哈工大机械设计V带传动电算.pdf

《哈工大机械设计V带传动电算.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大机械设计V带传动电算.pdf（36页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、 Harbin Institute of Technology 大作业设计说明书大作业设计说明书 课程名称：机械设计 设计题目：V 带传动电算 院 系：机电学院 班 级：1508104 设 计 者：徐翰章 学 号：110810409 指导老师：宋宝玉 设计时间：2017.10.6 哈尔滨工业大学 目录目录 一、普通 V 带传动的内容和任务.二、变量标识符.三、程序框图.四、V 带设计程序.五、程序运行截图.六、设计总结.七、参考文献.1 一、普通 V 带传动的内容和任务 1、普通 V 带传动设计内容：给定原始数据：传递的功率 P，小带轮转速 n1 传动比 i 及工作条件 设计内容：带型号，基准

2、长度 Ld，根数 Z，传动中心距 a，带轮基准直径 dd1、dd2，带轮轮缘宽度 B，初拉力 F0 和压轴力 Q 2、CAD 任务：编制 V 带传动设计程序框图；编制 V 带传动设计源程序；按习题或作业中数据运行程序，要求对每一组数据各按三种 V 带型号计算，对每一种带型号选三种小带轮直径进行计算并输出所有结果；比较结果，从 9 种方案中选择一个最佳方案并按照此方案提供的几何和结构参数利用 AutoCAD 软件绘制大带轮零件工作图。3、设计思路 输入原始数据：P，n1，i，包括已给定和人为假定的数据。人为给定的一些条件代号,如 Z、A、B、C、D、E 六种带型号可使用变量 TYPE 来表示，T

3、YPE=16 分别对应六种型号。然后通过编程计算得出其余参数的标识符及合理数值。2 二、变量标识符 为了使程序具有较好的可读性易用性，应采用统一的变量标识符，如表 1 所示。表 1 变量标识符表 表 1 变量标识符表 序号 名称 代号 标识符 单位 1 名义功率 P P kW 2 设计功率 Pd Pd kW 3 工作情况系数 KA KA 4 小带轮转速 n1 n1 r/min 5 工作机载荷特性 GZJ 6 原动机类型 YDJ 7 带型号 Z、AE TYPE 8 小带轮基准直径 dd1 dd1 mm 9 大带轮基准直径 dd2 dd2 mm 10 最小带轮直径 ddmin ddMIN mm 1

4、1 带速 V m/s 12 最大带速 VMAX m/s 13 中心距 a a mm 14 基准长度 Ld Ld mm 15 小带轮包角 ALF1 度 16 V 带根数 Z Z 17 额定功率 P0 P0 kW 18 功率增量 DIFP0 kW 19 弯曲影响系数 Kb Kb 20 传动比系数 Ki Ki 21 长度系数 KL KL 22 包角系数 KALF 23 初拉力 F0 F0 N 24 压轴力 Q Q N 25 圆周率 PAI 26 轮缘宽度 B B mm max10PK 3 三、程序框图 N 开始 输入 P,n1,i 输入各原始数据 查表求传动比系数Ki 查 KA,计算 Pd，选型 输

5、入带型号 输出该型号带轮系列直径，选择输入小带轮基准直径 dd1 V=10006011ndd根据型号确定最大带速 Vmax，额定功率 P0中系数K1,K2,K3，弯曲影响系数 Kb VVmax Y dd2=查标准带轮直径表确定 dd2 1ddia1=0.7(dd1+dd2)，a2=2(dd1+dd2)输入初估中心距 a0,计算 Ld0 A 减小直径 B B 查标准长度确定 Ld，同时 查取KL，计算实际中心距 a A 计算小带轮包角查表确定包角系数 计算 Po，Z10 计算Fo,Q,B(取整)输出结果 计算下一型号结束 计算下一种带轮直Y Y Y N N N 图 1 V 带设计程序框图 4 四

