带式运输机中的V带传动设计计算说明书

哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目：设计带式运输机中的V带传动系别：班号：姓名：日期：2023.10.24哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：设计带式运输机中的V带传动设计原始数据：电动机工作功率：Pd=3kW电动机满载转速：nm=960r/min工作机的转速：nw=90r/min第一级传动比：i1=1.8轴承座中心高：H=150mm最短工作年限：8年1班工作环境：室外、有尘=1\*Arabic1运动学计算=1\*Arabic1.=1\*Arabic1选择电动机电动机有直流电动机和交流电动机两类。由于一般生产单位所用电源是三相交流电源，因此，无特殊要求的情况先选择三相交流电动机，其中以三相异步交流电动机使用最广泛。由于此题目要求的电动机工作环境在室外而且有尘，因此要选择封闭式的电动机。Y系列三相笼型异步电动机就是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便。根据题目要求的参数：电动机工作功率Pd=3kW，电动机满载转速nm=960r/min，查参考文献[3]表15.1得，选择电动机型号为：Y132S-6型三相异步电动机。查参考文献[3]表15.2得，电机轴径D=38mm；与小带轮配合局部轴长度E=80mm；轴上键宽度F=10mm，键高度GD=8mm。=1\*Arabic1.=2\*Arabic2计算总传动比并分配传动比=1\*GB2⑴总传动比===10.67=2\*GB2⑵分配传动比=3\*GB2⑶各传动比取值电机轴和Ⅰ轴之间的传动比=1.8，Ⅰ轴和Ⅱ轴之间的传动比==5.9。=13\*Arabic1.3计算各轴的转速、功率及转矩带式运输机传动方案如图1所示。图图1带式运输机运动方案及各轴名称=1\*GB2⑴各轴的转速=1\*GB3①电动机轴：=960r/min；=2\*GB3②Ⅰ轴：=r/min；=3\*GB3③Ⅱ轴：r/min；=4\*GB3④卷筒轴：r/min。=2\*GB2⑵各轴的输入功率设η1、η2、η3、η4、η5分别为V带传动、轴承、齿轮传动、联轴器及卷筒的传动效率。查参考文献[3]得η1=0.96，η2=0.99，η3=0.97，η4=0.99，η5=0.95。=1\*GB3①电动机轴的输出功率：Pd=3kW；=2\*GB3②Ⅰ轴的输入功率：PI=Pdη1=kW；=3\*GB3③Ⅱ轴的输入功率：PII=PIη2η3=kW；=4\*GB3④卷筒轴的输入功率：P卷=PIIη4η2=kW。=3\*GB2⑶各轴的输入转矩=1\*GB3①电动机轴的输出转矩：N·m=2\*GB3②Ⅰ轴的出入转矩：N·m=3\*GB3③Ⅱ轴的输入转矩：N·m=4\*GB3④卷筒轴的输入转矩：N·m将上述计算结果汇总于表1，以备查用。表1各轴的运动及动力参数表1各轴的运动及动力参数轴名功率P/kW转矩T/(N·m)转速n/(r/min)传动比i效率η电机轴329.89601.80.96Ⅰ轴2.8851.495335.90.96Ⅱ轴2.77291.739010.98卷筒轴2.71285.9290=2\*Arabic2带传动计算=21\*Arabic2.1选择带的型号根据Pd和n1，由参考文献[1]图7.11选取A型带。根据GB11544—1989规定，A型普通V带的截面尺寸为：顶部宽度b=13mm；节宽bp=11mm；截面高度h=8mm；节面距顶部高度ha=4.12mm；两侧面夹角φ=40°。