带传动计算机辅助优化设计(附件)
摘 要摘 要V带传动是一种重要的传递运动和动力的机械装置，本文以V带在设计工作中所需的参数以及变量为设计基准，使用Matlab GUI界面为模块化设计，创新的将原始手工运算过程全部转化为计算机软件运算，提高了工作效率减少了设计的时间。将公式程序化写进GUI控件的回调函数，运用所学的Matlab的代码知识对界面空间之间的逻辑关系进行设定，使之成为能够实现面向对象交互功能的途径。设计者通过输入原始条件，选择不同的带型号，让每个需要自己设立参数值的地方进行数据验算，以防设计出错并附有错误提示，每个设计步骤都十分详细，能完整的呈现V带最终的所有参数，包含完成整个设计V带的过程。是一款比较实用，能使初学者独立解决机械设计带传动问题的方便省时的软件。关键词：带传动；GUI控件；回调函数目录
第一章 绪论 1
1.1带传动简述 1
1.2 带传动的特点 1
1.3 带传动种类 1
1.4 带传动在国内外发展对比 2
第二章 设计思路的构成 3
2.1 V带设计步骤 3
2.2 优化的提出 4
2.2.1 优化的思想 4
2.2.2 常见的优化方法 5
2.2.3 优化方法的确定 5
2.3 初识matlab 5
2.3.1 matlab语言的特点 6
2.3.2 Matlab的技术特点 6
第三章 MATLAB设计 7
3.1 Matlab设计原则 7
3.2 Matlab设计步骤 7
3.2.1 Matlab控件的介绍 7
3.2.2 Matlab控件属性的认识 9
第四章 V带设计 12
4.1 V带的已知条件 12
4.2 设计所需要用到的变量 12
4.3 传统手工设计的步骤及所用到的公式 13
4.4设计所需要注意点 16
第五章 Ｖ带用Matlab的具体实现 18
5.1 控件回调函数的书写 18
总结与展望 26
致谢 27
参考文献 28
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
r /> 4.1 V带的已知条件 12
4.2 设计所需要用到的变量 12
4.3 传统手工设计的步骤及所用到的公式 13
4.4设计所需要注意点 16
第五章 Ｖ带用Matlab的具体实现 18
5.1 控件回调函数的书写 18
总结与展望 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1带传动简述
在直径大小不一样的两个轮之间将带紧紧的受张在上面，这时带受到来自两个轮共同对它的作用力，这个力叫做初拉力，当带在电动机通电作用下运动时，这个张力使带的表面与带轮表面的接触面间产生一定的作用。主动带轮在电动机的传动力下回转时，依靠带与带轮接触面间产生来回的相对运动生成的有利摩擦，这样便可以带动从动带轮一起旋转，继而在带的表面传递人们需求的运动和动力。
1.2 带传动的特点
带传动在机械设计和动力传递等方面有着举足轻重的地位，它是一种重要的传动工具，近些年来它的运用越来越广泛，在工厂的流水线生产车间，食品的包装输送，车站行李箱检测点等都有带传动的身影。而随着科技的进步带传动设计能力尤其在汽车行业以及各种新兴产业中得到迅猛发展。为满足各种需要，带型号也不断的增加。带传动具有结构简单的优点，不同于其他传动形式，他只需要几根皮带，两个大小不同的直径轮，便可实现传动这一环节，相对于其他的钢制轴承之类的传动，它的危险性更低，传动比较平衡，稳定，带速不会过高，能够方便的适应流水线生产。而且由于是皮带，生产成本更加低廉，不需要添加润滑油，维护简便人力耗费低。这样便可以在许多相似的场合代替其他非带传动形式。
1.3 带传动种类
摩擦型和啮合型是带传动按照传动原理的两大分类；而它根据用途又可以分为工用，汽用和农用三大类。根据带的外形和摩擦特性，带型又可以分为好多种，比如有平带传动，论文主要研究对象V带传动，还有其他几种譬如多楔带以及圆型带传动等。而其中的同步带传动即啮合型带传动。
