V带传动设计说明书

1机机械械设设计计大大作作业业题目：V带传动设计院系：机械制造及其自动化班级：1008XXX姓名：XXX学号：1100800XXX2目录一．设计任务:带式运输机.............................................3二选择电动机....................................................4三确定设计功率dP................................................4四选择带的型号..................................................4五确定带轮的基准直径12dddd和.....................................6六验算带的速度..................................................6七确定中心距a和V带基准长度dL..................................7八计算小轮包角..................................................8九确定V带根数Z.................................................8十确定初拉力0F.................................................10十一计算作用在轴上的压力........................................11十二带轮结构设计..................................................12十三V带传动的张紧、安装及防护..................................17十四参考文献....................................................18十五附表........................................................193机械设计作业任务书一．设计任务:带式运输机结构简图见下图:★原始数据及设计内容：通常情况下设计V带传动时已知的原始数据有：①传递的功率P；②主动轮、从动轮的转速、；③传动的用途和工作条件；④传动的位置要求，原动机种类等。★设计内容主要包括：带的型号、基准长度、根数、传动中心距、带轮直径及结构尺寸、轴上压力等。原始数据如下：4机器工作平稳，单向回转，成批生产方案Pm（KW）(/min)mnr(/min)wnr1i轴承座中心高H（mm）最短工作年限L工作环境5.1.42.2940802.11605年2班室内、清洁二选择电动机由方案图表中的数据要求，查参考文献[2]表-15.2Y系列三相异步电动机的型号及相关数据选择可选择Y112M-6。可查得轴径为28mm,长为60mm.三确定设计功率dP设计功率是根据需要传递的名义功率、载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素共同确定的，表达式如下：dAmPKP式中mP——需要传递的名义功率AK——工作情况系数，按参考文献[1]表5.7工作情况系数AK选取AK=1.2；考虑到本装置的工作环境，AK值不变所以1.22.22.64dAmPKPKW四选择带的型号根据设计功率和小带轮转速由下图选定带型。5查看上图可选取A型带。6五确定带轮的基准直径12dddd和查表V带带轮最小基准直径mindd知A型带mindd=75mm,又由参考文献[1]表5.4选取小带轮基准直径：1125ddmm；大带轮基准直径：2112.1125262.5dddidmm查参考文献[1]表5.4选取大带轮基准直径2250ddmm；其传动比误差2502.1125100%4.76%5%2.1i，故可用。六验算带的速度111259406.15/601000601000ddnvms式中1n电动机转速；1dd——小带轮基准直径；即v=6.15m/smaxv=25m/s,符合要求。★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★由来计算带的速度，并满足5m/s≤≤。对于普通V带，＝25～30m/s；对于窄V带，＝35～40m/s。如＞，则离心力过大，即应减小；如过小(＜5m/s)，这将使所需的有效圆周力过大，即所需带的根数过多，于是带轮的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大，故过小时应增大。★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★7七确定中心距a和V带基准长度dL根据：120120.7()2()ddddddadd初步确定中心距0.7（100+224）=262.50a2（100+224）=750;考虑到应使结构紧凑，选取中心距0a=350mm★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★虑到安装调整和张紧的需要，实际中心距的变动范围为初算带的基准长度`dL：★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★22210120()(250125)`2()2350(125250)1300.1922424350dddddddLaddmma式中dL——带的标准基准长度；`dL——带的初算基准长度；0a——初选中心距；查参下表普通带基准长度dL及长度系数LK确定带的基准长度`dL=1400mm；8八计算小轮包角小带轮包角：21125012018057.318057.3162.0895350dddda★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★根据包角计算公式及对包角的要求，应保证★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★九确定V带根数Z在确定V带的根数时，为了使各根V带受力均匀，根数不应过多，一般以不超过8～910根为宜，否则应改选带的型号，重新计算。