6、、V 带设计程序 使用 matlab 中 app designer 编写 GUI 程序 classdef V_belt_drive_cal matlab.apps.AppBase%Properties that correspond to app components properties(Access=public)UIFigure matlab.ui.Figure%UI Figure input matlab.ui.container.Panel%输入 LabelNumericEditField matlab.ui.control.Label%P .Power matlab.ui.cont

7、rol.NumericEditField%0 250 LabelNumericEditField2 matlab.ui.control.Label%n1 .rotatespeed matlab.ui.control.NumericEditField%0 5000 LabelNumericEditField3 matlab.ui.control.Label%i iii matlab.ui.control.NumericEditField%1 20 toe matlab.ui.container.ButtonGroup%原动机类型 No1 matlab.ui.control.RadioButton

8、%1 型 No2 matlab.ui.control.RadioButton%2 型 wt matlab.ui.container.ButtonGroup%一天工作时间/h h1 matlab.ui.control.RadioButton%16 pol matlab.ui.container.ButtonGroup%载荷特性 tol1 matlab.ui.control.RadioButton%载荷平稳 tol2 matlab.ui.control.RadioButton%载荷变动小 tol3 matlab.ui.control.RadioButton%载荷变动较大 tol4 matlab.u

9、i.control.RadioButton%载荷变动很大 Wc matlab.ui.container.ButtonGroup%工作条件 wc1 matlab.ui.control.RadioButton%一般工况 wc2 matlab.ui.control.RadioButton%工作条件恶劣 V matlab.ui.control.Button%点击就送 普.LabelEditField matlab.ui.control.Label%据 Pd 和 n1.tov matlab.ui.control.EditField datum matlab.ui.control.TextArea Lab

10、elTextArea matlab.ui.control.Label%该型号小带轮.LabelNumericEditField5 matlab.ui.control.Label%从以上数值中.DD1 matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumericEditField6 matlab.ui.control.Label%Pd .Pd matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.Panel matlab.ui.container.Panel%提示信息 info matlab.ui.control.TextAr

11、ea Lamp matlab.ui.control.Lamp info2 matlab.ui.control.EditField 5 op matlab.ui.container.Panel%操作区 start matlab.ui.control.Button%运行 reset matlab.ui.control.Button%清除输入 Panel2 matlab.ui.container.Panel%输出 LabelNumericEditField7 matlab.ui.control.Label%dd1 .odd1 matlab.ui.control.NumericEditField%-I

12、nf.LabelNumericEditField8 matlab.ui.control.Label%dd2 .odd2 matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumericEditField9 matlab.ui.control.Label%Ld .old matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumericEditField4 matlab.ui.control.Label%a .oa matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumeric

13、EditField10 matlab.ui.control.Label%a1 .oa1 matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumericEditField11 matlab.ui.control.Label%Z oz matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumericEditField12 matlab.ui.control.Label%F0 .of0 matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.LabelNumericEditField13 mat

14、lab.ui.control.Label%FQ .ofq matlab.ui.control.NumericEditField%-Inf.end properties(Access=public)Property%Description end properties(Access=private)Property2%Description end methods(Access=public)function results=calPd(app)%计算 Pd 子函数 PAI=pi;P=app.Power.Value n1=app.rotatespeed.Value i=app.iii.Value

15、 if(app.No1.Value=1)a=1;YDJ=1 6 if(app.h1.Value=1)a=1;else if(app.h2.Value=1)a=2;else if(app.h3.Value=1)a=3;else end end end end if(app.No2.Value=1)YDJ=2 a=1;if(app.h1.Value=1)a=4;else if(app.h2.Value=1)a=5;else if(app.h3.Value=1)a=6;else end end end end b=1;if(app.tol2.Value=1)b=2;else if(app.tol3.

