带传动设计说明书.doc

V带设计
带传动计算
1 确定设计功率Pd
设计功率是根据需要传递的名义功率再考虑载荷性质、原动机类型和连续工作时间长短等因素而确定的，表达式如下
Pd=KAP=1.1×2.2=2.42kW
式中P——所需传动的名义功率，kW, 即已知条件中的额定功率Pm=2.2kW
KA——工作情况系数。由参考文献[1]P102页表7.6，查得在工作机为带式传动机、一天工作时间16个小时、载荷平稳的时候，KA=1.1。
2 选带的型号P
V带的型号可以根据设计功率Pd和小带轮转速n1，由参考文献[1]P103页图7-11选取。根据该图，由Pd=2.2kW、n1=940r/min，所以应该选用A型带。
3 确定带轮的基准直径dd1和dd2
根据参考文献[1]P103页表7.7中推荐的最小基准直径以及参考文献[1]P101页表7.3中“注”所列数值，取dd1=90mm
而大带轮基准直径dd2=n1n2dd1=i∙dd2=2.1×90=189mm
圆整并查参考文献[1]P103页图7-11得 dd2=180mm, 经检验，∆ii=4.7%<5%,满足条件。
4 验算带轮速度v
v=πdd1∙n160×1000=π×90×94060000=4.42m/s<vmax=25m/s
其中，dd1-----小轮基准直径，mm, dd1=90mm ;
n1------小轮带速,r/min, n1=940r/min ;
vmax-------最大允许速度,m/s,对于A型带，vmax=25m/s ;
故符合要求。
5 确定中心距a和V带基准长度Ld
根据0.7(dd1+dd2)≪a0≪2(dd1+dd2)的经验公式，180≪a0≪540，取a0=300mm。
那么V带的基准长度
Ld'=2a0+π2dd1+dd2+dd2-dd124a0=2×300+π2×90+180+180-9024×300=1030.6mm
其中，dd1-----小轮基准直径，mm, dd1=90mm ;
dd2-----小轮基准直径，mm, dd2=180mm ;
a0------中心距，mm，a0=300mm；

根据参考文献[1]P95页续表7.2，选取Ld=1000mm，同时查得KL=0.89。
则中心距
a=a0+Ld-Ld'2=300+1000-1030.62=284.7mm
其中，Ld------v带基准长度，mm，Ld=1000mm；
Ld‘------v带初选长度，mm，Ld‘=1030.6mm；

6 计算小带轮包角α1
α1=180°-dd2-dd1a×57.3°=180°-180-90284.7×57.3°=161.9°
其中，dd1-----小轮基准直径，mm, dd1=90mm ;
dd2-----小轮基准直径，mm, dd2=180mm ;
a ------中心距，mm，a=284.7mm；

7 确定V带根数z
首先
∆P0=Kbn11-1Ki=0.7725×10-3×940×1-11.1373=0.088kW
式中 Kb——弯曲影响系数。根据参考文献[1]P102页表7.4，查得A型带的 Kb=0.7725×10-3；
Ki——传动比系数。根据参考文献[1]P102页表7.5，当传动比i=1.8时， Ki=1.1373；
n1------小轮带速，r/min， n1=940r/min；

那么，V带根数
z=Pd(P0+∆P0)KαKL=2.42(0.77+0.088)×0.96×0.89=3.38≈4
式中，Kα——包角修正系数。由参考文献[1]P104页表7.8，查得接近α1 的值160° 所对应的Kα=0.96；
KL——带长修正系数。有参考文献[1] P95页续表7.2，查得KL=0.89；
Pd—设计功率，kw ，Pd=2.42kW；
∆P--功率增量，KW，∆P0=0.088kW；
P0-- 基本功率，kW,查表7.3有P0=0.77kW；

8 确定初拉力F0
F0=500Pdvz2.5-KαKα+mv2=500×2.424.42×4×2.5-0.960.96+0.1×4.422=111.7N
式中， m——每米长度质量，kg/m，由参考文献[1]P94页表7.1，查得m=0.1kg/m；
v-- 带轮速度，m/s， v=4.42m/s；
Pd —设计功率，kw ，Pd=2.42kW；
z-- v带根数，z=4；

9 计算作用在轴上的压力Q
Q=2zF0sinα12=2×4×111.7×sin161.9°2=882.5N
其中，z-- v带根数，z=4；
F0-- 初拉力，N，F0=111.7N；
α -- 包角，α=161.9°；

