机械基础课程设计郭鹏.doc

课程设计报告课程名称： 机械基础 设计题目： V带传动的设计 系 别： 机电工程系 专业班级： 设备二班 学生姓名： 郭鹏 学 号： 0208110228 指导老师： 隋冬杰 设计时间： 2012年12月 河南质量工程职业学院河南质量工程职业学院机械基础课程设计任务书班级学生姓名指导教师隋冬杰课程设计题目V带传动的设计主要设计内容1.设计计算主动轮、从动轮结构及尺寸。2绘制主动轮图并标注主要尺寸及参数。3设计计算主动轮轴键联接。主要技术指标和设计要求1设计指标 电机的驱动功率为P0=10kw，转速为n1=960r/min，大带轮转速n2=560r/min； 单向传动，一天工作16小时，带轮的材料为HT200；载荷有小的变动； 2设计要求 确定V带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮基准直径等； 确定带轮的主要参数； 画出带轮的结构设计图；主要参考资料及文献1张晓坤.隋晓朋.Autocad中文版实用教程.北京：北京经济日报出版社，2008.92徐锦康.机械设计.北京：高等教育出版社,2008.33唐金松.简明机械设计手册（第二版）.上海：上海科学技术出版社，2000.54黄祖德.机械设计.北京：北京理工大学出版社，2007.95岳优兰，马文锁.机械设计基础.开封：河南大学出版社，2009.5目 录1 设计内容42 原始数据及设计要求43 设计与计算43.1 确定计算功率43.2 选择V带的型号43.3 确定大小带轮基准直径53.4 初定中心距a和基准长度Ld63.5 验算小带轮包角73.6 确定V带根数Z83.7 单根V带的初拉力F0103.8 带传动作用在带轮轴上的压力FQ103.9 带轮结构设计及工作图114 V带传动的张紧装置135 小结136 参考文献151 设计内容设计计算主动轮、从动轮结构及尺寸，绘制主动轮图并标注主要尺寸及参数，计算主动轮轴的最小直径，设计计算主动轴键连接。2 原始数据及设计要求设计带式输送机的普通V带传动，用Y系列电动机驱动，功率P=4KW.n1=1440r/min,大带轮转速n2=575r/min。载荷有小的变动，两班制工作，每天工作16小时。3 设计与计算3.1 确定计算功率 根据带的工作情况，查表1确定V带的工作情况系数：表1 工作情况系数KA工作情况KA空、轻载启动重载启动每天工作小时数（h）1010161610101616载荷变动最小液体搅拌机、通风机和鼓风机（7.5kW）、离心式水泵和压缩机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式输送机（不均匀负荷）、通风机（7.5kW）、旋转式水泵和压缩机（非离心式）1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机、磨碎机1.31.41.51.51.61.8查表1确定V带的工作情系数为KA=1.1计算功率Pd是根据所传递的额定功率P0及V带传动的工作情况确定的，即Pd=KA P0=1.14KW=4.4KW3.2选择V带的型号根据计算功率Pd和主动轮（通常是小带轮）转速n1，从图1中选取V带的型号。图4-1普通V带选型图 图1确定V带型号为B型；3.3 确定大、小带轮基准直径3.3.1初选小带轮的基准直径dd1 带轮直径小可使传动结构紧凑，但另一方面弯曲应力大，使带的寿命降低。设计时，应使小带轮的基准直径d1dmin, dmin的值可从表2中查得。表2 普通V带带轮基准直径系列（摘自GB13575.192） 根据表2选取：dd1=10，dd1=10ddmin=75， 计算大轮带基准直径：dd2为dd2= n1/ n2dd1=1440/575100=250.4mm根据表2选取大带轮的基准直径dd2=250mm3.3.2验算带速 带速计算公式为V=dd1 n1/（60100）=7.54m/s25 m/s经验算带速合适。3.4 初定中心距a和基准带长Ld 根据结构要求初定中心距a0。中心距小则结构紧凑，但使小带轮上包角减小，降低带传动的工作能力，同时由于中心距小，V带的长度短，在一定速度下，单位时间内的应力循环次数增多而导致使用寿命的降低，所以中心距不宜取得太小。但也不宜太大，太大除有相反的利弊外，速度较高时还易引起带的颤动。对于V带传动一般可取 0.79(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 选取中心距。初选a0后，V带初算的基准长度Ld0可根据几何关系由下式计算：L0=2a0+ (dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 根据上式算得的L0值，应由表3选定相近的基准长度Ld，然后再确定实际中心距a。查表1-3确定V带的基准长度和长度系数：Ld=1600mm KL=0.99 表3 V带的基准长度系列及长度系数KL基准长度Ld/mmKLYZABCDE6300.960.817100.990.828001.000.859001.030.870.8110001.060.890.8411201.080.910.8612501.110.930.8814001.140.960.9016001.160.990.9318001.181.010.95由于V带传动的中心距一般是可以调整的，所以可用下式近似计算a值 (mm) 考虑到为安装V带而必须的调整余量，因此，最小中心距为 amin=a0.015Ld (mm)如V带的初拉力靠加大中心距获得，则实际中心距应能调大。又考虑到使用中的多次调整，最大中心距应为 (mm)按照结构设计要求初步确定中心距a0=500mm，L0=1560.75mm根据表3选取Ld=1600mm实际中心距a为=500+（16001658）/2=471mm中心距a的变动范围为amin=a-0.015Ld=(4710.0151600)mm=447mm amax=a+0.03Ld=(471+0.031600)mm=519mm3.5 验算小带轮包角小带轮上的包角1可按下式计算为使带传动有一定的工作能力，一般要求1120（特殊情况允许190）。