16、Value=1)b=3;else if(app.tol4.Value=1)7 b=4;end end end a GZJ=b KI=1.0000;1.0136;1.0276;1.0419;1.0567;1.0719;1.0875;1.1036;1.1202;1.1373;Ki=0;if(i=1)&(i=1.02)&(i=1.05)&(i=1.09)&(i=1.13)&(i=1.19)&(i=1.25)&(i=1.35)&(i=1.52)&(i=2)Ki=KI(10);end end 8 end end end end end end end end Ki Ka=1,1.1,1.2,1.1,1.

17、2,1.3;1.1,1.2,1.3,1.2,1.3,1.4;1.2,1.3,1.4,1.4,1.5,1.6;1.3,1.4,1.5,1.5,1.6,1.8;if(app.wc1.Value=1)KA=Ka(b,a)else KA=1.1*Ka(b,a)end Pd=KA*P app.Pd.Value=Pd;end end methods(Access=private)%Code that executes after component creation function startupFcn(app)end%UIFigure close request function function U

18、IFigureCloseRequest(app)end%Power value changed function function PowerValueChanged(app)9 value=app.Power.Value;end%rotatespeed value changed function function rotatespeedValueChanged(app)value=app.rotatespeed.Value;end%iii value changed function function iiiValueChanged(app)value=app.iii.Value;end%

19、DropDown value changed function function typeofload(app,event)value=app.DropDown.Value;end%toe selection change function function typeofengine(app,event)selectedButton=app.toe.SelectedObject;end%start button pushed function function startButtonPushed(app)PAI=pi;P=app.Power.Value n1=app.rotatespeed.V

20、alue i=app.iii.Value if(app.No1.Value=1)a=1;YDJ=1 if(app.h1.Value=1)a=1;else 10 if(app.h2.Value=1)a=2;else if(app.h3.Value=1)a=3;else end end end end if(app.No2.Value=1)YDJ=2 a=1;if(app.h1.Value=1)a=4;else if(app.h2.Value=1)a=5;else if(app.h3.Value=1)a=6;else end end end end b=1;if(app.tol2.Value=1)

21、b=2;else if(app.tol3.Value=1)b=3;else if(app.tol4.Value=1)b=4;end end end a 11 GZJ=b KI=1.0000;1.0136;1.0276;1.0419;1.0567;1.0719;1.0875;1.1036;1.1202;1.1373;Ki=0;if(i=1)&(i=1.02)&(i=1.05)&(i=1.09)&(i=1.13)&(i=1.19)&(i=1.25)&(i=1.35)&(i=1.52)&(i=2)Ki=KI(10);end end end end end end end 12 end end end

22、 Ki Ka=1,1.1,1.2,1.1,1.2,1.3;1.1,1.2,1.3,1.2,1.3,1.4;1.2,1.3,1.4,1.4,1.5,1.6;1.3,1.4,1.5,1.5,1.6,1.8;if(app.wc1.Value=1)KA=Ka(b,a)else KA=1.1*Ka(b,a)end Pd=KA*P app.Pd.Value=Pd;calPd(app);TYPE=app.tov.Value error3=0;switch TYPE case Y type=0 case Z type=1 app.datum.Value=50 63 71 75 80 90 100 112 12

23、5 132 140 150 160 180 200 224 250 280 315;nod=19;case A type=2 app.datum.Value=75 80 85 90 100 106 112 118 125 132 140 150 160 180 200 224 250 280 315;nod=19;case B type=3 app.datum.Value=125 132 140 150 160 170 180 200 224 250 280 315 355 400 450 500;nod=16;case C type=4 app.datum.Value=200 212 224

24、 236 250 265 280 315 355 400 450 500;nod=12;13 case D type=5 app.datum.Value=355 375 400 425 450 475 500 530 600;nod=9;case E type=6 app.datum.Value=500 530 560 600 630 710;nod=6;otherwise app.tov.Value=;app.info2.Value=输入有误,请重新输入 Y Z A B C D E 之一;app.Lamp.Color=1.00,0.00,0.00;error3=1;end if(TYPE=D

