機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

1、普通v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告 課程名稱： 機(jī)械基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)題目： 普通v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電工程系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電一體化7班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2010年12月 河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書班級(jí)學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師課程設(shè)計(jì)題目普通v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的普通v帶傳動(dòng)2、普通v帶的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇3、帶輪的設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求1設(shè)計(jì)指標(biāo) 齒輪的傳遞功率為11kw，傳動(dòng)比為i=2.1； 雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，一般用途，使用時(shí)間10年（每年工作250天），雙班制連續(xù)工作。2設(shè)計(jì)要求 v帶的主要參數(shù)； 帶輪的選用

2、要求；主要參考資料及文獻(xiàn)1張曉坤.隋曉朋.autocad中文版實(shí)用教程.北京：北京經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社，2008.92徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社,2008.33唐金松.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000.54黃祖德.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.95 岳優(yōu)蘭，馬文鎖.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).開封：河南大學(xué)出版社，2009.5目 錄1 設(shè)計(jì)方案及要求42失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則42.1主要失效形式42.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則43 單根v帶所能傳遞的效率44 設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇74.1確定計(jì)算功率74.2選擇v帶型號(hào)84.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑94.4驗(yàn)算帶的速度104.5確定中

3、心距和v帶基準(zhǔn)直徑104.6驗(yàn)算小帶輪上包角114.7確定v帶根數(shù)124.8確定初拉力124.9確定作用在軸上的壓力135 帶輪設(shè)計(jì)146 v帶傳動(dòng)的張緊裝置167 設(shè)計(jì)小結(jié)17參考文獻(xiàn)171設(shè)計(jì)方案及要求 設(shè)計(jì)如圖1所示的帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案i中的帶傳動(dòng)。圖1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案 已知：p=11kw，n1=1460r/min，i=2.1，一般用途使用時(shí)間10年（每年工作250天），雙班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。2失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.1主要失效形式 打滑當(dāng)傳遞的圓周力f超過了帶與帶輪接觸面之間摩擦力總和的極限時(shí)，發(fā)生過載打滑，使傳動(dòng)失效。 疲勞破壞傳動(dòng)帶在變應(yīng)力的反復(fù)作用下，發(fā)生裂紋、脫層、松散、

4、直至斷裂。2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 保證帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑的前提下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。3單根v帶所能傳遞的功率單根v帶所能傳遞的功率是指在一定初拉力作用下，帶傳動(dòng)不發(fā)生打滑且有足夠疲憊壽命時(shí)所能傳遞的最大功率。從設(shè)計(jì)要求出發(fā)，應(yīng)使 ，可寫成 這里，s為在一定條件下，由疲憊強(qiáng)度決定的v帶許用拉應(yīng)力。由實(shí)驗(yàn)知，在108109次循環(huán)應(yīng)力下 (mpa)式中 zv帶繞過帶輪的數(shù)目；v v帶的速度(m/s)；ldv帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度（m）；tv帶的使用壽命（h）；c由v帶的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)決定的實(shí)驗(yàn)常數(shù)。以當(dāng)量摩擦系數(shù)fv替換f，可得最大有效圓周力即式中 av帶的截面面積（mm2）。單根v帶所能傳遞的功率為即 在傳動(dòng)比i

5、=1（即包角a=180）、特定帶長(zhǎng)、載荷平穩(wěn)條件下由上式計(jì)算所得的單根普通v帶所能傳遞的基本額定功率p1值列于表1。表1 單根普通v帶的基本額定功率p1和功率增量dp1（摘自gb/t13575.192）（單位：kw） 當(dāng)傳動(dòng)比i1時(shí)，由于從動(dòng)輪直徑大于主動(dòng)輪直徑，傳動(dòng)帶繞過從動(dòng)輪時(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力低于繞過主動(dòng)輪時(shí)所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。因此，工作能力有所進(jìn)步，即單根v帶有一功率增量dp1，其值列于表1。這時(shí)單根v帶所能傳遞的功率即為（p1dp1）。如實(shí)際工況下包角不即是180、膠帶長(zhǎng)度與特定帶長(zhǎng)不同時(shí)，則應(yīng)引進(jìn)包角修正系數(shù)ka（表2）和長(zhǎng)度修正系數(shù)kl（表3）。這樣，在實(shí)際工況下，單根v帶所能傳遞的

