帶式運(yùn)輸機(jī)中的V帶傳動設(shè)計計算說明書

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計作業(yè)設(shè)計計算說明書題目：設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)中的V帶傳動系別：班號：姓名：日期：2023.10.24哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計作業(yè)任務(wù)書題目：設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)中的V帶傳動設(shè)計原始數(shù)據(jù)：電動機(jī)工作功率：Pd=3kW電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速：nm=960r/min工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：nw=90r/min第一級傳動比：i1=1.8軸承座中心高：H=150mm最短工作年限：8年1班工作環(huán)境：室外、有塵=1\*Arabic1運(yùn)動學(xué)計算=1\*Arabic1.=1\*Arabic1選擇電動機(jī)電動機(jī)有直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩類。由于一般生產(chǎn)單位所用電源是三相交流電源，因此，無特殊要求的情況先選擇三相交流電動機(jī)，其中以三相異步交流電動機(jī)使用最廣泛。由于此題目要求的電動機(jī)工作環(huán)境在室外而且有塵，因此要選擇封閉式的電動機(jī)。Y系列三相籠型異步電動機(jī)就是一般用途的全封閉自扇冷式電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、維護(hù)方便。根據(jù)題目要求的參數(shù)：電動機(jī)工作功率Pd=3kW，電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min，查參考文獻(xiàn)[3]表15.1得，選擇電動機(jī)型號為：Y132S-6型三相異步電動機(jī)。查參考文獻(xiàn)[3]表15.2得，電機(jī)軸徑D=38mm；與小帶輪配合局部軸長度E=80mm；軸上鍵寬度F=10mm，鍵高度GD=8mm。=1\*Arabic1.=2\*Arabic2計算總傳動比并分配傳動比=1\*GB2⑴總傳動比===10.67=2\*GB2⑵分配傳動比=3\*GB2⑶各傳動比取值電機(jī)軸和Ⅰ軸之間的傳動比=1.8，Ⅰ軸和Ⅱ軸之間的傳動比==5.9。=13\*Arabic1.3計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩帶式運(yùn)輸機(jī)傳動方案如圖1所示。圖圖1帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)動方案及各軸名稱=1\*GB2⑴各軸的轉(zhuǎn)速=1\*GB3①電動機(jī)軸：=960r/min；=2\*GB3②Ⅰ軸：=r/min；=3\*GB3③Ⅱ軸：r/min；=4\*GB3④卷筒軸：r/min。=2\*GB2⑵各軸的輸入功率設(shè)η1、η2、η3、η4、η5分別為V帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器及卷筒的傳動效率。查參考文獻(xiàn)[3]得η1=0.96，η2=0.99，η3=0.97，η4=0.99，η5=0.95。=1\*GB3①電動機(jī)軸的輸出功率：Pd=3kW；=2\*GB3②Ⅰ軸的輸入功率：PI=Pdη1=kW；=3\*GB3③Ⅱ軸的輸入功率：PII=PIη2η3=kW；=4\*GB3④卷筒軸的輸入功率：P卷=PIIη4η2=kW。=3\*GB2⑶各軸的輸入轉(zhuǎn)矩=1\*GB3①電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩：N·m=2\*GB3②Ⅰ軸的出入轉(zhuǎn)矩：N·m=3\*GB3③Ⅱ軸的輸入轉(zhuǎn)矩：N·m=4\*GB3④卷筒軸的輸入轉(zhuǎn)矩：N·m將上述計算結(jié)果匯總于表1，以備查用。表1各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)表1各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(N·m)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率η電機(jī)軸329.89601.80.96Ⅰ軸2.8851.495335.90.96Ⅱ軸2.77291.739010.98卷筒軸2.71285.9290=2\*Arabic2帶傳動計算=21\*Arabic2.1選擇帶的型號根據(jù)Pd和n1，由參考文獻(xiàn)[1]圖7.11選取A型帶。根據(jù)GB11544—1989規(guī)定，A型普通V帶的截面尺寸為：頂部寬度b=13mm；節(jié)寬bp=11mm；截面高度h=8mm；節(jié)面距頂部高度ha=4.12mm；兩側(cè)面夾角φ=40°。