V带轮设计说明书

陕西航空职业技术学院《零件工艺编制训练》课程设计说明书专业机械制造与自动化班级 10241学生姓名冷佰忠指导教师陈新刚2011 年 12 月 22 日目录一、设计内容 (2)二、V带传动总体设计 (2)三、各带轮的设计及结果 (4)1、结构尺寸设计 (4)2、材料的选择,结构形式设计 (4)3、3D软件设计零件 (5)四、轴的设计 (6)五、机架的设计 (6)六、零件的装配 (7)七、设计小结 (8)八、参考资料 (8)一、设计内容。

1. 已知条件：电机功率P=7.5Kw ，小带轮转速n 1=1440 r/min, 传动比i=2.5，传动比允许误差≤5%±轻度冲击；两班制。

2. 设计内容和要求。

1） V带传动的设计计算。

2） 轴径设计。

取45号刚时，按下式估算：3min 110 1.03pd n≥⨯，并圆整； 3） V带轮的结构设计。

选择带轮的材料、结构形式、计算基本结构尺寸；4） 用3D 软件设计零件及装配图，并标注主要的特征尺寸；5） 生成大带轮零件图（工程图），并标注尺寸、粗糙度等。

二、 V 带传动总体设计1. 确定计算功率ca P 。

由表8-7查得工作情况系数A K =1.2，故Pca=A K *p =14.3kw2. 选择V 带的带型。

根据ca P 、n 1由图8-10选用A 型。

3. 确定带轮的基准直径d d ，并验算带速v 。

1)初选小带轮的基准直径1d d 。

由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径1d d ＝125mm 。

2)验算带速v 。

按式（8-13）验算带的速度。

9.42m/s因为5/30/m s v m s <<，故带速合适。

3)计算大带轮的基准直径.根据式（8-15a ），计算大带轮的基准直径2d d 。

d d2＝i d d1＝312.5mm ,由表8-8圆整d d2=315mm4. 确定V 带的中心距a 和基准长度d L 。

1） 根据式（8-20），初定中心距 a 0=500mm 。

2） 由式（8-22）计算带所需的基准长度。

11220020()2()24d d d d d d d L a d d a π-≈+++=1708.8mm由表8-2选带的基准长度d L =1800mm3） 按式（8-23）计算实际中心距a。

545.6mm5. 验算小带轮上的包角1α。

=159°＞90°6. 计算带的根数z 。

1）计算单根V 带的额定功率Pr 。

由1d d ＝125mm 和n 1=1440 r/min ，查表8-4a 得：p 0= 1.92KW 。

根据n 1=1440 r/min ，i= 2.5和A 型带，查表8-4b 得：△p 0=0.17Kw查表8-4和8-5得：k α=0.95，k L =1.01 于是：P r =(p 0+△p 0)* k α* k L =2.005kw 2）计算V 带的根数z 。

Z=p ca /p r =9/2.005=4.4 ＜5, 取z=5三、 各带轮的设计。

1．结构尺寸设计。

由A 型带，查表8-10得:h a =3mm ，h f =9mm ，38ϕ= ，f=10mm ，e=15mm ，d a 1=131mm ， d a 2=321.5mm , B=(z-1) e+2f=80mm ，a=517 mm ，L=B=80mm ，3min 110 1.03pd n≥⨯=20mm 2．材料的选择,结构形式设计。

带轮材料选择HT200。

结构形式：根据带轮直径，大小带轮均采用孔板式。

一、皮带轮的设计计算.根据【3】*§12-3 P356~P360所列计算步骤及参考P360 例题作如下设计：设计内容计算与说明结果1、确定计算功率N ca. N ca=K w.N mK w——工作情况系数由【3】*表12-4得K w=1.1N ca=K w N m=1.1×5.5=6.05 Kw N ca=6.05kw2、选择皮带型号根据N ca及主动轮转速，由【3】*图12-9查得：皮带轮型号为A型A型3、确定带轮的计算直径D1和D2①确定主动轮的直径D1②验算V③确定大带轮的直径D2④确定中心距a 和皮带长度Ｌ⑤验算主动轮上的包角a1根据D1≧D min的原则，由【3】*表12-5查得：D1=100mmV=100060nD1⨯πI=100060144010014.3⨯⨯⨯=7.54m/s根据【3】*§12-3推荐V=10～20m/s。

