V帶傳動設(shè)計說明書(同名11391)

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1、 機(jī)械設(shè)計大作業(yè) 題 目： V 帶傳動設(shè)計 院 系： 機(jī)械制造及其自動化 班 級： 1008XXX 姓 名： XXX 學(xué) 號： XXX 1 目 錄 一．設(shè)計任務(wù) : 帶式運(yùn)輸機(jī) 3

2、 二 選擇電動機(jī) 4 三 確定設(shè)計功率 Pd 4 四 選擇帶的型號 4 五 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 1和 dd 2 6 六 驗算帶的速度 6 七 確定中心距 a 和 V 帶基準(zhǔn)長度 Ld 7 八 計算小輪包角 8 九 確定 V 帶根數(shù) Z 8 十 確定初拉力 F0 10 十一 計算作用在軸上的壓力 11 十二 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 十三 V 帶傳動的張緊、安裝及防護(hù) 17 十四 參考文獻(xiàn) 18 十五 附表 19

3、 2 機(jī)械設(shè)計作業(yè)任務(wù)書 一．設(shè)計任務(wù) :帶式運(yùn)輸機(jī) 結(jié)構(gòu)簡圖見下圖 : ★原始數(shù)據(jù)及設(shè)計內(nèi)容： 通常情況下設(shè)計

4、V 帶傳動時已知的原始數(shù)據(jù)有： ① 傳遞的功率 P；② 主動輪、 從動輪的轉(zhuǎn) 速、；③ 傳動的用途和工作條件；④ 傳動的位置要求，原動機(jī)種類等。 ★設(shè)計內(nèi)容主要包括：帶的型號、基準(zhǔn)長度、根數(shù)、傳動中心距、帶輪直徑及結(jié)構(gòu)尺寸、軸上壓力等。 原始數(shù)據(jù)如下： 3 機(jī)器工作平穩(wěn)，單向回轉(zhuǎn)，成批生產(chǎn) Pm（ KW ） nm (r / min) nw ( r / min) i1 軸承座中 最短工作 方案 心高 H（ mm） 工作環(huán)境 年限 L 5

5、.1.4 2.2 940 80 2.1 160 室內(nèi)、清 5 年 2 班 潔 二 選擇電動機(jī) 由方案圖表中的數(shù)據(jù)要求，查參考文獻(xiàn) [2] 表 -15.2 Y 系列三相異步電動機(jī)的型號及相關(guān)數(shù)據(jù)選擇可選擇 Y112M-6 。 可查得軸徑為 28mm,長為 60mm. 三 確定設(shè)計功率 Pd 設(shè)計功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、 載荷性質(zhì)、 原動機(jī)類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素共同確定的，表達(dá)式如下： Pd K A gPm 式中 Pm ——需要傳遞的名

6、義功率 K A ——工作情況系數(shù)，按參考文獻(xiàn) [1] 表 5.7 工作情況系數(shù) KA 選取 K A =1.2； 考慮到本裝置的工作環(huán)境， K A 值不變 所以 Pd K A gPm 1.2 2.2 2.64KW 四 選擇帶的型號 根據(jù)設(shè)計功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速 由下圖選定帶型。 4

7、 查看上圖可選取 A 型帶。 5 五 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 1和 dd 2 查表 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 dd min 知 A 型帶 dd min =75mm, 又由參考文獻(xiàn) [1] 表 5.4 選取 小帶輪基準(zhǔn)直徑： dd1 125

8、mm ； 大帶輪基準(zhǔn)直徑： dd 2 i1 gdd 1 2.1 125 262.5mm 查參考文獻(xiàn) [1] 表 5.4 選取大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd 2 250mm； 2.1 250 其傳動比誤差 i 125 100% 4.76% 5% ，故可用。 2.1 六 驗算帶的速度 gdd1 gn1 125 940 v 1000 60 6.15m / s 60 1000 式中n1 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 ； dd1 ——小帶輪基準(zhǔn)直徑； 即 v

9、=6.15m/s< vmax =25m/s,符合要求。 ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 由 來計算帶的速度 ，并滿足 5 m/s ≤ ≤ 。對于普通 V 帶， ＝ 25 ～ 30 m/s ；對于窄 V 帶， ＝ 35 ～ 40 m/s 。如 ＞ ，則離心力過大，即應(yīng)減小 ； 如 過小 ( ＜ 5 m/s) ，這將使所需的有效圓周力 過大，即所需帶的根數(shù)過多，于是帶輪 的寬度、軸徑及軸承的尺寸都要隨之增大，故 過小時應(yīng)增大 。 ★★★★★★★★★★★★★

10、★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 6 七 確定中心距 a 和 V 帶基準(zhǔn)長度 Ld 根據(jù)： 0.7(dd 1 dd 2 ) a0 2(dd1 dd 2 ) 初步確定中心距 0.7（ 100+224） =262.5 a0 2（ 100+224）=750; 考慮到應(yīng)使結(jié)構(gòu)緊湊，選取中心距 a0 =350mm ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 慮到安裝調(diào)整和張緊的需要，實際中心距的