25、)|(TYPE=E)VMAX=30 else VMAX=25 end K=0.246,0.449,0.794,1.48,3.15,4.57;7.44,19.02,50.6,143.2,507.3,951.5;0.0000441,0.0000765,0.000131,0.000234,0.000477,0.000706 ;KB=0.0002925;0.0007725;0.0019875;0.005625;0.01995;0.03735;k1=K(1,type);k2=K(2,type);k3=K(3,type);Kb=KB(type)dd=50,63,71,75,80,90,100,112,12

26、5,132,140,150,160,180,200,224,250,280,315;75,80,85,90,100,106,112,118,125,132,140,150,160,180,200,224,250,280,315;125,132,140,150,160,170,180,200,224,250,280,315,355,400,450,500,1000,1000,1000;200,212,224,236,250,265,280,315,355,400,450,500,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000;355,375,400,425,450,475,

27、500,530,600,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000;500,530,560,600,630,710,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000,1000;dd1=app.DD1.Value;app.odd1.Value=dd1;14 tt=0;error1=0;error2=0;tl=1:nod for t=1:nod t if(dd1=dd(type,tl(t)tt=1;break;end end tt if(tt=0)app.DD1.Value

28、=0;app.info2.Value=输入有误，请从基准直径中选择合适的值输入;app.Lamp.Color=1.00,0.00,0.00;error1=1;else app.Lamp.Color=0.00,1.00,0.00;end v=PAI*dd1*n1/(60000)if(vVMAX)app.Lamp.Color=0.00,1.00,0.00;else app.Lamp.Color=1.00,0.00,0.00;app.info2.Value=带速过大，选择较小的直径重新输入;app.info.Value=;app.DD1.Value=0;error2=1;end DD2=i*dd1

29、15 f(1:19,1)=1;for o=1:19 po=dd(type,o)-DD2;f(o)=abs(po);end min_of_f,u=min(f);dd2=dd(type,u)app.odd2.Value=dd2;a1=0.7*(dd1+dd2)a2=2*(dd1+dd2)a0=10*floor(a1+0.3*(a2-a1)/10)%取偏小值，偏小值为 a1 a2 之间 0.3 处的值向下取10 的整数倍 ld0=2*a0+PAI*(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2)/(4*a0)Kl=0.81,-10,-10,-10,-10,-10,-10;0.82,-10,-10,-1

30、0,-10,-10,-10;0.84,-10,-10,-10,-10,-10,-10;0.87,-10,-10,-10,-10,-10,-10;0.90,-10,-10,-10,-10,-10,-10;0.92,-10,-10,-10,-10,-10,-10;0.96,0.87,-10,-10,-10,-10,-10;1.00,0.89,-10,-10,-10,-10,-10;1.02,0.91,-10,-10,-10,-10,-10;20,0.94,-10,-10,-10,-10,-10;20,0.96,0.81,-10,-10,-10,-10;20,0.99,0.83,-10,-10,-1

31、0,-10;20,1.00,0.85,-10,-10,-10,-10;20,1.03,0.87,0.82,-10,-10,-10;20,1.06,0.89,0.84,-10,-10,-10;20,1.08,0.91,0.86,-10,-10,-10;20,1.10,0.93,0.88,-10,-10,-10;20,1.14,0.96,0.90,-10,-10,-10;20,1.16,0.99,0.92,0.83,-10,-10;20,1.18,1.01,0.95,0.86,-10,-10;20,20,1.03,0.98,0.88,-10,-10;20,20,1.06,1.00,0.91,-10

32、,-10;20,20,1.09,1.03,0.93,-10,-10;20,20,1.11,1.05,0.95,0.83,-10;20,20,1.13,1.07,0.97,0.86,-10;20,20,1.17,1.09,0.99,0.89,-10;20,20,1.19,1.13,1.02,0.91,-10;20,20,20,1.15,1.04,0.93,0.90;20,20,20,1.18,1.07,0.96,0.92;20,20,20,20,1.09,0.98,0.95;16 20,20,20,20,1.12,1.00,0.97;20,20,20,20,1.15,1.03,1.00;20,2

