V带张紧轮设计说明书

机械设计

设计计算说明书

题目：张紧轮结构设计

专业：车辆工程

班级：12级04班

学生：杨颖

学号：20122658

H F

设计参数：

张紧轮轴所受最大压力为250N，带的型号为B型，带的根数为

紧轮直径155mm，张紧轮轴心到支撑面距离H为230~330mm。

作业要求：

1. 轴、轴承、螺钉等主要零件设计计算说明书一份；

2. 装配图一张；

3. 张紧轮零件图一张。

所有零部件工作原理和结构自行设计，尽量结构简单，运行可靠，调整方便，便于加工装配及维护。

1.

主要零件材料选择

张紧轮：HT200 张紧轮轴：Q235 前后端盖：Q235

轴承、螺栓、螺母、毡圈等为标准件

2.轴的直径的初选

由于张紧轮所受的力较小（250N ），而且轴的材料为碳素钢（Q235），强度远远足够，因此不需要严格的强度计算与校核。采用“类比法”来初选轴的直径。参考同类型已有机器中轴的结构和尺寸，经分析对比，初选轴的直径为d=20mm 。

3.轴承设计

深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受少量轴向载荷。其机构简单，使用方便，应用广泛，因此考虑采用深沟球轴承。

3.1 轴承型号及参数

图1 深沟球轴承结构

3.3 轴承寿命计算

因为此设计中，轴承主要受径向力，有A R F F e ≤，对于深沟球轴承，有=1X ，=0Y 。

所以其当量动载荷=125R P XF N =。 且3ε=，=9.38C kN 。 故基本额定寿命166********h C L h n P ε

⎛⎫

=

= ⎪⎝⎭

4.张紧轮设计

图2 张紧轮轮廓参数

查阅《机械工程师设计手册》（英科宇软件），可知普通V 带轮B 型槽的带轮基准宽度b d =14mm ；

基准线上槽深h amin =3.5mm ，取3.5mm ； 基准线下槽深h fmin =10.8mm ，取11mm ； 槽间距e=19±0.4mm ，取19mm ； f min =11.5，取16.5mm ；

10.2~0.50.5r =，取； 20.5~1.0 1.0r =，取。 带轮槽角34ψ=︒。

由设计题目已给出的条件知，d d =155mm ，故d a =d d +2h a =162mm ；

1

145.522

a a f d h h D mm δ=---=； 张紧轮总宽度()=12109B z e f mm -+=。

考虑到轴承需要容易安装进入带轮中，因此在带轮孔的两段各倒出2mm 的倒角。

为减少加工面，带轮孔内两端与轴承配合的部分之间铣去1mm 深的环形槽。

5.端盖设计及毡圈选择

为保证轴系的润滑和密封，应在两端设计端盖。轴承端盖用以固定固定轴承、调整轴承间隙并承受轴向力。

轴承端盖的结构有嵌入式和凸缘式两种，每种又有闷盖和透盖之分。

5.1 闷盖设计

凸缘式轴承端盖安装、拆卸、调整轴承间隙都比较方便，密封性能也好，所以应用广泛，但外廓尺寸较大，需要一组螺钉来联接。本设计采用凸缘式端盖。其结构形状如下图所示。

图3 端盖结构及参数

首先，D 由轴承尺寸确定，=42D mm ；

C 应小于轴承外圈厚，可取=2.5C mm ；

m 由结构确定，为保证轴端与端盖不发生干涉，可

取=8m mm ；

3d 为螺栓孔，查阅参考文献［1］可确定端盖上螺栓型号和数目的选择，见下表。

表2 端盖上螺栓数量的选择

由该表可得，螺栓可取6M （即直径16d mm =），在端盖上打出的通孔直径应稍大于螺栓直径。根据经验公式，31=1.1 6.6d d mm =。

根据经验公式：

13=+2.557D D d mm ≈； 2132.570D D d mm =+≈；

端盖设计出拔模斜度，故3D D <，根据经验公式：

()3=5~1032~37D D mm mm -=，取34mm ； 31.27e d mm =≈。

此外，为了减少加工面，端部应铸出一个圆形坑，其深度根据经验公式有=1mm δ。

5.2 透盖设计及毡圈的选择

在轴伸出端应设计一个透盖，透盖密封件的选择应根据接触处的线速度大小来确定类型。

查阅《机械设计手册》

，毡圈油封用于线速度小于

5/m s 的场合，其材料为毛毡。

计算轴颈处的线速度得到 1.5/5/v m s m s =<，因此可采用毡圈密封。

毡圈及端盖上开槽的尺寸见下图所示。

图4 透盖槽圈与毡圈结构

毡圈是标准件，其相关尺寸如下表所示。

表3 毡圈结构参数

由表格可以查到，毡圈外径选择=33D mm ，内径

119d mm =以保证其与轴紧密接合。毡圈外端宽度

=6B mm 。

根据设计手册，透盖上的槽的尺寸选择5b mm =，

=12mm δ，032D mm =，021d mm =，其余尺寸与闷盖尺寸相同。

图5 轴的结构

6.2.3 轴上零件的固定

对于轴承，本设计采用轴肩进行轴向固定。对于带轮，采用两端端盖并用螺栓栓紧以此保证轴向和径向的固定。

6.2.4 轴的制造和轴上零件的装拆

为便于轴上零件易于安装，轴端设有C2的倒角。为了使零件顺利地装到轴上，减少配合表面的擦伤，安装时零件所经过的各轴段的直径应小于零件的孔径。

7.升降夹及底座的设计

7.1 升降夹的设计

本设计利用张紧轮与升降夹之间的摩擦力来对张紧轮进行高度上的固定。

升降夹横截面呈开口圆环形，圆环开口伸出端有两个螺栓，利用螺栓的预紧力让升降夹变形以产生正压力，在升降夹和支架的接触面间形成摩擦力以保持张紧轮高度不变。为使松开螺栓时升降夹能够在支架上自由上下移动，升降夹的内径比支架直径大1mm。

升降夹的其他具体尺寸可根据经验公式得到，尺寸见零件图及装配图。

7.2 底座的设计

底座是对整个张紧装置起着稳定、安全作用的基本。它的设计及尺寸一般按照经验公式进行计算选择。其具体尺寸见零件图和装配图。