1、毕业设计论文普通v带参数化设计系统管理资料普通v带参数化设计系统摘 要在随着科学技术的发展，机械制造业的应用十分广泛。特别是在农业机械、工程机械、 军事应用当中占据着重要位置。在进入工业时代以来，机械制造始终是创造社会财富的主要来源，是衡量国家综合国力的重要指标。而对于制造业，例如一些大型的机械设备，一般都是要依靠机械传动提供所需要的动力，而在机械传动中V带传动式最传统也是现在最为广泛的机械传动。因此，掌握V带传动的设计是十分重要和必要的。本篇文章应用机械设计方法，通过vb软件强大的功能，使得普通v带的参数化系统得到实现，与传统的设计方法相比，极大地提高工作效率，减少了大量的工作时间。总的来看
2、，本次设计包含了数学模型的建立和程序的编制。当设计的系统完成时，我们可以得到一个可视化的操作界面，此界面可以输入一些用户给定的原始条件，然后程序自动进行设计校核计算，并得到相应的结果。此外，vb上手比较容易，且能建立友好的界面，其功能比较实用，便于理解面向对象编程，这也是此次设计选取vb的原因。关键词：V带传动； 机械设计； 数学模型AbstractIn with the development of science and technology, mechanical manufacturing used widely. Especially in agricultural machiner
3、y, construction machinery, application of military occupy an important position. In the industrial age since, machinery manufacturing is always create the main source of social wealth, it is to measure countries an important index of the comprehensive national strength. And for manufacturing, such a
4、s some large-scale mechanical equipment, are generally will depend on the mechanical transmission provide needed power, and in the mechanical transmission in the V belt type the most traditional and it is also the most widely the mechanical transmission. Therefore, master V belt transmission design
5、is very important and necessary. This article used the mechanical design method, through the vb software powerful functions, making common v belt parameterization system implemented, and the traditional design method than, greatly improve work efficiency, reduce a lot of time. In general, the design
6、 includes establishing mathematics model and programming. When the design of the system is completed, we can get a visual interface, the interface can input some known conditions and the program automatically calculation, and obtained the corresponding results. In addition, vb to more easily, and ca