多楔带传动在近几年也相对于其他几种带传动同样显著的蔓延开来，它随着设备的引进以及采用国际先进汽车发动机的增加而迅速发展。由于多楔带传动率高、带体比较轻便、挠曲性较好因而相对于V带和平带等其他带种具备很明显的优势，并蕴藏着极大的发展前景。生产模式在我国逐渐形成规模，生产设备大多数为引进或制造，产品质量较好，为汽车等多种机械传动装置长期生产配件。
1.4 带传动在国内外发展对比
与国外工业相比，尤其是德国这种机械大国，我国的传动带大部分就是国内自产，只有极少部分通过引进国外进口，就企业就生产能力而言确实很强。不过也有非常致命的弱点，设备老旧，职工素质较低，管理水平不高，产品质量与发达国家相比不算什么，可竞争能力处于劣势地位。就我所知我国拥有检测设备的工厂企业为数不多一般设备比较陈旧落后，这和我国该有的生产模式和市场经济发展前景很不相称。原材料资源、动力消耗消耗都十分巨大，重复率高，半成品质量差，生产率低，生产环境恶劣急待改善，而且使用寿命短。
第二章 设计思路的构成
2.1 V带设计步骤
V带的功能性主要是体现在动力传递中的。一般在普通v带设计时需按照以下几个步骤进行：1）弄明白设计要求，确定手头已经拥有的已知数据和工作条件；2）通过知二求一的思想在功率，转矩，速度三项中已知其中两个，求出另外一个；3）根据计算出的数据在设计手册中查找相应符合要求的带型号以及相应常量参数；4）根据一般经验设计传动比；5）根据所设计的东西初选小带轮直径；6）计算带速，检验带轮直径选择是否合理；7）由小带轮直径计算大带轮直径；8）根据所选带符合直径的标准系列圆整大带轮直径；9）由以上计算出来的大小带轮直径选定合适的满足设计需要的中心距；10）初算V带的计算长度；11）根据算出来的计算长度，查表选择相应的基准长度系列；12）计算中心距；13）由中心距根据经验公式估算出中心距范围，以便设计外部箱体或者其他装置时避免触碰摩擦；14）计算小带轮包角以及其修正系数；15）计算出皮带数并圆整为整数值；16）计算其余相关参数，比如带的初拉力和带的压轴力等；上述各步骤中，选取小带轮基准直径可能会遇到带速的范围问题，遇到大带轮直径不在标准之列问题，传动比的设计可能也会出现问题；选取中心距时，可能存在是否按照实际操作距离设定相应的距离，及时调整这个距离的问题，上述都存在多方案的可能性，并且只要改变其中一个数据，设计结果就截然不同。更重要的，有时候手算很容易忽略自己的数据并不符合相关经验，但前几个数据还能接受，到了后面算距离或者受力才发现已经离题万里，再返回来重新对着原始数据取值，又将面临半天的重新来过，无论是数据的修改保存或者是记录都十分繁琐容易出错。相信做过减速器课程设计的深有印象，当中的几个设计选取未知量的过程，更是给了我们心虚紧张的罪魁祸首，其主要就在于，新手期没有任何设计经验，很难把握好数据选取的“度”，就现在看来最简单的传动比的选取，当年也是怕错问了好多人，自己才畏畏缩缩的去了一个保守值，然而很多设计对于传动比的要求都是非常多的，脱离减速器这块，估计到时候更难下笔了。选取小带轮的基准直径需要时刻注意，小带轮基准直径绝对不能小于选择的相应带型的最小基准直径系列。当然，这不仅仅如此，大带轮的直径也不能超过一定的范围，就拿A型带来说，它是一种小范围设计时常常选取的带型，但如果传动比设计不当，恰巧小带轮直径选取没问题，算下来大带轮直径就正好在一段轮空的无标准系列的范围，从而需要拿临近的下一级相差近40+的基准来用，这样就白白浪费了空间，很明显增大了中心距并且使带长度增加，提高了成本，这无疑是设计中的大忌，但回过头去修改，则又嫌麻烦，数据又该从头再来。工作时间又提高了，效率降低了。再就是选取恰当的中心距，带传动很多时候相信大家都看过那种工厂一体化流水线上运送部件物品或者食品的，有时候不是中心距越小越好，而是我需要多少中心距，在那么远的范围内传输物品，于是乎我就需要选取多大的距离，然后结果可能影响带的根数导致带数超过一般的十根，从而回头重新选带，带型一换则所有数据都得重新算，这无疑又是给人带来压力和时间上的损失。再看看包角，很容易看出来，包角受两个带轮直径以及中心距的影响很大，如果包角过大，则张紧力会很大，导致V带磨损严重，寿命降低，包角过小，则V带所受的传动力不足，容易打滑，运输效率低。带速的大小会对传动带寿命有较大影响，因此设计时必须确立合理的带速，当然，这样一