33、0,20,20,1.18,1.06,1.02;20,20,20,20,1.21,1.08,1.05;20,20,20,20,1.23,1.11,1.07;20,20,20,20,20,1.14,1.10;20,20,20,20,20,1.17,1.12;20,20,20,20,20,1.20,1.15;20,20,20,20,20,1.22,1.18;LD=200;224;250;280;315;355;400;450;500;560;630;710;800;900;1000;1120;1250;1400;1600;1800;2000;2240;2500;2800;3150;3550;4000

34、;4500;5000;5600;6300;7100;8000;9000;10000;11200;12500;14000;16000;l(1:39,1)=1;for j=1:39 lj=LD(j)-ld0;l(j)=abs(lj);end min_of_l m=min(l);Ld=LD(m)app.old.Value=Ld;a=a0+(Ld-ld0)/2 app.oa.Value=a;ALF1=PAI-(dd2-dd1)*(57.3*PAI/180)/a app.oa1.Value=ALF1;Kalf=220*PAI/180,210*PAI/180,200*PAI/180,190*PAI/180

35、,180*PAI/180,170*PAI/180,160*PAI/180,150*PAI/180,140*PAI/180,1301*PAI/180,20*PAI/180,110*PAI/180,100*PAI/180,90*PAI/180;1.2,1.15,1.10,1.05,1.00,0.98,0.95,0.92,0.89,0.86,0.82,0.78,0.74,0.69;pl(1:14,1)=1;for p=1:14 pp=Kalf(1,p)-ALF1;pl(p)=abs(pp);end min_of_pl,n=min(pl);KALF=Kalf(2,n)p0=(k1*(v(-0.09)-

36、k2/dd1-k3*v2)*v DIFP0=KB(type)*n1*(1-1/Ki)KL=Kl(m,type+1)17 Z=ceil(Pd/(p0+DIFP0)*KALF*KL)app.oz.Value=Z;m=0.06;0.1;0.17;0.3;0.6;0.9;if(Z10)F0=500*Pd/(Z*v)*(2.5-KALF)/KALF+m(type)*v2 app.of0.Value=F0;FQ=2*Z*F0*sin(ALF1/2)app.ofq.Value=FQ;e1=7.7;11.7;14.7;18.6;25;36.4;43.8;e2=8.3;12.3;15.3;19.4;26;37.

37、6;45.2;f1=6;7;9;11.5;16;22;28;f2=8;9;12;14.5;19;26;33;B1=(Z-1)*e1(type+1)+2*f1(type+1)B2=(Z-1)*e2(type+1)+2*f2(type+1)B=ceil(B1)app.info.Value=计算下一种带轮直径;else app.info2.Value=所需带数量过多，请选用大的型号，重新设计;app.Lamp.Color=1.00,0.00,0.00;app.info.Value=;end if(error1=1)|(error2=1)|(error3=1)app.info.Value=;app.L

38、amp.Color=1.00,0.00,0.00;end end%bt selection change function function ButtonGroup5SelectionChanged(app,event)selectedButton=app.bt.SelectedObject;18 end%tov value changed function function tovValueChanged(app)value=app.tov.Value;TYPE=app.tov.Value;switch TYPE case Y type=0;case Z type=1;app.datum.V

39、alue=50 63 71 75 80 90 100 112 125 132 140 150 160 180 200 224 250 280 315;app.info.Value=;case A type=2;app.datum.Value=75 80 85 90 100 106 112 118 125 132 140 150 160 180 200 224 250 280 315;app.info.Value=;case B type=3;app.datum.Value=125 132 140 150 160 170 180 200 224 250 280 315 355 400 450 5

40、00;app.info.Value=;case C type=4;app.datum.Value=200 212 224 236 250 265 280 315 355 400 450 500;app.info.Value=;case D type=5;app.datum.Value=355 375 400 425 450 475 500 530 600 app.info.Value=;case E type=6;app.datum.Value=500 530 560 600 630 710;app.info.Value=;otherwise app.tov.Value=;app.info2.