7、n establish friendly interface, its function is more practical, easy to understand object-oriented programming, this also is the design of the reason for selecting vb.Keywords: v belt transmission; Mechanical design; Mathematical model第1章 绪 论 随着科技的发展，机械传动在农业、工业上的应用越来越广泛，而传动带在这一过程中扮演着重要的角色。传动带是机械传动的重
8、要传动方式，带传动的主要部件，其性能将直接影响机械设备的质量。随着高分子材料、机械一体化等技术的发展，传动带生产中不断采用各种新材料、新技术、新工艺，使传动带获得迅速发展，成为近三、四十年来发展最快的机械零部件之一。一方面其品种更加全面：由传统的普通V 带和普通平带发展了窄V 带、宽V 带、广角V 带、联组V 带、切边V 带、多楔带、同步带、双面齿同步带、齿楔( 同步/ 多楔) 带、绳芯平带和片基平带等；另一方面其性能也越来越高， 在许多场合带传动已代替链传动和齿轮传动。但随着汽车、新型纺机等工业的迅速发展，对传动带需求的要求不断提高，使传动带正朝着多品种、多功能、高性能、长寿命等方向发展,
9、欧、日、美等国的传动带生产，无论质量还是规模仍代表世界先进水平, 我国与之仍有一定差距1。普通V带是目前我国传动带中生产企业最多、产量最大的一个品种。自从现场定点试验停止以来，我国普通V带曾先后进行两次监督抽查，鉴于当时和国外的水平有一定的差距，自己的鉴定标准水平较低，结果合格率达到的100%。于是在1989年对其标准修订后有进行抽查，但合格率仅为50%，但水平较之前有了很大的提高。1996年我国又进行对于普通V带标准的修订，而这一次修订，也是我国的评定标准达到了国际先进水平。由于要适应现代化机械装备的发展，国外企业（例如欧、美、日等国家）在其不断创新努力下，传功带正朝着多品种、多功能高性能、
10、长寿命的方向发展。为了注重质量的控制，国外一些大型的生产商完善了其实验检测手段2。 选题意义和背景技术随着科学技术的发展，机械制造业的应用十分广泛。特别是在农业机械、工程机械、 军事应用当中占据着重要位置。在人类文明和社会发展的进程中，制造业始终是创造社会财富的主要来源，是衡量国家综合国力的重要指标。而对于制造业，例如一些大型的机械设备，一般都是要依靠机械传动提供所需要的动力，而在机械传动中V带传动是最传统也是现在最为广泛的机械传动。V带传动是一种挠性传动，其结构简单、传动平稳、价格低廉，能在较差的工作环境中工作。V带是传送带中应用最为广泛的，比如汽车、大型机床等等。 随着工业技术的不断发展，
11、V带已经标准化、系列化，根据截面尺寸的不同可分为Y、Z、A、B、C、D、E几种型号。V带还可分为普通V带、窄V带、变速V带等等，对于V带的传动参数设计的过程中，需要查阅一系列的相关数表及线图，以确定公式中的修正系数或某些参数，设计过程较为繁琐，由于一两次计算不一定能够得到较为满意的设计方案，所以要修改某些参数反复进行运算，这样，设计人员必然在繁琐的数学计算中花费很多的时间。若把普通V带的手工设计计算改为计算机辅助设计，那就节省了许多的时间。设计人员只需要输入程序，计算机就会在程序的控制下完成计算的全部内容，而且能较快的得到所需要的结果，通过计算机，能更好、更快的解决工程中普通V带的传动以及参数
12、设计的问题3。鉴于带传动的手工设计方法存在着工作量大，设计繁琐，设计过程中随时可能遇到反复计算的缺点，计算机辅助带传动设计系统的开发就显得尤为重要。而VB软件的强大可视化编程功能及数据库的访问能力，将其作为开发工具，开发出一种带传动的可视化设计应用软件，可以对多种带传动进行计算机辅助设计，得到相应的设计参数，从而就可以有效的提高工作的效率，实现自动计算设计系统。 由于带传动常规设计方法存在着经验性强，设计的结果可能存在偏差，将现代优化设计方法引入带传动设计，针对常见的普通V带传动，建立相应的优化设计模型，直接利用MATLAB优化工具箱提供的优化函数解决优化问题，获得最优化的设计参数，并与常规设
13、计方法结果进行比较，从而有效的减少工作量且提高了设计的质量，实现带传功的最优化设计。 鉴于我国V带无论是设计还是生产水平较国外一些发达国家存在一定的差距，一些V带传动参数化设计系统显得尤为重要。而VB系统拥有强大的可视化编程设计且容易掌握，已逐渐成为我国V带传动参数化设计的主要软件，所以，对于我们必须掌握这些方面的知识。 本论文的主要内容带传动用于传递动力和运动，是机械传动中重要的传动形式，已得到越来越广泛的应用并日益起着更为重要的作用。近年来，特别是在汽车工业、家用电器和办公机械以及各种新型机械装备中使用相当普遍。科学技术的进步，合成材料不断发展并迅速地在带传动上得到使用，伴随制带设备、工艺