V过少，D1就小，将使所需的有效圆周力P过大，所需皮带根过多，故将D1取为D1=140mm这时V=100060144014014.3⨯⨯⨯=10.55m/s适合书推荐要求，且：V≤V max=25m/sD2=i皮×D1=2×140=280mma0＝ＫaＤ2a0——理论中心距K a——中心距计算系数由【3】﹡表达12—6查得K a=1.08∴a0=1.08×280=320.4mm由【3】﹡(12－20)式L0≈2a0＋2π(D2＋D1)＋212a4)DD(-=3×302.4＋2π(280＋140)＋4.3024)140280(2⨯-=1280.4mm 由【3】﹡表12－2查得,对应的标准长度L和公称长度L iL=1275mm, L i=1250mma≈a0＋2LL-V=7.54m/sD1=140mm合格D2=280mma0=320.4mmL0=1280.4mmL=1275mmL i=1250mma=300mm⑥验算µ（绕转次数）⑦确定皮带的根数Ｚ=302.4＋24.12801275-≈300mma min=a－0.015L=300－0.015×1275=280.875m m≈281m ma max=a＋0.03L=300＋0.03×1275=338.3mma1=180－aDD12-×160°=180－300140280-×160=152°＞120°由【3】*公式（12-23）得μ=LV1000=127555.101000⨯＝8.27Ｓ-1＜μmaxμmax=20Ｓ-1由【3】*（12-24）式Ｚ=LecaKKNNαKα:考虑包角不同时的影响系数由【3】*表12-7，并用插入法求得Kα=0.95－150160152160--×(0.95-0.92)=0.926K L：考虑皮带长度不同时的影响系数，即长度系数由【3】*表12-8，K L=0.93又：N e=β（N O+△N O）β：考虑皮带材质情况的材质系数，因为一般用途a1=152°合格⑧计算皮带轮的拉力S0⑨计算皮带传动作用在轴上的压力Ｑ的传动机构中，多用棉线绳结构的皮带，取β=0.75N o：单根皮带的许用功率。

查【3】*表12-3 ，并用插入法∵V=10.55S-1在10与11之间，∴N o=2.15＋()()101155.1011215.2---=2.08kw△N0：计入传动比的影响时，单根皮带所传递的功率增量。

△N0=K b n1(1－1/k i) kwk b:考虑不同型号皮带的挠性不同对弯曲时的影响系数,即弯曲时的影响系数。

由[3]*表12-9·查得：K b =1·03×10-3n1—主动轮转速 1440r/mink i —传动比影响系数由[3]*表12-10 k i =1.12∴△N e=k b·n1(1－1/k i)=1.03×10-3×1440(1－1/1.12)=0.1589 kw故N e=β(N0+△N0)=0.75(2.0825+0.1589)=1.68kw∴Z=LecaKKNNα=93.0926.068.105.6⨯⨯≈4（根）由[3] * (12-25) S0=15.6G由[3] *表12-11 取G=10N∴S0=156NＱ=2ZS O sinα1／2=2×4×156×sin76o=1211NN e=1.68kwZ=4根S0=156NQ=1211N二、皮带轮结构设计1、对三角皮带带轮设计的要求：⑴、重量轻；⑵、结构工艺性好，无过大铸造内应力，便于制造；⑶、质量分布均匀；⑷、轮槽工作面要精细加工▽5～▽6，以减少皮带的磨损；⑸、应保证一定的几何尺寸精度，以使载荷分布均匀；⑹、要有足够的强度和刚度；⑺、尽可能的从经济角度加以考虑。

2、皮带轮的材料根据V=10.55m／s≦30m／s ,考虑到加工方便及经济性的原则，采用HT15-30的铸铁带轮。

3、结构尺寸的设计⑴、轮槽的设计对与A型皮带由【3】*表12-12查得有关参数M f T s b△δ B φ=34˚ 12.5 3.5 16 10 11 6 68 b΄=17B=（Z-1）t+2s=（4-1）×16+2×10=68mm⑵、小带轮的设计∵D1=140mm＞3d，d为电机轴的直径=32mm，3d=96mm，且D1＜300mm，故采用腹板式。

考虑到D1与3d较接近，为方便制造，腹板上不开孔。

a)、有关结构尺寸确定：由【3】*表达式12-13得：d1=1.8d=1.8×32=58mmD1=D－2δ－2(m－f)=140－2×6－2(12.5－3.5)=110mm D w=D＋2f=140＋2×3.5=147mmL=2d=2×32=64mmb)、结构图如下：⑶、大带轮的设计∵D2=280mm＜300mm，故采用腹板式。

又：D1－d1=250－58=192＞100 ，故在腹板上开4孔，a）、有关结构尺寸如下：d=32mm; 第I轴直径d1=1.8×32=58mmD0=0.5（D1＋d1）=0.5（250＋58）=154mmD1=280－2×6－2×（12.5－3.5）=250mmd0=0.25（280－30－58）=48mmL=2d=32×2=64mmD w=D＋2f=280＋7=287mmb)、结构图如下：。