如1小于此值，可适当加大中心距a；若中心距不可调时，可加张紧轮。1也与传动比i有关，d2与d1相差越大，即i越大，则1越小。通常为了在中心距不过大的条件下保证包角不致过小，所用传动比不宜过大。普通V带传动一般推荐i 7，必要时可到10。 1=180（265100）/47657.3=166120 符合要求。3.6 确定V带根数Z根据计算功率Pc由下式确定 为使每根V带受力比较均匀，所以根数不宜太多，通常应不大于6根，否则应改选V带型号，重新设计。由表3查得带长度修正系数KL=0.99。根据dd1=10mm，n=1440r/min，由表4查得P0=0.11kw。由表5查得包角系数Ka=0.95。计算普通带根数z： Z=4.4/（0.11+1.32）*0.99*0.95=3.27取Z=4根。表4 单根普通V带的基本额定功率P0和功率增量P0表5 包角系数K3.7 单根V带的初拉力F0 适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要因素之一。初拉力小，则摩擦力小，易出现打滑。反之，初拉力过大，会使V带的拉应力增加而降低寿命，并使轴和轴承的压力增大。对于非自动张紧的带传动，由于带的松驰作用，过高的初拉力也不易保持。为了保证所需的传递功率，又不出现打滑，并考虑离心力的不利影响时，单根V带适当的初拉力为 (N) F0=500*4.4/7.54*4(2.5/0.95-1)+0.1*7.54=124.58N3.8 带传动作用在带轮轴上的压力FQFQ=2ZFosin=986.28N图2 作用在带轮轴上的压力计算简图3.9 带轮结构设计及工作图对带轮的主要要求是重量轻、加工工艺性好、质量分布均匀、与普通V带接触的槽面应光洁，以减轻带的磨损。对于铸造和焊接带轮、内应力要小。带轮结构形式按直径大小常用的有S型实心带轮（用于尺寸较小的带轮）、P型腹板带轮（用于中小尺寸的带轮）、H型孔板带轮（用于尺寸较大的带轮）及E型椭圆轮幅带轮（用于大尺寸的带轮）。选取小带轮结构为实心式，见图3。选取大带轮结构为幅板式，由轮缘、轮幅和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，装在轴上的筒形部分称为轮毂，中间部分称为轮幅。图3 小带轮的结构轮缘部分的轮槽尺寸按V带型号查表4-8。由于普通V带两侧面间的夹角是40，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形，楔角减小，故规定普通V带轮槽角f为32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定）。表6 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）项目符号槽型YZABCDE基准宽度bp5.38.511.014.019.027.032.0基准线上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基准线下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽间距e80.3120.3150.3190.425.50.5370.644.50.7第一槽对称面至端面的距离f7181最小轮缘厚dmin55.567.5101215带轮宽BB=(z-1)e+2f z轮槽数外径da轮槽角f32相应的基准直径d60-34-80118190315-36-47560038-80118190315475600极限偏差30带轮的常用材料是铸铁，如HT150、HT200。转速较高时，可用铸钢或钢板焊接；小功率时可用铸造铝合金或工程塑料。大小带轮选用铸铁材料。 根据上述计算选取6根B-2000 GB1171-89 V带，中心距a=500mm,带轮直径dd1=100mm,dd2=250mm，轴上的压力FQ=986.28N。4 V带传动的张紧装置 由于传动带不是完全的弹性体，带工作一段时间后，会因伸长变形而产生松驰现象，使初拉力降低，带的工作能力也随之下降。因此，为保证必需的初拉力，应经常检查并及时重新张紧。常用的张紧方法是改变带传动的中心距，如把装有带轮的电动机安装在滑道上并用螺钉2调整（见图4（a）或摆动电机底座1并调整螺栓2使底座转动（见图4（b），即可达到张紧的目的。如果带传动的中心距是不可调整的，则可采用张紧轮装置（见图5）。张紧轮一般放置在带的松边。V带传动常将张紧轮压在松边的内侧并靠近大带轮，以免使带承受反向弯曲，降低带的寿命，且不使小带轮上的包角减小过多。 (a) (b)图4 带的定期张紧装置图5 张紧轮装置六 设计总结通过这次对带传动的设计，让我了解了，也让我懂得了带传动的原理与设计理念，从中找出最适合的设计方法。在这次的设计过程中培养了我综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。同时在本次设计过程中也充分的认识到自己在知识理解和接受能力方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将更一步加强！对设计的建议：我希望在我们设计之前应先收集一些材料，这样会有助于我们进一步的进入状况，完成设计七 参考文献1张晓坤，隋晓朋.Autocad中文版实用教程.北京：北京经济日报出版社，2008.92徐锦康.机械设计.北京：高等教育出版社,2008.33唐金松.简明机械设计手册（第二版）.上海：上海科学技术出版社，2000.54黄祖德.机械设计.北京：北京理工大学出版社，2007.95岳优兰，马文锁.机械设计基础.开封：河南大学出版社，2009.56隋冬杰.机械基础.上海：复旦大学出版社，2010.77胡宴费.机械设计基础.北京：高等教育出版社2005.108吴晗.机械设计教程. 北京:北京理工大学出版社.2007.39黄鹤汀.机械制造技术.北京:机械工业出版社.1997.1210成大先.机械设计手册(第五版).北京：化学工业出版社，2008.04河南质量职