?300??307mm 22(6)验算小带轮包角?1

?1?1800?d1?d2107?75×57.30?1800?×57.30?1740?1200 合适 a307(7)求V带根数Z

根据n2=4000r/min,d2=75mm 查表3.3

P0?0.61?0.67?0.61(75?71)?0.64KW80?71

查表3.4得 ?P0=0.08KW

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0由?1?174查表3.5 K?=0.98

查表3.2 KL=1.03

Z?0.6Pc=?0.83 取Z=1。

(P0??P0)K?KL(0.64?0.08)×0.98×1.03(8)求作用在带轮轴上的压力FQ 查表3.1得 q=0.06kg/m

F0?500Pc2.5500×0.62.5(?1)?qv2?×(?1)?0.06×15.72=30.364N ZvK?1×15.70.98表3.8 V带轮的轮槽尺寸

槽型 bd hmin e fmin hfmin ?min 32 对 应 34 ? 的 36 d 38 Y 5.3 1.6 8?0.3 6 4.7 5 ?60 - >60 - Z A SPZ SPA 8.5 2.0 12?0.3 7 7 9 5.5 - ?80 - >80 11 2.75 15?0.3 9 8.7 11 6 - ?118 - >118 B SPB 14 3.5 19?0.4 11.5 10.8 14 7.5 - ?190 - >190 C SPC 19 4.8 25.5?0.5 16 14.3 19 10 - ?315 - >315

图3.4 V带轮图

4、V带轮结构设计 根据表3.8

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