41、Value=输入有误,请重新输入 Y Z A B C D E 之一;app.Lamp.Color=1.00,0.00,0.00;end end 19%DropDown value changed function function DropDownValueChanged(app,event)value=app.DropDown.Value;end%datum value changed function function datumValueChanged(app)value=app.datum.Value;end%DD1 value changed function function DD

42、1ValueChanged(app)value=app.DD1.Value;end%input size change function function PanelSizeChanged(app)position=app.input.Position;load(C:UsersMr.StarkDesktopV_Type.jpg);end%V button pushed function function VButtonPushed(app)calPd(app);imshow(C:UsersMr.StarkDesktopV_Type.jpg);app.info.Value=请输入 Y Z A B

43、 C D E 中任意一个字母，然后回车查看基准小轮直径。;end%reset button pushed function function resetButtonPushed(app)app.iii.Value=1;app.Power.Value=0;app.rotatespeed.Value=0;app.No1.Value=1;app.h1.Value=1;app.wc1.Value=1;app.tol1.Value=1;app.Lamp.Color=0.00,1.00,0.00;app.DD1.Value=0;20 app.Pd.Value=0;app.tov.Value=;app.in

44、fo.Value=;app.info2.Value=;end%op size change function function Panel2SizeChanged(app)position=app.op.Position;end%info2 value changed function function info2ValueChanged(app)value=app.info2.Value;end end%App initialization and construction methods(Access=private)%Create UIFigure and components func

45、tion createComponents(app)%Create UIFigure app.UIFigure=uifigure;app.UIFigure.Position=100 100 1480 816;app.UIFigure.Name=UI Figure;app.UIFigure.CloseRequestFcn=createCallbackFcn(app,UIFigureCloseRequest);setAutoResize(app,app.UIFigure,true)%Create input app.input=uipanel(app.UIFigure);app.input.Bor

46、derType=line;app.input.TitlePosition=centertop;app.input.Title=输入;app.input.FontName=微软雅黑 Light;app.input.FontUnits=pixels;app.input.FontSize=22;app.input.Units=pixels;app.input.Position=51 78 551 684;%Create LabelNumericEditField 21 app.LabelNumericEditField=uilabel(app.input);app.LabelNumericEditF

47、ield.VerticalAlignment=center;app.LabelNumericEditField.FontName=微软雅黑 Light;app.LabelNumericEditField.FontSize=16;app.LabelNumericEditField.Position=54 590 161 20;app.LabelNumericEditField.Text=P kW;%Create Power app.Power=uieditfield(app.input,numeric);app.Power.ValueChangedFcn=createCallbackFcn(ap

48、p,PowerValueChanged);app.Power.Limits=0 250;app.Power.HorizontalAlignment=center;app.Power.FontName=微软雅黑 Light;app.Power.FontSize=16;app.Power.Position=81 590 100 23;%Create LabelNumericEditField2 app.LabelNumericEditField2=uilabel(app.input);app.LabelNumericEditField2.VerticalAlignment=center;app.L

49、abelNumericEditField2.FontName=微软雅黑 Light;app.LabelNumericEditField2.FontSize=16;app.LabelNumericEditField2.Position=54 538 183 20;app.LabelNumericEditField2.Text=n1 r/min;%Create rotatespeed app.rotatespeed=uieditfield(app.input,numeric);app.rotatespeed.ValueChangedFcn=createCallbackFcn(app,rotates

50、peedValueChanged);app.rotatespeed.Limits=0 5000;app.rotatespeed.HorizontalAlignment=center;app.rotatespeed.FontName=微软雅黑 Light;app.rotatespeed.FontSize=16;app.rotatespeed.Position=80 538 100 23;%Create LabelNumericEditField3 app.LabelNumericEditField3=uilabel(app.input);app.LabelNumericEditField3.Ho