第一章 绪论 1
1.1带传动简述 1
1.2 带传动的特点 1
1.3 带传动种类 1
1.4 带传动在国内外发展对比 2
第二章 设计思路的构成 3
2.1 V带设计步骤 3
2.2 优化的提出 4
2.2.1 优化的思想 4
2.2.2 常见的优化方法 5
2.2.3 优化方法的确定 5
2.3 初识matlab 5
2.3.1 matlab语言的特点 6
2.3.2 Matlab的技术特点 6
第三章 MATLAB设计 7
3.1 Matlab设计原则 7
3.2 Matlab设计步骤 7
3.2.1 Matlab控件的介绍 7
3.2.2 Matlab控件属性的认识 9
第四章 V带设计 12
4.1 V带的已知条件 12
4.2 设计所需要用到的变量 12
4.3 传统手工设计的步骤及所用到的公式 13
4.4设计所需要注意点 16
第五章 Ｖ带用Matlab的具体实现 18
5.1 控件回调函数的书写 18
总结与展望 26
致谢 27
参考文献 28
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
r /> 4.1 V带的已知条件 12
4.2 设计所需要用到的变量 12
4.3 传统手工设计的步骤及所用到的公式 13
4.4设计所需要注意点 16
第五章 Ｖ带用Matlab的具体实现 18
5.1 控件回调函数的书写 18
总结与展望 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1带传动简述
在直径大小不一样的两个轮之间将带紧紧的受张在上面，这时带受到来自两个轮共同对它的作用力，这个力叫做初拉力，当带在电动机通电作用下运动时，这个张力使带的表面与带轮表面的接触面间产生一定的作用。主动带轮在电动机的传动力下回转时，依靠带与带轮接触面间产生来回的相对运动生成的有利摩擦，这样便可以带动从动带轮一起旋转，继而在带的表面传递人们需求的运动和动力。
1.2 带传动的特点
带传动在机械设计和动力传递等方面有着举足轻重的地位，它是一种重要的传动工具，近些年来它的运用越来越广泛，在工厂的流水线生产车间，食品的包装输送，车站行李箱检测点等都有带传动的身影。而随着科技的进步带传动设计能力尤其在汽车行业以及各种新兴产业中得到迅猛发展。为满足各种需要，带型号也不断的增加。带传动具有结构简单的优点，不同于其他传动形式，他只需要几根皮带，两个大小不同的直径轮，便可实现传动这一环节，相对于其他的钢制轴承之类的传动，它的危险性更低，传动比较平衡，稳定，带速不会过高，能够方便的适应流水线生产。而且由于是皮带，生产成本更加低廉，不需要添加润滑油，维护简便人力耗费低。这样便可以在许多相似的场合代替其他非带传动形式。
1.3 带传动种类
摩擦型和啮合型是带传动按照传动原理的两大分类；而它根据用途又可以分为工用，汽用和农用三大类。根据带的外形和摩擦特性，带型又可以分为好多种，比如有平带传动，论文主要研究对象V带传动，还有其他几种譬如多楔带以及圆型带传动等。而其中的同步带传动即啮合型带传动。
多楔带传动在近几年也相对于其他几种带传动同样显著的蔓延开来，它随着设备的引进以及采用国际先进汽车发动机的增加而迅速发展。由于多楔带传动率高、带体比较轻便、挠曲性较好因而相对于V带和平带等其他带种具备很明显的优势，并蕴藏着极大的发展前景。生产模式在我国逐渐形成规模，生产设备大多数为引进或制造，产品质量较好，为汽车等多种机械传动装置长期生产配件。
1.4 带传动在国内外发展对比
