机械基础-案例01 V带传动设计

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANVI一、作业题m机器工作平稳、单向回转、成批生产m方案P/kWn /r/minmn /r/minwi2.3轴承座中心最短工作工作环境高度H/mm年限L12.214201202.31603年3班室外2414401102.41805年2班室外3314201302.21808年1班室外4314201002.51708年1班室内清洁5414401002.51803年3班室内清洁1号题目设计。二、工作量1、传动装置的运动学计算及带传动计算；2、带轮工作图；3、计算说明书三、电机型号选择3Pm

2.2kW,nm

1420r/min15.1用Y100L1-4型三相异步电机。四、设计计算说明1、确定设计功率PKd

P，式中，PPKd

——电机工作状况系数；带式运输机需要传递的名义功率P2.2kW ，每天连续工作时间为16小时，设计命为3年；机器工作平稳，载荷变动较小，单向回转；综合以上因素，由参考资表7.6，选取工作状况系数K 1.3；A代入数据，则得，

PKd

P1.32.22.86kW2、选取V带带型Pd

2.86kWn1

1420r/min，由参考资料1，P103图，查得选用A型V带。3、确定带轮基准直径传动带中弯曲应力变化最大，是引起疲劳破坏的主要因素。带轮直径愈大，弯曲应力愈大，因此，为减小弯曲应力一般采用较大的小带轮直径dd1

，但是dd1

过大，传动装置的结构尺寸也将显著增大。所以如果没有特殊要求，一般选取dd1

大于等于许用最小带轮基准直径d 。dmin1，P103V带带轮最小基准直径

dmin

75mm，并且对于A型V带带轮，一般有带轮基准直径dd

140，所以选取小带轮基准直径dd1

100mm；那么大带轮基准直径dd2

则可按下式计算，式中：

d (1)idd d2 1i代入数据0.02,i2.3，则有，d (1)idd d2

(10.02)2.3100225.4mm由参考资料1，P102表7.3，标准化之后选取dd24、验算带速

224mm。d nv 1

，式中，601000d d1n——小带轮转速，r/min；1代入数据dd1

100,n1

1420，则有，d nv 1 1

100

7.44m/s601000 601000带速过大，传动带的疲劳交变应力频率增大，则使传动带的疲劳寿命降低；同时，带速增大，将会显著增大传动带的离心应力，减小带与带轮间的接触应力，降低带传动的稳定性；因此应使vv ，对于A型V带，v 25m/s。显然，带速符合设计要求。max max5V带基准长度与带轮中心距率，降低传动带的疲劳寿命。同时，在传动比i与小带轮基准直径d 一定的情况下，中心d1距小，小带轮包角1

也小，将使传动能力降低；中心距大则反之；但是中心距过大，带速高时容易引起抖动，降低带传动的稳定性。一般情况下，带轮中心距，0.7(dd1

d )ad 2

2(dd1

d )，d2代入数据则得，0.7(100224)226.4a6482(100224)，0暂选带轮中心距a 400mm；0传动带基准长度计算公式如下，L'd代入数据，则有，

2a0

(dd1

d )/2(dd d2

d )2/4ad 012ad

(dd1

d )/2(dd d2

d )2/4ad 012400(100224)/2(224100)2/(4400)1318.55mm由参考资料1，P94表7.2，标准化之后选取Ld

1250mm，那么实际中心距则变为，aa0

(L'd

L)/2400(12501318.55)/2366mmd6、计算小带轮包角18057.3(dd

d )/a18057.3(224100)/366160.6d增大1

2 1，可以提高传动能力。由于1

与传动比i有关，为保证1

不至于过小，一般应使i7，这里i2.2，符合要求。7、确定V带联动数目V带联动数目计算公式如下： Pz P(P P)KK0 0

P0

Knb1

(1

1，式中，KiP——普通V带基本额定功率，kW；0P——功率增量，考虑传动比i10K——包角修正系数，考虑包角180对传动能力的影响；K——带长修正系数，考虑带长不为特定带长对使用寿命的影响；LK——弯曲影响系数；bK——传动比影响系数；i1，P1027.4Kb1，P1027.5Ki

0.7725103,1.1313，代入数据，则有，1 1PKn0 b

(1

)0.77251031420(1 )0.13kWK 1.1373i由参考资料1，P104表7.8，K0.95，由参考资料1，P94表7.2，KL

0.93，代入数据，则得，z(P0

P P)KK0

2.86 (1.30.13)0.950.93z3Vz10由于310，显然，符合设计要求。8、计算张紧力dF500Pd

2.5K

mv2，式中，0 zv KP,z,v,K——同前；dm——AV带单位线质量；由参考资料1，P94表7.1，查得m0.1kg/m，代入数据，则有，P2.5K 2.86 2.50.95F500 d

mv2

500 104.5N09、计算压轴力

zv K

37.44 0.95Q2zF0

sin2

23104.5sin

160.62

618N10、小带轮制造材料、制造工艺以及结构尺寸带轮为中高强度工件，常用材料为铸铁，如HT150、HT200，这里选用HT200。制造工艺如下：铸造——退火——机械加工——（表面淬火）——装配其中，退火——，铸件在冷却时由于形状尺寸不均匀容易造成内应力，可能导致和机械加工困难，需要退火消除之。表面淬火——视具体情况而定，一般不用。对于某些特殊用途的重要带轮，为了提高其表面硬度，增加其使用寿命，可以对工件进行表面淬火。结构尺寸如下：由于dd

10084(2~3)d，所以不宜采用实心式轮；又有dd

100300，所以可以采用腹板轮，具体结构以及结构尺寸见于工作图。d 100mm;d28mm;s10mm;dd d 2(hh)1002(1236)70mm;s d e ad