6、額定功率為 p1=(p1+dp1) kakl表2 包角修正系數(shù)ka(摘自gb13575.192)表3 普通v帶長(zhǎng)度修正系數(shù)kl（摘自gb13575.192）4設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：4.1確定計(jì)算功率pc pc=ka p (kw)式中 p傳遞的額定功率（kw）；ka工況系數(shù)（表4）由表4查得工況系數(shù)ka=1.2，則pc=kap=1.211=13.2kw表4 工況系數(shù)ka工況ka空、輕載啟動(dòng)重載啟動(dòng)天天工作小時(shí)數(shù)（h）1010161610101616載荷變動(dòng)最小液體攪拌機(jī)、透風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（7.5kw）、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕負(fù)荷輸送機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動(dòng)小帶式

7、輸送機(jī)（不均勻負(fù)荷）、透風(fēng)機(jī)（7.5kw）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式）、發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、印刷機(jī)、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機(jī)和木工機(jī)械1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)床、橡膠機(jī)械、振動(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載輸送機(jī)1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8注： 1空、輕載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（交流啟動(dòng)、三角啟動(dòng)、直流并勵(lì)）、四缸以上的內(nèi)燃機(jī)、裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī)； 2重載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流啟動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)）、四缸以下的內(nèi)燃

8、機(jī)。4.2選擇v帶型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率pc和小帶輪轉(zhuǎn)速n1由圖2選擇v帶型號(hào)。當(dāng)在兩種型號(hào)的交線四周時(shí)，可以對(duì)兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，最后選擇較好的一種。根據(jù)pc13.2kw，n1=1460r/min，由圖2選取b型。注：y型主要傳遞運(yùn)動(dòng)，故未列進(jìn)圖內(nèi)圖2 普通v帶選型圖4.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1和d2 為了減小帶的彎曲應(yīng)力應(yīng)采用較大的帶輪直徑，但這使傳動(dòng)的輪廓尺寸增大。一般取d1dmin，比規(guī)定的最小基準(zhǔn)直徑略大些。大帶輪基準(zhǔn)直徑可按 計(jì)算。大、小帶輪直徑一般均應(yīng)按帶輪基準(zhǔn)直徑系列圓整（表5）。僅當(dāng)傳動(dòng)比要求較精確時(shí)，才考慮滑動(dòng)率e來計(jì)算大輪直徑，即 ，這時(shí)d2可不按表5圓整。 由表5，b型v帶帶輪最

9、小直徑dmin=125mm，又根據(jù)圖2中b型帶推薦的d1的范圍及表5，取d1=132mm，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d2=id1=2.1132277.2mm，由表5基準(zhǔn)直徑系列取d2=280mm。傳動(dòng)比 ，傳動(dòng)比誤差為 表5 普通v帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列（摘自gb13575.192）槽型yzabcdedmin 205075125200355500d的范圍20-12550-63075-800125-1125200-2000355-2000500-2500d的標(biāo)準(zhǔn)系列值50 56 71 75 80(85) (95) 100(106) (112) (118) 125(132) 140 150 160(170) 18

10、0 200 212 224 236 250(265) 280 300 315 335 355(375) 400 425 450(475) 500 530 560(600) 630 670 710(750) 800(900) 1000 1060 1120 1250 1400 1500 1600 1800 2000 2240 25004.4驗(yàn)算帶的速度v 由 可知，當(dāng)傳遞的功率一定時(shí)，帶速愈高，則所需有效圓周力f愈小，因而v帶的根數(shù)可減少。但帶速過高，帶的離心力明顯增大，減小了帶與帶輪間的接觸壓力，從而降低了傳動(dòng)的由工作能力。同時(shí)，帶速過高，使帶在單位時(shí)間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)增加，應(yīng)力變化頻繁，從而降