与国外工业相比，尤其是德国这种机械大国，我国的传动带大部分就是国内自产，只有极少部分通过引进国外进口，就企业就生产能力而言确实很强。不过也有非常致命的弱点，设备老旧，职工素质较低，管理水平不高，产品质量与发达国家相比不算什么，可竞争能力处于劣势地位。就我所知我国拥有检测设备的工厂企业为数不多一般设备比较陈旧落后，这和我国该有的生产模式和市场经济发展前景很不相称。原材料资源、动力消耗消耗都十分巨大，重复率高，半成品质量差，生产率低，生产环境恶劣急待改善，而且使用寿命短。
第二章 设计思路的构成
2.1 V带设计步骤
V带的功能性主要是体现在动力传递中的。一般在普通v带设计时需按照以下几个步骤进行：1）弄明白设计要求，确定手头已经拥有的已知数据和工作条件；2）通过知二求一的思想在功率，转矩，速度三项中已知其中两个，求出另外一个；3）根据计算出的数据在设计手册中查找相应符合要求的带型号以及相应常量参数；4）根据一般经验设计传动比；5）根据所设计的东西初选小带轮直径；6）计算带速，检验带轮直径选择是否合理；7）由小带轮直径计算大带轮直径；8）根据所选带符合直径的标准系列圆整大带轮直径；9）由以上计算出来的大小带轮直径选定合适的满足设计需要的中心距；10）初算V带的计算长度；11）根据算出来的计算长度，查表选择相应的基准长度系列；12）计算中心距；13）由中心距根据经验公式估算出中心距范围，以便设计外部箱体或者其他装置时避免触碰摩擦；14）计算小带轮包角以及其修正系数；15）计算出皮带数并圆整为整数值；16）计算其余相关参数，比如带的初拉力和带的压轴力等；上述各步骤中，选取小带轮基准直径可能会遇到带速的范围问题，遇到大带轮直径不在标准之列问题，传动比的设计可能也会出现问题；选取中心距时，可能存在是否按照实际操作距离设定相应的距离，及时调整这个距离的问题，上述都存在多方案的可能性，并且只要改变其中一个数据，设计结果就截然不同。更重要的，有时候手算很容易忽略自己的数据并不符合相关经验，但前几个数据还能接受，到了后面算距离或者受力才发现已经离题万里，再返回来重新对着原始数据取值，又将面临半天的重新来过，无论是数据的修改保存或者是记录都十分繁琐容易出错。相信做过减速器课程设计的深有印象，当中的几个设计选取未知量的过程，更是给了我们心虚紧张的罪魁祸首，其主要就在于，新手期没有任何设计经验，很难把握好数据选取的“度”，就现在看来最简单的传动比的选取，当年也是怕错问了好多人，自己才畏畏缩缩的去了一个保守值，然而很多设计对于传动比的要求都是非常多的，脱离减速器这块，估计到时候更难下笔了。选取小带轮的基准直径需要时刻注意，小带轮基准直径绝对不能小于选择的相应带型的最小基准直径系列。当然，这不仅仅如此，大带轮的直径也不能超过一定的范围，就拿A型带来说，它是一种小范围设计时常常选取的带型，但如果传动比设计不当，恰巧小带轮直径选取没问题，算下来大带轮直径就正好在一段轮空的无标准系列的范围，从而需要拿临近的下一级相差近40+的基准来用，这样就白白浪费了空间，很明显增大了中心距并且使带长度增加，提高了成本，这无疑是设计中的大忌，但回过头去修改，则又嫌麻烦，数据又该从头再来。工作时间又提高了，效率降低了。再就是选取恰当的中心距，带传动很多时候相信大家都看过那种工厂一体化流水线上运送部件物品或者食品的，有时候不是中心距越小越好，而是我需要多少中心距，在那么远的范围内传输物品，于是乎我就需要选取多大的距离，然后结果可能影响带的根数导致带数超过一般的十根，从而回头重新选带，带型一换则所有数据都得重新算，这无疑又是给人带来压力和时间上的损失。再看看包角，很容易看出来，包角受两个带轮直径以及中心距的影响很大，如果包角过大，则张紧力会很大，导致V带磨损严重，寿命降低，包角过小，则V带所受的传动力不足，容易打滑，运输效率低。带速的大小会对传动带寿命有较大影响，因此设计时必须确立合理的带速，当然，这样一
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