=22\*Arabic2.2确定带轮的基准直径dd1和dd2传动带中的弯曲应力变化是最大的，它是引起带疲劳破坏的主要因素。带轮直径越小，弯曲应力越大。但是，带轮直径不宜过大，因此，选择适宜的带轮直径，不仅能使弯曲应力适宜，而且使结构紧凑。根据参考文献[1]表7.7所荐V带带轮最小直径，可选小带轮直径dd1=100mm，那么大带轮直径为dd2=mm根据参考文献[1]表7.3注释可知，dd2=180mm符合设计要求。=22\*Arabic2.=3\*Arabic3验算带的速度m/s<25m/s=因此，带的速度符合设计要求。=22\*Arabic2.4确定中心距和V带基准长度带轮中心距小，可以使结构紧凑，但是也会因为中心距小，使带在相同的时间内转过的圈数多，降低使用寿命。同时，在传动比和小带轮直径一定的情况下，中心距小，会使小带轮的包角减小，传动能力降低。而中心距过大，当带高速转动时，容易引起带剧烈抖动，工作不稳定。因此，要选择适宜的中心距。可初步选择中心距≤≤即=196≤≤因要求结构紧凑，故初选mm。根据初选的值，计算带的基准长度即mm根据上述计算得到的，由参考文献[1]表7.2选取mm。计算实际中心距mm=22\*Arabic2.5计算小轮包角α1适当增大α1，可以提高传动能力。α1==22\*Arabic2.6确定V带根数z式中：—电机工作功率，kW；—带既不打滑又具有一定的疲劳强度时所能传递的功率，kW，查参考文献[1]表7.3可得，kW；—当传动比大于1时所能传递的功率的增量，kW，计算公式：，式中：—弯曲影响系数，查参考文献[1]表7.4得，—小带轮转速，r/min，—传动比系数，查参考文献[1]表7.5得，代入数据后得kW；—包角修正系数，考虑到α≠180°对传动能力的影响，查参考文献[1]表7.8得；—带长修正系数，考虑到带长不是特定长度时对使用寿命的影响，查参考文献[1]表7.2得。代入上述数据后计算带的根数z得取。由于带数越多其受力越不均匀，故应该限制带的数量，一般。因此，符合设计要求。=22\*Arabic2.7确定初拉力F0F0是保证带传动正常工作的重要因素，它影响带的传动能力和使用寿命。F0过小容易出现打滑现象，使得传动能力不能充分发挥。但是，F0过大会使带的使用寿命降低，而且使轴与轴承的受力增大。因此，要选择适宜的初拉力。单根普通V带适宜的初拉力按下式计算式中：—电机工作功率，kW；—包角修正系数，由前述查得；—带的速度，m/s，由前述设计计算得m/s；—带的根数，由前述设计计算得；m—普通V带每米长度的质量，kg/m，查参考文献[1]得m=0.1kg/m。代入上述数据计算得N=22\*Arabic2.8计算作用在轴上的压力Q为了求得张紧装置应加的力，需要计算出传动带作用在轴上的压力。压力Q计算式如下式中：—带的根数，由前述设计计算得；F0—带的初拉力，N，由前述设计计算得N；α1—小带轮的包角，由前述设计计算得α1=161.7°。代入上述数据计算得N=22\*Arabic2.9小带轮的材料及结构设计=1\*GB2⑴小带轮材料选择选用铸铁，材料牌号HT200。=2\*GB2⑵小带轮的结构设计=1\*GB3①轮缘的根本尺寸设计轮槽数与带的根数相同，；轮槽深度mm；轮槽节面距顶部高度mm，取mm；轮槽节面宽度mm；轮缘无槽局部高度mm；两轮槽之间距离mm，取mm；轮缘左端面距离第一个轮槽中部距离mm，取mm；轮槽总宽度mm；轮槽两侧面夹角。=2\*GB3②轮毂及孔径设计由前述Y型三相异步电机的根本尺寸以及电机轴与轮毂孔的配合类型得：小带轮轮毂孔的直径d=38mm；轮毂直径dk=70mm；轮毂孔长度mm；用于固定电机轴和小带轮的紧定螺钉：M6，紧定螺钉的其它尺寸根据GB/T71—1985确定。由计