确定小带轮材料及其结构尺寸
1 确定带轮材料
带轮常用材料为铸铁；当转速较高时可用铸钢或钢板冲压后焊接而成；小功率时可用铸铝和非金属。根据这一原则，本次设计中带轮材料选为铸铁HT150。
2确定轮毂和轴孔部分尺寸
由参考文献[2]P164页表15.1，查得在额定功率为2.2kW，额定转速为940r/min的工况下，应当选择电动机的型号为Y112M-6。
又由参考文献[2]P165页表15.2，查得Y112M-6型电动机的相关参数：
轴径：d=28mm
有参考文献[1]P106页的解释，当
ddd=9028=3.2
时，接近3，故应当用实心轮。
式中， dd——小带轮直径，mm，dd=90mm；
d——电动机轴径，mm，d=28mm；
由参考文献[1]P107页图7.13(a)，
dk=1.8~2d=50.4~56mm=53mm
L=2d=2×28=56mm
3 轮缘部分几何尺寸
由参考文献[1]P108页表7.9，因为带型为A型，带的根数为4，所以查得相应轮槽剖面尺寸：
he=12mm ha=3mm e=15±0.3mm f=10-1+2mm
φ0=34°±30’ bd=11mm
B=z-1e+2f=4-1×15+2×10=65mm
所以，L=65mm
查参考文献[4]表6--10有键槽尺寸：
宽度b=8mm， 轮毂深度t1=3.3mm

传动装置运动学设计
1 选择电动机
1. 选择电动机类型
按工作要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭自扇式结构，电压380V。
2. 选择电动机型号
由要求知，满载电动机功率 Pm=2.2KW，满载转速为nm=940r/min，查参考文献[2]表15.1，选则电动机型号为YZ112M-6.
2 计算传动装置的总传动比及分配传动比
1. 总传动比 i∑
i∑=nmnw=94080=11.5
其中，nw----电动机满载转速，r/min，nw=940r/min；
nm----工作机主动轴转速，r/min，nm=80r/min；
2. 分配传动比
i∑=iΙ×iΙΙ
查参考文献[2]表9.2有：v带传动比一般范围为2~3
故选用v带的传动比为iΙ=2.1，则齿轮传动比为iΙΙ=5.5
3 计算传动装置各轴的运动和动力参数
1. 各轴得转速
Ι轴 nΙ=nm=940r/min
Ⅱ轴 nⅡ=nmiΙ=9402.1=442.8r/min
Ⅲ轴 nⅢ=nw==80r/min
2. 各轴的输入功率
电动机轴 P=Pm=2.2KW

Ι轴 PΙ=Pm×η1=2.2×0.98=2.156KW
Ⅱ轴 PⅡ=PΙ×η2×η3=2.156×0.97×0.99=2.07KW
转筒轴 PⅢ=PⅡ×η3×η4=2.07×0.99×0.99=2.03KW
其中，η1-- 带传动效率，查参考文献[2]表9.1有η1=0.98；
η2-- 齿轮传动效率，查参考文献[2]表9.1有η2=0.97，齿轮精度为7级但没有油润滑；
η3-- 滚动轴承传动效率，查参考文献[2]表9.1有η3=0.99；
η4 -- 联轴器传动效率，查参考文献[2]表9.1有η3=0.99；

3. 各轴的输入转矩
电动机输出轴的输出转矩Td为
电动机轴
T=9.55×106Pmnm=9.55×106×2.2940=2.235×104N∙mm在此处键入公式。

Ι轴 TΙ=T×η1×iΙ=2.235×104×0.98×2.1=4.6×104N∙mm
Ⅱ轴 TⅡ=TΙ×η2×η3×iΙΙ=4.6×104×0.97×0.99×5.5=24.3×104N∙mm
转筒轴 TⅢ=TⅡ×η3×η4=24.3×104×0.99×0.99=23.8×104N∙mm

其中，Pm-- 电动机满载是输出功率，KW，Pm=2.2KW;
η1-- 带传动效率，查参考文献[2]表9.1有η1=0.98；
η2-- 齿轮传动效率，查参考文献[2]表9.1有η2=0.97，齿轮精度为7级但没有油润滑；
η3-- 滚动轴承传动效率，查参考文献[2]表9.1有η3=0.99；
η4 -- 联轴器传动效率，查参考文献[2]表9.1有η3=0.99；

将以上计算结果整理汇总如下，以备查用
轴 名
功率P/kW
转矩T/N∙mm
转速n（r/min）
传动比i
效率η
电动机轴
2.2
2.235×104
940
1
1
Ι轴
2.156
4.6×104
442.8
2.1
0.98
Ⅱ轴
2.07
24.3×104
80
5.5
0.95
转筒轴
2.03
23.8×104
80
1
0.98

参考文献
[1] 陈铁鸣主编 . 机械设计 . 第四版 . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 . 2006
[2]王连明、宋宝玉主编 . 机械设计课程设计 . 第二版 . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 . 2007
[3]陈铁鸣、王连明主编 . 机械设计作业指导
[4]孙玉芹 袁夫彩主编. 机械精度设计基础.第二版.科学出版社.2007