根据公式：00()dLPzPPKK确定带的根数。式中K——包角修正系数，考虑包角180对传动能力的影响LK——带长修正系数，考虑带长不为特定带长时对使用寿命的影响0P——V带基本额定功率由参考文献[1]表5.4查取单根V带所能传递的功率为0P=1.3917kW；由式011(1)biPKnK计算功率增量0P；其中bK——弯曲影响系数；iK——传动比系数；1n电机轴转速查参考文献得bK=30.772510；查参考文献得1.1373iK；故得30111(1)0.772510940(1)0.08771.1373biPKnkwK查参考附表得K=0.96；查参考附表得LK=0.96；所以，00()dLPzPPKK2.641.94(1.39170.0877)0.960.96所以，选取V带根数z=2；10十确定初拉力0F202.5500()dPKFmvvzK式中dP设计功率v带的速度z——带的根数K——包角修正系数m——普通V带每米长度质量查参考文献得m=0.1kg/m；所以2202.52.642.50.96500()500()6.15210.1175.88056.152120.96dPKFmvNvzK★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的初拉力应为上述初拉力的1.5倍。在带传动中，初拉力是通过在两带轮的切点跨距的中点M处，加上一个垂直于两轮上部外公切线的适当载荷G（见下图），使沿跨距每长100mm所产生的挠度y为1.6mm来控11制的。G值可查阅有关机械设计手册。★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★十一计算作用在轴上的压力102cos2sin22QFzzF式中0F——初拉力z——带的根数1——小轮包角；所以，10162.08952cos2sin22175.88sin()694.9418222QFzzFN12十二带轮结构设计1.带轮材料选择常用的带轮材料为HT150或者HT200。转速较高时可以采用铸钢或者用钢板冲压后焊接而成；小功率时可用铸铝或塑料。本设计中转速要求不高，材料选用HT200；2.带轮结构形式本方案中带轮为中小尺寸，选用腹板轮。V带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成；根据轮辐结构的不同，V带轮可以分为实心式（如下图a）、腹板式（下图b）、孔板式（下图c）、椭圆轮辐式（下图d）。133.带轮结构尺寸轮槽截面尺寸可查下图可得；参考图b:已知d=28mm1d=(1.8～2)d=50.4～56mm,d为轴的直径28mm;B=(z-1)e+2f＝(3-1)x15+20=50mm；z为带数，e=15，f取10（查下表）；C=(71～41)B，取C=51B=10mm;L=(1.5～2)d=42～56mm,当B﹤1.5d时，L=B;故L=55mm144.带轮的技术要求（1）铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮辐、及轮毂上不允许有砂眼、裂缝、缩孔及气泡；（2）铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；（3）带轮轮槽工作面的表面粗糙度aR应不超过3.2μm，高性能传动不应超过1.6μm，15★带轮的平衡分为静平衡和动平衡，带轮有较宽的轮缘表面或以相对较高的速度转动时，需要进行动平衡（见下图）。静平衡应使带轮在工作直径（由带轮类型确定为基准或有效直径）上的偏心残留量不大于下列二值中的较大的值：a)0.005kg;b)带轮及附件的当量质量的0.2%。（当量质量系指几何形状与被检带轮相同的铸铁带轮的质量）当带轮转速已知时应确定是否需要进行动平衡、通过下列公式计算确定带轮极限速度：)d/(1058.1n111B式中B——带轮轮缘宽度（mm）d——带轮直径（基准直径或有效直径）（mm）当带轮转速n≤1n时，进行静平衡；当带轮转速n﹥1n时，进行动平衡；动平衡要求质量等级由下列二值中选取较大值1G=6.3mm/s2G=5v/M式中5——残留偏心量的实际限度（g）v——带轮的圆周速度（m/s）M——带轮的当量质量（kg）如果使用者有特殊需求时，质量等级可能小于1G或2G；1617十三V带传动的张紧、安装及防护1.张紧方法2.预紧力带的预紧力对其传动能力、寿命和轴压力都有很大影响。预紧力不足，传递载荷的能力降低，效率低，且使小带轮急剧发热，交代磨损；预紧力过大，则会使带的寿命降低，轴和轴承上的载荷增大，轴承发热与磨损。因此，适当的预紧力是保证带传动正常工作的重要因素。18十四参考文献[1]机械设计宋宝玉王黎钦主编哈尔滨工业大学出版社2010[2]机械设计课程设计王连明宋宝玉主编哈尔滨工业大学出版社200519十五附表工作情况系数AK工作机原动机ⅰ类ⅱ类一天工作时间/h1010~16161010~1616载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（7.5kW）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（7.5kW）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机1.31.41.51.51.61.8表3.V带带轮最小基准直径mindd槽型YZABCDEmindd205075125200355500表4.包角修正系数K包角1220