14、水平的持续提高，使得带传动的工作能力显著增强。为满足各种用途的需要，品种也不断增加。带传动具有结构简单，传动平稳，价格低廉，不需润滑及可以缓冲吸振等特点。这一切，使带传动在机械传动中占据了重要地位，而且从易损件向传动的功能部件演变，以至在许多场合替代了其它传动形式。随着高科技的发展，传统的v带设计的方法已经不能满足现在工业的需求，尤其是数控技术取代了之前的手工设计的方法，这就使得v带也必须进行现代化的改革，鉴于vb的可视化操作界面、操作简单。所以，本次毕业设计是以vb语言作为开发的工具，对普通v带进行参数化设计。 本次设计是基于vb的普通v带参数化设计系统，熟悉掌握普通v带传动的设计方法及实现
15、流程，以及vb软件的开发环境，建立软件平台的总体框架。然后在vb集成开发环境中编程实现普通v带传动的设计计算和校核计算，确定主要尺寸，校核带速、包角、中心距及带强度等主要参数，建立操作简单方便的界面，并对其进行调试。 带传动简介带传动是两个或多个带轮之间用带作为挠性拉拽零件的传动，工作室借助零件之间的摩擦（或啮合）来传递运动或动力。根据截面形状不同，可分为平带传动、v带传动、同步带传动、多楔带传动等等。带传动式具有中间挠性控件的一种传动，所以：1）能缓和载荷冲击；2）运行平稳，无噪声；3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格；4）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；5）可增加带
16、长以适应中心距较大的工作条件（可达15米）。带传动和摩擦轮传动一样，也有下列缺点：1）有弹性滑动和打滑，使效率降低和不能保持准确的传动比（同步带传动式靠啮合传动的，所以可保证传动同步）；2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大；3）带的寿命较短。v带主要有普通v带、变速v带、窄v带、切边v带、多楔v带、联组v带、齿形v带、宽v带大楔角v带等，这里主要介绍最为常见的普通v带的传动，标准普通v带是用多种材料制成的无接头环形带，这些材料包括顶胶、抗拉体、底胶和包布。根据抗拉体结构的不同，普通v带分为帘布芯v带和绳芯v带两种。帘布芯v带制造方便;绳芯v带柔韧性好,主要用于载荷布大和
17、带轮直径较小的场合。V带的截面呈等腰梯形，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，靠槽面的摩擦可以提供很大的摩擦力。另外，v带传动允许的传动比较大，且结构紧凑。第2章 V带传动设计计算方法 建立设计模型设计V带传动给定的原始数据（即已知条件）有一下四个，分别为：(1) 传动的用途、工作条件和原动机类型；(2) P带传动输入轴名义功率（名义输入功率）；(3) i 传动比，设计者分配（要求i 7，一般24）； (4) n1 小带轮（输入轴）的转速。设计计算确定的主要内容涉及到三个方面：(1) V带的型号、基准长度Ld和根数Z； (2) 大小带轮的基准直径D1 、D2 ；(3) 装
18、配的中心距a、张紧力F0、压轴力FQ 。约束（限制）条件主要有五个，分别为：(1) 包角1120； (2) 小带轮基准直径D1Dmin ；(3) 中心距；（4） 带速v=525m/s ；（5） 带根数Z10 。 设计思路 利用vb的可视化操作界面，进行参数化设计，建立相应带传动的参数化设计的数学模型，根据机械设计的要求，编出程序来实现v带参数化设计的过程。具体的设计思路为； （1）给定的原始数据，计算得出计算功率； （2） 选择普通v带的带型号； （3） 选取小带轮的基准直径及大带轮基准直径； （4） 验算带速； （5） 预选初取中心距、计算带长、选取标准带长； （6） 验算小带轮包角； （7
19、） 确定带的根数Z； （8） 确定初拉力F0； （9） 确定作用在轴上的压轴力； （10）带轮的结构设计。 设计的框图 具体的设计及计算过程 确定计算功率 根据公式（2-1）计算求得v带传动的计算功率Pc Pc = KA * P （2-1）式中 Ka工况系数； P传递功率； 其中工况系数Ka的值是根据载荷性质由表2-1中查取。 表2-1 工况系数选择表 带型号的选取 V带带型是由计算功率Pc和小带轮转速n1决定的，根据图2-1、表2-2查取：图2-1 普通v带型号的选取表2-2 带轮最小直径选择表带型YZ ABCDEdmin/mm205075125200355500 带速的计算 大带轮直径D2