11、變動范圍為 初算帶的基準(zhǔn)長度 Ld ` ： ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ Ld ` 2a0 ( dd 2 dd 1 )2 2 350 (250 125)2 ( dd 1 dd 2 ) (125 250) 1300.192mm 2 4a0 2 4 350 式中 Ld ——帶的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度； L`d ——帶的初算基準(zhǔn)長度； a0 ——初選中心距； 查參下表 普通帶基準(zhǔn)長度 Ld 及長度系數(shù) K L

12、 確定 帶的基準(zhǔn)長度 Ld `=1400mm ； 7 八 計算小輪包角 小帶輪包角： dd 2 dd 1 57.3 180 2

13、50 120 162.0895 1 180 a 57.3 350 ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 根據(jù)包角計算公式及對包角的要求，應(yīng)保證 ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 九 確定 V 帶根數(shù) Z 在確定 V 帶的根數(shù)時，為了使各根 V 帶受力均勻，根數(shù)不應(yīng)過多，一般以不超過 8～ 8 10 根為宜，否則應(yīng)改選帶的型

14、號，重新計算。根據(jù)公式： Pd z K L (P0P0 ) K 確定帶的根數(shù)。 式中 K ——包角修正系數(shù)，考慮包角 180 對傳動能力的影響 K L ——帶長修正系數(shù)，考慮帶長不為特定帶長時對使用壽命的影響 P0 —— V 帶基本額定功率 由參考文獻(xiàn) [1] 表 5.4 查取單根 V 帶所能傳遞的功率為 P0 =1.3917kW ； 由式 P0 K b n1 (1 1 ) 計算功率增量 P0 ； K i 其中 Kb ——彎曲影響系數(shù)； K

15、i ——傳動比系數(shù)； n1 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速 查參考文獻(xiàn)得 Kb = 0.7725 10 3 ； 查參考文獻(xiàn)得 K i 1.1373 ； 故得 P0 K b n1 (1 1 ) 0.7725 10 3 940 (1 1 ) 0.0877 kw Ki 1.1373 查參考附表得 K =0.96； 查參考附表得 K L =0.96 ； 所以， z Pd

16、 2.64 1.94 ( P0 P0 ) K K L (1.3917 0.0877) 0.96 0.96 所以，選取 V 帶根數(shù) z=2； 9 十 確定初拉力 F0 F0 500 Pd ( 2.5 K ) mv2 vz K 式中 Pd 設(shè)計功率 v 帶的速度

17、 z——帶的根數(shù) K ——包角修正系數(shù) m——普通 V 帶每米長度質(zhì)量 查參考文獻(xiàn)得 m=0.1kg/m ； 所以 F0 500 Pd ( 2.5 K ) mv2 500 2.64 ( 2.5 0.96 ) 6.15212 0.1 175.8805N vz K 6.1521 2 0.96 ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 由于新帶容易松弛， 所以對非自動張緊的帶傳動， 安裝新帶時的初拉力應(yīng)為上述初拉力 的 1.5 倍。

18、 在帶傳動中，初拉力是通過在兩帶輪的切點(diǎn)跨距的中點(diǎn) M 處，加上一個垂直于兩輪上 部外公切線的適當(dāng)載荷 G（見下圖），使沿跨距每長 100 mm 所產(chǎn)生的撓度 y 為 1.6 mm 來控 10 制的。 G 值可查閱有關(guān)機(jī)械設(shè)計手冊。 ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ 十一 計算作用在軸上的壓力

19、 Q 2Fz cos 2zF0 sin 1 2 2 式中 F0 ——初拉力 z——帶的根數(shù) 1 ——小輪包角； 所以， Q 2Fz cos 2zF sin 1 2 2 175.88 sin(162.0895 ) 694.9418 N 2 0 2 2 11

20、 十二 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 1. 帶輪材料選擇 常用的帶輪材料為 HT150 或者 HT200 。 轉(zhuǎn)速較高時可以采用鑄鋼或者用鋼板沖壓后焊接而成；小功率時可用鑄鋁或塑料。 本設(shè)計中轉(zhuǎn)速要求不高，材料選用 HT200 ； 2. 帶輪結(jié)構(gòu)形式 本方案中帶輪為中小尺寸，選用腹板輪。 V 帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成； 根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同， V 帶輪可以分為實心式（如下圖 a）、腹板式（下圖 b）、孔 板式（下圖 c）、橢圓輪輻式（下圖 d）。

21、 12 3. 帶輪結(jié)構(gòu)尺寸 輪槽截面尺寸可查下圖可得； 參考圖 b: 已知 d=28mm d1

22、=(1.8～ 2)d=50.4～ 56mm, d 為軸的直徑 28mm; B=(z-1)e+2f ＝(3-1)x15+20=50mm ； z 為帶數(shù)， e=15， f 取 10（查下表）； 1 1 = 1 C =( ～ )B ，取 C B=10mm; 7 4 5 L=(1.5 ～ 2)d=42 ～56mm,當(dāng) B ﹤1.5d 時， L=B; 故 L=55mm 13