11、低了帶的疲憊壽命。表1可見，當(dāng)帶速達(dá)到某值后，不利因素將使基本額定功率降低。所以帶速一般在v=525m/s內(nèi)為宜，在v=2025m/s范圍內(nèi)最有利。如帶速過高（y、z、a、b、c型v25m/.s；d、e型v30m/s）時(shí)，應(yīng)重選較小的帶輪基準(zhǔn)直徑。因此根據(jù)本題要求可得m/s m/s4.5確定中心距a和v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求初定中心距a0。中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但使小帶輪上包角減小，降低帶傳動(dòng)的工作能力，同時(shí)由于中心距小，v帶的長(zhǎng)度短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多而導(dǎo)致使用壽命的降低，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，速度較高時(shí)還易引起帶的顫抖。由0

12、.7(d1+d2)a02(d1+d2)即288.4=0.7(132+280)a02(132+280)=824則初取中心距a0=560mm初選a0后，v帶初算的基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld0可根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算則初算v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld0由表3選取標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld=1800mm由于v帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，所以可用下式近似計(jì)算a值 (mm)考慮到為安裝v帶而必須的調(diào)整余量，因此，最小中心距為 amin=a0.015ld (mm)如v帶的初拉力靠加大中心距獲得，則實(shí)際中心距應(yīng)能調(diào)大。又考慮到使用中的多次調(diào)整，最大中心距應(yīng)為 (mm) 本設(shè)計(jì)的實(shí)際中心距 取a=572mm4.6驗(yàn)算小帶輪上包角a1 為使帶傳動(dòng)有

13、一定的工作能力，一般要求a1120（特殊情況答應(yīng)a190）。如a1小于此值，可適當(dāng)加大中心距a；若中心距不可調(diào)時(shí)，可加張緊輪。小帶輪上的包角a1可按下式計(jì)算合適 a1也與傳動(dòng)比i有關(guān)，d2與d1相差越大，即i越大，則a1越小。通常為了在中心距不過大的條件下保證包角不致過小，所用傳動(dòng)比不宜過大。普通v帶傳動(dòng)一般推薦i7，必要時(shí)可到10。4.7確定v帶根數(shù)根據(jù)計(jì)算功率pc由下式確定 為使每根v帶受力比較均勻，所以根數(shù)不宜太多，通常應(yīng)小于10根，否則應(yīng)改選v帶型號(hào)，重新設(shè)計(jì)。 由d1=132mm，n1=1460r/min，查表1，b型單根v帶所能傳遞的基本額定功率p1=2.48kw，功率增量dp1=

14、0.46kw，由表2查得包角系數(shù)ka=0.96，由表3查得長(zhǎng)度修正系數(shù)kl=0.95；所需帶的根數(shù)取z5根4.8確定初拉力f0 適當(dāng)?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動(dòng)正常工作的重要因素之一。初拉力小，則摩擦力小，易出現(xiàn)打滑。反之，初拉力過大，會(huì)使v帶的拉應(yīng)力增加而降低壽命，并使軸和軸承的壓力增大。對(duì)于非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，由于帶的松馳作用，過高的初拉力也不易保持。為了保證所需的傳遞功率，又不出現(xiàn)打滑，并考慮離心力的不利影響時(shí)，單根v帶適當(dāng)?shù)某趵?(n)由表3可知b型帶q=0.17kg/m 由于新帶輕易松馳，所以對(duì)非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，安裝新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為上述初拉力計(jì)算值的1.5倍。4.9確定作用在軸上的壓

