1、Harbin Institute of Technology上机电算设计说明书课程名称： 机械设计 设计题目： V 带传动设计 院 系： 机电工程学院 班 级： 设 计 者： pyx 学 号： * 指导教师： 设计时间： 2015 年 10 月 30 日 哈尔滨工业大学上机电算设计说明书1哈尔滨工业大学目录1.设计方案 21.1 设计要求 .21.2 设计思路 .21.3 设计程序框图 .22.程序源码 42.1 开始界面 .42.2 设计界面 .52.3 导入表格 .182.4 清除界面 .193.变量说明 204.程序运行结果 214.1 不同带型不同直径结果 .214.2 多组可选的 值
2、 26d14.3 特殊工作情况 .274.4 容错功能 .275.参考文献 28哈尔滨工业大学上机电算设计说明书21.设计方案1.1 设计要求（1）程序中的变量名应尽可能与使用教材或标准相一致。（2）程序中的变量名应给以适当的注释，如名称、单位等，增加程序易读性和易用性。（3）程序头部应给出程序的适用范围。（4）程序输出结果应完整给出机械零部件设计需要的几何及结构参数。1.2 设计思路考虑到设计中需要许多表格数据，所以采用 Matlab 进行编程，这样的话将书中的表格键入.mat 文件中，方便编程计算的时候调用，大大简化了编程的工作量，同时也提高了软件的计算效率。要让软件智能就要让人的参与度越
3、少越好，软件在内部对数据进行处理，只给出一些存在范围的参数供用户选择输入，比如带的型号，基准直径 ，预估中心距 等等。而其余的相关系数在用户输d10a入相关的原始数据之后便通过程序自动确定了。输入所要设计的 V 带的原始数据之后，通过查看选型图确定 V 带的型号，对于不同的型号 V 带在满足传动比误差 以及带速度 的条件的前%i5max提下，经计算有若干基准直径 可供设计选用，或者没有满足条件的 ，则d1 d1说明没有符合条件的设计。假设存在符合条件 ，选择完基准直径 ，由于d1预估中心距满足以下的不等式： ,由此预估中心)()(. 2102170dda距存在一个范围，用户需要自己选择合适的
4、，这一点很好的体现了人机交互，在这之后以用户确定的参数为基准进行后续的计算，并输出最终的设计结果，至此整个设计过程结束。当然用户可以通过选择不同的基准直径 以及输入合理范围内不同的预估d1中心距 来比较设计的结果，最终选择合适的设计方案。0a1.3 设计程序框图哈尔滨工业大学上机电算设计说明书3NYNYYNYY开始输入 inP， 1选择工作机载荷情况，原动机的类型，一天工作时间输出设计功率 dP查看带型图，选择带型号,确定相关系数查看 可选值，选择 的值d1d1根据 的取值范围： ，输入0a )()(. 2102170dda的值输出设计结果： QFZ,a,Ld2,101%i5maxV10Z结束
5、哈尔滨工业大学上机电算设计说明书42.程序源码本软件是基于 Matlab R2014a 编制的，总共有 4 个.m 文件，下面是个文件的源代码，及相关的说明。2.1 开始界面文件名为 V_Belt_Design_Welcome.m，该文件为程序的开始界面。%-%-机械设计电算 V带传动设计- 开始界面%-function varargout = V_Belt_Design_Welcome(varargin)gui_Singleton = 1;gui_State = struct(gui_Name, mfilename, .gui_Singleton, gui_Singleton, .gui_O
6、peningFcn, V_Belt_Design_Welcome_OpeningFcn, .gui_OutputFcn, V_Belt_Design_Welcome_OutputFcn, .gui_LayoutFcn, , .gui_Callback, );if nargin endif nargoutvarargout1:nargout = gui_mainfcn(gui_State, varargin:);elsegui_mainfcn(gui_State, varargin:);end% 以上为初始化语句，勿修改！function V_Belt_Design_Welcome_Openin
7、gFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)handles.output = hObject;guidata(hObject, handles);function varargout = V_Belt_Design_Welcome_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout1 = handles.output;哈尔滨工业大学上机电算设计说明书5function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)close(V_Belt_Design_W
8、elcome);run(V_Belt_Design);function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)open( Readme.html);2.2 设计界面文件名为V_Belt_Design.m，该文件为程序的设计计算界面。%-%-机械设计电算 V带传动设计- 设计界面%-function varargout = V_Belt_Design(varargin)gui_Singleton = 1;gui_State = struct(gui_Name, mfilename, .gui_Singleton, gui_Singlet
9、on, .gui_OpeningFcn, V_Belt_Design_OpeningFcn, .gui_OutputFcn, V_Belt_Design_OutputFcn, .gui_LayoutFcn, , .gui_Callback, );if nargin endif nargoutvarargout1:nargout = gui_mainfcn(gui_State, varargin:);elsegui_mainfcn(gui_State, varargin:);end% 以上为初始化语句，勿修改！function V_Belt_Design_OpeningFcn(hObject,