20、根据公式（2-2） D2=(1-) （2-2）式中 D1小带轮直径； 滑动率； n1原动机转速；n2从动轮转速；大带轮转速n2由公式（2-3） n2=(1-) （2-3）带速v根据公式（2-4）得 v = （2-4）传动比 i = (2-5)由于普通v带的工作速度一般为5 m/s 25 m/s，所以，计算出来的带速要在这一范围之内。 初定中心距的范围带传动的中心距不宜过大，否则将由于载荷变化引起的颤动。中心距也不宜过小，因为：1）中心距愈小，则带的长度愈短，在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳损坏；2）当传动比i较大时，短的中心距将导致包角1过小。对于初取中心距，范围应
21、该为：（D1+ D2） 2（D1+ D2） （2-6）式中 D1小带轮直径； D2大带轮直径； 带长的计算及基准长度的选取 Ld= （2-7）再由Ld查表2-3得到Ld。中心距 = （2-8）小轮包角 1=180- （2-9） 表2-3 v带的基准长度系列及长度系数KL 包角的验算 验算小带轮上的包角1应使此包角不小于120，如果不符合这一条件，则说明前面设计的数据不符合设计的要求，得重新确定初选中心距的值，在对其进行包角的计算。 带根数z的确定是根据公式（2-10） z = (2-10)确定的，式中 P 单根v带的基本额定功率； i1时额定功率的增量； 包角修正系数； 带长修正系数；在普通v
22、带的传动设计中，带根数一般都在10以内，如果不满足这一要求，就得重新选取带的型号。上述参数由查表2-5得出， 其中由前边的表2-3 查取。 轴上载荷的确定 带传动中带呈环形，并以一定的拉力F0套在一对带轮上，使带和带轮相互压紧，该拉力称为张紧力，其计算公式如下： （2-11）式中 计算功率； 带速； 带根数； 包角系数； v带单位长度质量；其中q由表2-6查取。带传动中轴上载荷的计算公式如下： (2-12)式中 小轮包角。 表2-4 包角修正系数小带轮包角1801751701651601551501451401351301251201表2-5 单根普通v带所能传递的功率P及表2-6 v带单位长
23、度质量 确定带轮的结构 根据带轮的基准直径选择结构形式；V带轮的结构形式有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式四种，具体的选择方式如下：实心式直径小（D）；腹板式中等直径(D 300mm)；孔板式中等直径(D1-d1 100mm)；轮辐式D 300 mm；其中D代表大带轮的直径，d代表小带轮的直径。第3章 软件开发与实现 VB开发环境Basic是一组英文单词的缩写，扩展开来就是“Beginners All purpose Symbolic Instruction Code”，翻译成中文就是“初学者通用符号指令代码”。 因为其具有相对简单的语法规则，又具有很强的实用性，一直都被看做程序设计入门的首选语
24、言。Visual Basic是微软公司在Basic语言的基础上推出的可视化的编程语言。它拥有面向对象的应用开发环境，在继承Basic语言简单、易学优点的基础上，增强了可视化、分布式数据库和Interenet编程功能，是一种更衣掌握又实用的应用开发工具。较之于其他语言，Visual Basic具有两大优势：一是Visual Basic的应用具有广泛的市场基础和前景，二是面向对象的开发环境，使得学习难度相对降低。Visual Basic自1991年诞生以来，从最初的Visual ，期间已经经历了十七个年头、数个版本的变化，它在广泛的使用过程中得到了不断地发展。，用户只需轻松地移动鼠标，选择菜单中的
25、命令，通过简单地单击或双击动作，即可完成操作。这种图形化的操作环境得到了广大用户的认可，越来越多的用户希望编程语言也能如Windows一般拥有漂亮的界面和丰富的功能。此时Visual Basic的出现就像一场及时雨，解决了这一难题，它改变了Basic语言单调枯燥的开发环境，为开发者提供了图形化的用户界面，使开发者可以在更生动的环境下完成原本枯燥无味的开发工作。Visual Basic的出现也大大降低了软件开发的门槛，只要具有初步的程序设计基础，熟悉掌握Windows操作系统，就能够很快掌握这门开发语言。这些因素都为其占据广阔的市场空间奠定了坚实的基础。此外，Visual Basic的功能非常强