15、力fq 圖3 作用在軸上的壓力 傳動(dòng)帶的緊邊拉力和松邊拉力對(duì)軸產(chǎn)生壓力，它即是緊邊和松邊拉力的向量和。但一般多用初拉力f0由圖3近似地用下式求得 (n)式中 a1小帶輪上的包角；zv帶根數(shù)。即5帶輪設(shè)計(jì) 對(duì)帶輪的主要要求是重量輕、加工工藝性好、質(zhì)量分布均勻、與普通v帶接觸的槽面應(yīng)光潔，以減輕帶的磨損。對(duì)于鑄造和焊接帶輪、內(nèi)應(yīng)力要小。 帶輪由輪緣、輪幅和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，中間部分稱為輪幅。圖4 v帶輪的結(jié)構(gòu) 帶輪結(jié)構(gòu)形式按直徑大小常用的有s型實(shí)心帶輪（用于尺寸較小的帶輪）、p型腹板帶輪（用于中小尺寸的帶輪）、h型孔板帶輪（用于尺寸較大的帶輪）

16、及e型橢圓輪幅帶輪（用于大尺寸的帶輪）（見圖4）。輪緣部分的輪槽尺寸按v帶型號(hào)查表6。由于普通v帶兩側(cè)面之間的夾角是40，為了適應(yīng)v帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形，楔角減小，故規(guī)定普通v帶輪槽角f為32、34、36、38（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定）。表6 普通v帶輪的輪槽尺寸（摘自gb/t13575.1-92）項(xiàng)目符號(hào)槽型yzabcde基準(zhǔn)寬度bp5.38.511.014.019.027.032.0基準(zhǔn)線上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽間距e80.3120.3150.3190.425.50.5370

17、.644.50.7第一槽對(duì)稱面至端面的間隔f7181最小輪緣厚dmin55.567.5101215帶輪寬bb=(z-1)e+2f z輪槽數(shù)外徑da輪槽角f32相應(yīng)的基準(zhǔn)直徑d60-34-80118190315-36-47560038-80118190315475600極限偏差30帶輪的常用材料是鑄鐵，如ht150、ht200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可用鑄鋼或鋼板焊接；小功率時(shí)可用鑄造鋁合金或工程塑料。 鑄鐵制v帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種：實(shí)心式、 腹板式、 孔板式和輪輻式。帶輪基準(zhǔn)直徑dd2.5d（d為軸的直徑，單位為mm）時(shí)，可采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。當(dāng)2.5ddd300mm時(shí)，帶輪常采用腹板式帶輪結(jié)構(gòu)當(dāng)d1-

18、d1100mm時(shí)，帶輪通常采用孔板式結(jié)構(gòu)。當(dāng)dd300mm時(shí)，帶輪常采用輪輻式帶輪結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)要求不高，材料選用ht200, 帶輪為中小尺寸，故選用腹板輪。6 v帶傳動(dòng)的張緊裝置 由于傳動(dòng)帶不是完全的彈性體，帶工作一段時(shí)間后，會(huì)因伸長(zhǎng)變形而產(chǎn)生松馳現(xiàn)象，使初拉力降低，帶的工作能力也隨之下降。因此，為保證必須的初拉力，應(yīng)經(jīng)常檢查并及時(shí)重新張緊。常用的張緊方法是改變帶傳動(dòng)的中心距，如把裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在滑道上并用螺釘2調(diào)整（見圖5a）或擺動(dòng)電機(jī)底座1并調(diào)整螺栓2使底座轉(zhuǎn)動(dòng)（見圖5b），即可達(dá)到張緊的目的。假如帶傳動(dòng)的中心距是不可調(diào)整的，則可采用張緊輪裝置（見圖6）。張緊輪一般放置在帶的松邊。v帶傳動(dòng)常將張緊輪壓在松邊的內(nèi)側(cè)并靠近大帶輪，以免使帶承受反向彎曲，降低帶的壽命，且不使小帶輪上的包角減小過多。 a) b)圖5 帶的定期張緊裝置圖6 張緊輪裝置7設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，由于在設(shè)計(jì)方面我沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題。這次設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)，和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程問題