10、eventdata, handles, varargin)handles.output = hObject;guidata(hObject, handles);function varargout = V_Belt_Design_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout1 = handles.output;哈尔滨工业大学上机电算设计说明书6%-%-function PrimeMotor_Callback(hObject, eventdata, handles)function PrimeMotor_CreateFcn(hObject, e
11、ventdata, handles)if ispc endfunction WorkingHours_Callback(hObject, eventdata, handles)function WorkingHours_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc end%-设计计算按钮-function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)clc;Load_Table; %导入相关表格global Pd;global dd1;global dd2;global a0min;global
12、 a0max;i=str2double(get(handles.edit3,String);%传动比n1=str2double(get(handles.edit2,String);%小带轮转速(r/min)a0=str2double(get(handles.edit17,String);%-%-图5.17带型选取表，5.1查m(kg/m)-%-TYPE=get(handles.BeltType,value);switch TYPEcase 2BeltType=2;%Z;m=0.06;%质量哈尔滨工业大学上机电算设计说明书7ddMIN=dd_for_Z;%重新统一命名rang_dd=length
13、(ddMIN);%可供选择直径的数目case 3BeltType=3;%A;m=0.1;ddMIN=dd_for_A;rang_dd=length(ddMIN);case 4BeltType=4;%B;m=0.17;ddMIN=dd_for_B;rang_dd=length(ddMIN)-3;%去掉表格中的0case 5BeltType=5;%C;m=0.3;ddMIN=dd_for_C;rang_dd=length(ddMIN)-7;case 6BeltType=6;%D; m=0.6;ddMIN=dd_for_D;rang_dd=length(ddMIN)-10;case 7BeltTyp
14、e=7;%E;m=0.9;ddMIN=dd_for_E;rang_dd=length(ddMIN)-13;otherwiseerrordlg( 请查图选择带型,错误提示 ); end%-%-表5.4带轮基准直径的确定-%-num_of_dd1=0;dd_choice=Table5_4P0(:,1);%将表5.4中的dd作为供选择的基准直径dd2for index_for_dd=1:1:rang_dddd2_temp=i*ddMIN(index_for_dd);delta_dd2=abs(dd_choice-dd2_temp);dd2_m,index_dd2=min(delta_dd2);dd2
15、_middle=dd_choice(index_dd2);%dd2_middle为选择dd2的一个国标中间变量error=abs(dd2_middle-哈尔滨工业大学上机电算设计说明书8dd2_temp)/ddMIN(index_for_dd)/i);%误差if (error= VMAXClear_All;errordlg( 带速不符合要求，请重新输入 ,错误提示 );end%判断用户是否已经输入 a0 if (a0=0|a0a0max)end %由表5.2选择基准长度LdLdBasic=2*a0+pi*(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/(4*a0);哈尔滨工业大学上机电算设计说明
16、书9delta_Ld=abs(Table5_2KL(:,1)-LdBasic);Ld_m,index_Ld=min(delta_Ld);Ld=Table5_2KL(index_Ld,1); a=a0+(Ld-LdBasic)/2;%实际中心距%小轮包角计算 (度)ALF1=180-(dd2-dd1)/a)*57.3;%-%-V带根数确定-%-Kb=Table5_5Kb(BeltType);if i=1 end%选择原动机工作类型MotorType=get(handles.PrimeMotor,value);switch MotorType %表5.7工作情况系数KA 的确定case 2KA=T
17、able5_7KA(loading,TimeLength);case 3KA=Table5_7KA(loading,TimeLength+3);otherwiseerrordlg( 请选择原动机工作类型 ,错误提示 ); end%反复启动、正反转频繁、工作条件恶劣if get(handles.special_situation,Value)=1KA=1.1*KA;End%设计功率确定Pd=KA*P;Pdstr=num2str(Pd);set(handles.edit4,String,Pdstr); %输出设计功率V_type=imread(V_Type.jpg); axes(handles.a
18、xes1);imshow(V_type); %选型图显示%-%-V带中心距和长度确定-%-function dd1_user_selection_Callback(hObject, eventdata, handles)global dd1;哈尔滨工业大学上机电算设计说明书13global dd2;global a0min;global a0max;a0min=0.7*(dd1+dd2);a0max=2*(dd1+dd2);a0minstr=num2str(a0min);a0maxstr=num2str(a0max);set(handles.edit15,String,a0minstr);se