26、大，有人说与其问Visual Basic能做什么，不如问Visual Basic不能做什么，而答案是：几乎没有什么是Visual Basic不能实现的。无论是应用程序，还是数据库程序，只要能想到ide基本上都可以通过Visual Basic进行开发，因此也使得Visual Basic具有非常广泛的市场基础。 Visual Basic的发展史20世纪70年代末，Microsoft在当时的PC机上开发了第一代Basic语言，那时的Basic语言因为受当时计算机技术发展水平的影响，与现在的Visual Basic不可同日而语。尽管这样，在当时它还是非常流行的编程工具，许多计算机初学者就是使用它来编制
27、各种各样小程序的。随着计算机的普及，当时PC机上的操作系统也不断发展，Microsoft公司对其Basic产品也做了许多方面的改进，推出了Quick Basic，并得到了广泛的好评。20世纪90年代初，随着DOS操作平台的淡出，Windows操作平台的逐渐流行，PC机的操作方式开始由命令方式向图形用户界面（GUI）方式转变。Microsoft公司凭借强大的技术优势，开始把Basic向可视化编程方向发展，于是第一代Visual Basic产品诞生了。虽然Visual Basic ，但却具有跨时代的意义。1992年，经过对Visual Basic ，微软推出了Visual Basic 。1993年
28、，经再次修改完善后，推出了Visual Basic 。从这一版本开始，Visual Basic在Windows中几乎是无所不能。1995年，随着Windows95的发布，Visual Basic 。1997年，微软公司又推出了Visual Basic 。从这一版本开始Visual Basic只能运行在Windows 95或Windows NT操作系统下，成为一个真正32位应用程序开发工具。1998年，微软公司又推出了Visual Basic 。这一版本使VB的功能得到了很大的扩充和增强。它还引入了使用部件编程的概念，实际上是对面向对象编程思想的扩展。如今Visual ，它与以前版本的VB有很大
29、不同，增加了许多新的功能，使之更加面向对象。 Visual Basic的主要特色Visual Basic与传统的语言相比，在交互性、即时性和易操作性等方面都有很大程度的突破，下面主要从三个方面来介绍他的特色。（1） 交互性传统的应用程序开发过程一般分为三个主要步骤：编码、编译和测试，而Visual Basic的交互式方法使这三个步骤之间不再有明显的界限。在传统的开发语言中，如果编写的代码存在错误，那么该错误只有在开始编译应用程序时才会被编译器捕获，而此时必须查找并改正这个错误，然后再次编译。编辑人员对每一个发现的错误都要重复这样的过程，逐个更正，才能完成程序的全编译过程。而Visual Bas
30、ic在编辑人员编写代码是便进行跟踪，即时捕获大多数语法或拼写错误，代码输入过程中还可以随时通过F1键寻求帮助。整个编程过程就像7有人随时在旁边监督和指导一样，这对编辑人员，特别是对初学者而言，无疑是非常有力的。（2） 即时性功能强大而又简单易学是很多Visual Basic语言使用者最深刻的感受，因为Visual Basic的交互式开发模式决定了它的易学易用。除即时捕获代码编写过程中的错误以外，Visual Basic还能够在代码编写过程中部分编译代码。这样当准备运行和测试应用程序时，编译过程只需很短的时间即可完成。当编译器发现错误时，会在代码中将错误突出显示出来，此时只需要更正错误并继续编译
31、即可，省去了从头再开始编译的烦琐过程。Visual Basic的交互特性，使得编程人员在开发过程中即可随时运行应用程序。通过这种方式，应用程序的运行效果在开发过程中便可进行测试，随时检验代码的正确性，避免了错误的积累以及由此可能引发的更多问题。（3）可视化界面提到Visual Basic的交互特性，不能不再介绍一下其用户界面的特点。在利用传统编程语言进行应用程序开发时，主要的工作内容是设计算法和编写代码，所有功能全部通过编写程序代码来实现。而Visual Basic成功地解决了用户界面设计的难点。Visual Basic的程序开发界面具有非常强的易操作性，通过其进行应用程序用户界面的设计具有如下几个特点：1）Visual Basic的窗体设计窗口为设计者提供了一个进行应用程序界面设计的窗口界面，窗体的大小可随意调整，而