=22\*Arabic2.2確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2傳動帶中的彎曲應(yīng)力變化是最大的，它是引起帶疲勞破壞的主要因素。帶輪直徑越小，彎曲應(yīng)力越大。但是，帶輪直徑不宜過大，因此，選擇適宜的帶輪直徑，不僅能使彎曲應(yīng)力適宜，而且使結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表7.7所薦V帶帶輪最小直徑，可選小帶輪直徑dd1=100mm，那么大帶輪直徑為dd2=mm根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表7.3注釋可知，dd2=180mm符合設(shè)計要求。=22\*Arabic2.=3\*Arabic3驗算帶的速度m/s<25m/s=因此，帶的速度符合設(shè)計要求。=22\*Arabic2.4確定中心距和V帶基準(zhǔn)長度帶輪中心距小，可以使結(jié)構(gòu)緊湊，但是也會因為中心距小，使帶在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)多，降低使用壽命。同時，在傳動比和小帶輪直徑一定的情況下，中心距小，會使小帶輪的包角減小，傳動能力降低。而中心距過大，當(dāng)帶高速轉(zhuǎn)動時，容易引起帶劇烈抖動，工作不穩(wěn)定。因此，要選擇適宜的中心距?？沙醪竭x擇中心距≤≤即=196≤≤因要求結(jié)構(gòu)緊湊，故初選mm。根據(jù)初選的值，計算帶的基準(zhǔn)長度即mm根據(jù)上述計算得到的，由參考文獻(xiàn)[1]表7.2選取mm。計算實(shí)際中心距mm=22\*Arabic2.5計算小輪包角α1適當(dāng)增大α1，可以提高傳動能力。α1==22\*Arabic2.6確定V帶根數(shù)z式中：—電機(jī)工作功率，kW；—帶既不打滑又具有一定的疲勞強(qiáng)度時所能傳遞的功率，kW，查參考文獻(xiàn)[1]表7.3可得，kW；—當(dāng)傳動比大于1時所能傳遞的功率的增量，kW，計算公式：，式中：—彎曲影響系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[1]表7.4得，—小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min，—傳動比系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[1]表7.5得，代入數(shù)據(jù)后得kW；—包角修正系數(shù)，考慮到α≠180°對傳動能力的影響，查參考文獻(xiàn)[1]表7.8得；—帶長修正系數(shù)，考慮到帶長不是特定長度時對使用壽命的影響，查參考文獻(xiàn)[1]表7.2得。代入上述數(shù)據(jù)后計算帶的根數(shù)z得取。由于帶數(shù)越多其受力越不均勻，故應(yīng)該限制帶的數(shù)量，一般。因此，符合設(shè)計要求。=22\*Arabic2.7確定初拉力F0F0是保證帶傳動正常工作的重要因素，它影響帶的傳動能力和使用壽命。F0過小容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，使得傳動能力不能充分發(fā)揮。但是，F(xiàn)0過大會使帶的使用壽命降低，而且使軸與軸承的受力增大。因此，要選擇適宜的初拉力。單根普通V帶適宜的初拉力按下式計算式中：—電機(jī)工作功率，kW；—包角修正系數(shù)，由前述查得；—帶的速度，m/s，由前述設(shè)計計算得m/s；—帶的根數(shù)，由前述設(shè)計計算得；m—普通V帶每米長度的質(zhì)量，kg/m，查參考文獻(xiàn)[1]得m=0.1kg/m。代入上述數(shù)據(jù)計算得N=22\*Arabic2.8計算作用在軸上的壓力Q為了求得張緊裝置應(yīng)加的力，需要計算出傳動帶作用在軸上的壓力。壓力Q計算式如下式中：—帶的根數(shù)，由前述設(shè)計計算得；F0—帶的初拉力，N，由前述設(shè)計計算得N；α1—小帶輪的包角，由前述設(shè)計計算得α1=161.7°。代入上述數(shù)據(jù)計算得N=22\*Arabic2.9小帶輪的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計=1\*GB2⑴小帶輪材料選擇選用鑄鐵，材料牌號HT200。=2\*GB2⑵小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計=1\*GB3①輪緣的根本尺寸設(shè)計輪槽數(shù)與帶的根數(shù)相同，；輪槽深度mm；輪槽節(jié)面距頂部高度mm，取mm；輪槽節(jié)面寬度mm；輪緣無槽局部高度mm；兩輪槽之間距離mm，取mm；輪緣左端面距離第一個輪槽中部距離mm，取mm；輪槽總寬度mm；輪槽兩側(cè)面夾角。=2\*GB3②輪轂及孔徑設(shè)計由前述Y型三相異步電機(jī)的根本尺寸以及電機(jī)軸與輪轂孔的配合類型得：小帶輪輪轂孔的直徑d=38mm；輪轂直徑dk=70mm；輪轂孔長度mm；用于固定電機(jī)軸和小帶輪的緊定螺釘：M6，緊定螺釘?shù)钠渌叽绺鶕?jù)GB/T71—1985確定。由計