19、t(handles.edit16,String,a0maxstr);user_selection_value=get(handles.dd1_user_selection,value)pushbtstr1=查看设计值;if user_selection_value=1set(handles.pushbutton1,String,pushbtstr1);endfunction BeltType_Callback(hObject, eventdata, handles) TYPE=get(handles.BeltType,value)pushbtstr=查看dd1的值;if TYPE=1set(h
20、andles.pushbutton1,String,pushbtstr);endfunction pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)Clear_All; %清除界面function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)%跳转至开始界面close(V_Belt_Design); run(V_Belt_Design_Welcome);%-%-相关控件的库函数-%-function BeltType_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
21、if ispc end哈尔滨工业大学上机电算设计说明书14function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit2_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit3_Callback(hObject, eventd
22、ata, handles)function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit4_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit4_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit5_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit5_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if
23、 ispc endfunction edit6_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit6_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit7_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit7_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)哈尔滨工业大学上机电算设计说明书15if ispc endfunction edit8_Callback(hObject, eventdat
24、a, handles)function edit8_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit9_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit9_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit10_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit10_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if
25、 ispc endfunction edit11_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit11_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit12_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit12_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction dd1_user_selection_CreateFcn(hObject, eventdat
26、a, handles)if ispc endfunction special_situation_Callback(hObject, eventdata, handles)function figure1_ResizeFcn(hObject, eventdata, handles)function edit15_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit15_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit16_Callback(hObject, eventda
27、ta, handles)function edit16_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction edit17_Callback(hObject, eventdata, handles)function edit17_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)if ispc endfunction axes1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)2.3 导入表格文件名为Load_Table.m,该文件负责将设计中用到的.mat文件以变量形式导入到工