23、 4. 帶輪的技術(shù)要求 （1） 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻、及輪轂上不允許 有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡； （2） 鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)； （3） 帶輪輪槽工作面的表面粗糙度 Ra 應(yīng)不超過 3.2μ m，高性能傳動不應(yīng)超 過 1.6μ m，

24、 14 ★帶輪的平衡分為靜平衡和動平衡，帶輪有較寬的輪緣表面或以相對較高的速度轉(zhuǎn)動時，需要 進(jìn)行動平衡（見下圖） 。靜平衡應(yīng)使帶輪在工作直徑（由帶輪類型確定為基準(zhǔn)或有效直徑）上的偏心 殘留量不大于下列二值中的較大的值： a)0.005kg; b)帶輪及附件的當(dāng)量質(zhì)量的 0.2%。 （當(dāng)量質(zhì)量系指幾何形狀與被檢帶輪相同的鑄鐵帶輪的質(zhì)量） 當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)速已知時應(yīng)確定是否需要進(jìn)行動平衡、 通過下列公式計算確定帶輪極限速度： n1 1. 58 1011 /( Bd) 式中 B——帶輪輪緣寬度（ mm） d

25、——帶輪直徑（基準(zhǔn)直徑或有效直徑） （mm） 當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)速 n≤ n1 時，進(jìn)行靜平衡； 當(dāng)帶輪轉(zhuǎn)速 n﹥ n1 時，進(jìn)行動平衡； 動平衡要求質(zhì)量等級由下列二值中選取較大值 G1 =6.3mm/s G2 =5v/M 式中 5——?dú)埩羝牧康膶嶋H限度（ g） v——帶輪的圓周速度（ m/s） M ——帶輪的當(dāng)量質(zhì)量（ kg） 如果使用者有特殊需求時，質(zhì)量等級可能小于 G1 或 G2 ；

26、 15 16 十三 V 帶傳動的張緊、安裝及

27、防護(hù) 1.張緊方法 2.預(yù)緊力 帶的預(yù)緊力對其傳動能力、 壽命和軸壓力都有很大影響。 預(yù)緊力不足， 傳遞載荷的能力降低，效率低，且使小帶輪急劇發(fā)熱，交代磨損；預(yù)緊力過大，則會使 帶的壽命降低，軸和軸承上的載荷增大，軸承發(fā)熱與磨損。因此，適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力是保證帶傳動正常工作的重要因素。

28、 17 十四 參考文獻(xiàn) [1] 機(jī)械設(shè)計 宋寶玉 王黎欽 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2010 [2] 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 王連明

29、宋寶玉主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2005 18 十五 附表 工作情況系數(shù) K A 原動機(jī) 工作機(jī) 載荷 液體攪拌機(jī)； 離心式水泵； 通風(fēng) 機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（ 7.5kW ）；離心 平穩(wěn) 式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī) 帶式運(yùn)輸機(jī) （運(yùn)送砂石、 谷物）， 載荷 通風(fēng)機(jī)（ 7.5kW ）；發(fā)電機(jī)； 變動小 旋轉(zhuǎn)式水泵； 金屬切削機(jī)床； 剪 床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動篩

30、 螺旋式運(yùn)輸機(jī)； 斗式上料機(jī)； 往 載荷 復(fù)式水泵和壓縮機(jī)； 鍛錘；磨粉 變動較大 機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械； 紡織機(jī) 械 載荷 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等） ；球 磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)； 變動很大 橡膠輥壓機(jī)  ⅰ 類 ⅱ 類 一天工作時間 /h 10 10~16 16 10 10~16 16 1.0 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

31、.4 1.5 1.6 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 表 3. V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 dd min 槽型 Y Z A B C D E dd min 20 50 75 125 200 355 500 表 4. 包角修正系數(shù) K 包角 1 220 210 200 190 180 150 170 160 140 130 120 1

32、10 100 90 K 1.20 1.15 1.10 1.05 1.00 0.92 0.98 0.95 0.89 0.86 0.82 0.78 0.73 0.68 表 5. 彎曲影響系數(shù) Kb 19 帶型 Kb Z 0.2925 10 3 A 0.7725 10 3 B 1.9875 10 3 C 5.625 10 3 D 19.95 10 3 E 37.35 10

33、3 為保證帶不出現(xiàn)打滑，必須限制帶所傳遞的圓周力，使之不超過最大有效拉力，即 ≤ ；為保證 V 帶有足夠的壽命， 必須使帶工作時的最大應(yīng)力小于或等于帶的許用應(yīng)力， 即 ≤［ ］。根據(jù)既不打滑又有一定疲勞壽命這兩個條件，在特定的條件下得到的單根 V 帶所能傳遞的功率稱為 單根 V 帶的基本額定功率 。 20 21