28、作区中备用，其中所有的.mat表格数据均来自课本或电算指导书中符合相应的表格。%-%-机械设计电算 V带传动设计- 导入表格%-Table5_2KL=importdata (Table5_2KL.mat);Table5_4P0=importdata (Table5_4P0.mat);Table5_5Kb=importdata (Table5_5Kb.mat);Table5_6Ki=importdata (Table5_6Ki.mat);哈尔滨工业大学上机电算设计说明书17Table5_7KA=importdata (Table5_7KA.mat);Table5_8ddmin=importdat
29、a (Table5_8ddmin.mat);Table5_9Kalpha=importdata (Table5_9Kalpha.mat);Table_P0factor=importdata (Table_P0factor.mat);dd_for_All=importdata (dd_for_All.mat);%导入各自类型可以选用的直径%将对应型号的基准直径转成列向量dd_for_Z=dd_for_All(:,1);dd_for_A=dd_for_All(:,2);dd_for_B=dd_for_All(:,3);dd_for_C=dd_for_All(:,4);dd_for_D=dd_for
30、_All(:,5);dd_for_E=dd_for_All(:,6);2.4 清除界面文件名为Clear_All.m ，该文件将放置在清除界面按钮的回调函数中，负责将页面中算得的数据全部置为0。%-%-机械设计电算 V带传动设计- 清除界面%-cla; %清除选型图clc;str_0=num2str(0);%将相应的数据置为 0set(handles.edit1,String,str_0);set(handles.edit2,String,str_0);set(handles.edit3,String,str_0);set(handles.edit4,String,str_0);set(han
31、dles.edit5,String,str_0);set(handles.edit6,String,str_0);set(handles.edit7,String,str_0);set(handles.edit8,String,str_0);set(handles.edit9,String,str_0);set(handles.edit10,String,str_0);set(handles.edit11,String,str_0);set(handles.edit12,String,str_0);set(handles.edit15,String,str_0);set(handles.edi
32、t16,String,str_0);set(handles.edit17,String,str_0);set(handles.dd1_user_selection,String,str_0);哈尔滨工业大学上机电算设计说明书183.变量说明序号 名称 代号 标识符 单位1 名义功率 P P kW2 设计功率 Pd Pd kW3 工作情况系数 KA KA4 小带轮转速 n1 n1 r/min5 工作机载荷特性 GZJ6 原动机类型 YDJ7 工作时间 TMIE8 带型号 Z、AE TYPE9 小带轮基准直径 dd1 dd1 mm10 大带论基准直径 dd2 dd2 mmm/s 带速 v Vm/s
33、 最大带速 vmax VMAX m/smm 预估中心距 a0 a0 mm14 实际中心距 a a mm15 基准长度 Ld Ld mm16 小带轮包角 1 ALF1 度17 V 带根数 Z Z 根18 基本额定功率 P0 P0 kW19 功率增量 P0 DIFP0 kW20 传动比系数 Ki Ki21 长度系数 KL KL22 包角系数 K KALF23 弯曲影响系数 Kb Kb24 初拉力 F0 F0 N25 压轴力 FQ FQ N26 圆周率 pi哈尔滨工业大学上机电算设计说明书194.程序运行结果4.1 不同带型不同直径结果图1：开始界面图2：设计界面哈尔滨工业大学上机电算设计说明书20
34、图3：A 型带 md190图4：A型带 md10哈尔滨工业大学上机电算设计说明书21图5：A型带 md125图6：Z型带 md150哈尔滨工业大学上机电算设计说明书22图7：Z 型带 md17图8：Z型带 md10哈尔滨工业大学上机电算设计说明书23图9：B型带 md125图10：B型带 md140哈尔滨工业大学上机电算设计说明书24图11：B型带 md1804.2 多组可选的 值d1图12：多组可选的 值d1哈尔滨工业大学上机电算设计说明书254.3 特殊工作情况图13：特殊工作情况4.4 容错功能图14：没有输入正确 值0a哈尔滨工业大学上机电算设计说明书26图15：没有合理的 可选d15
35、.参考文献1王黎钦,宋宝玉 .机械设计. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010.2王连明,宋宝玉 .机械设计课程设计.3 版. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版,2007.3张峰，宋宝玉. 机械设计课程设计指导书.北京: 高等教育出版社,2009.4屈名胜.常用机械传动零部件CAD系统设计D. 西北农林科技大学,2010.5古乐.机械零部件计算机辅助设计指导书.2015.哈尔滨工业大学上机电算设计说明书27-Table5_9Kalpha.mat dd_for_A.mat dd_for_All.mat dd_for_B.mat dd_for_C.matdd_for_D.mat dd_for_E.mat dd_for_Z.mat Table_P0factor.mat Table5_2KL.matTable5_4P0.mat Table5_5Kb.mat Table5_6Ki.mat Table5_7KA.matTable5_8ddmin.mat-以上为程序中所用到的表格，均摘自机械设计书本-此软件还存在些许 bug，由于时间有限暂且这样，但这样已经是 5 分啦。 。 。 。 。 。
