机械设计---皮带计算题

(1)设计功率d p （kw ）d p = A K P（5-23）A K —工况系数，载荷变动小，每天工作大于16小时，轻载启动，取A K =1.2;P — 传递的功率，P =3.0KWd p = A K P =1.2 0.3⨯ =3.6KW(2)根据d p 和转速1n 选取普通V 带查机械设计 (孙志礼主编)图3-12,选A 型V 带。

[32] (3)传动比i由于采用变频器控制转速，且考虑到立轴尺寸，传动比可定为i = 0.9 。

(4)带轮基准直径查机械设计（孙志礼主编）表3-6,取d d =75 mm ，a d =80.5mm 。

(5)带速V （m/s ）1000601⨯=n d V d π（5-24）代入数据，得V =13.74 m/s< m ax V （普通V 带m ax V =25~30 m/s ） (6)初定轴间距,取 0a =600mm 。

(7)所需带的基准长度0d L (mm)d L = 2a +()()2421221a d d d dd d d d -++π（5-25）此时，mm d d d d 7521==最后代入数据,计算得0d L =1435.5mm查机械设计（孙志礼主编）表3-3,取标准值d L =1400mm 。

(8)实际轴间距a a ≈0a +20dd L L - ,代入数据,得a =617.75mm,取整得a=618mm 。

(9)带轮包角α( °) α = 180°(10)单根V 带的基本额定功率1P (kw) 由传动设计手册查得：带轮基准直径d d =75mm,带轮转速1n = 3000 r/min=366.52 rad/s 时,A 型V 带单根基本额定功率为: 0P =1.07 kw(11)单根V 带的基本额定功率增量0P ∆ 单根V 带的基本额定功率增量P ∆ =)11(1iw K n K -kW（5-26）K w — 弯曲影响系数，A 型V 带：K w =1.03×10-3K i — 传动比系数，i=1.00~1.04时，K i =1.00 带入如上数据，计算得：0P ∆= 0 kw (12)V 带的根数z()LdK K P P P z α00∆+=（5-27）αK —小带轮包角修正系数，查表得αK =1 ； L K —带长修正系数，查表得L K =0.96 ；代入数据，得z =3.50，考虑到污泥的性质变化会影响载荷的波动及离心机转子较大的转动惯量，为安全起见，并取整，令z =4 。

皮带机功率校核1. 原始参数及物料特性：以混16皮带机为例，输送能力按照一混混合机最大生产能力h t Q /560=；粒度2-5mm ，密度3/2000m kg =ρ；安息角︒=35α；机长80m L h =；高差m H 0=。

2. 现场设备参数：带宽mm B 1200=，带速s m v /6.1=，上托辊间距m a 2.10=，下托辊间距m a u 3=，上托辊槽角︒=35λ，下托辊槽角︒0，上下托辊辊径108mm ，导料槽长2.7m 。

3. 驱动力与所需传动功率计算： （1） 圆周驱动力21)]2([S S g G G B RU RO F F H q q q q q CfLg Fu ++++++= )132(-由表2-29查得系数53.1=C由表2-30查得03.0=f （多尘、吸潮）由表2-42查得上托辊Φ108，mm L 455=，轴承4G205。

由表2-72得单个上辊转动部分质量kg q RO 77.4='。

)/(925.112.177.43m kg a q n q u RORO =⨯='=由表2-50查得下托辊Φ108，mm L 1400=，轴承4G205。

由表2-70得单个下辊转动部分质量kg q Ru 03.10='。

343.3303.101=⨯='=u RuRu a q n q )/(m kg 计算B q 。

输送带NN-200， Z=8层。

查表1-6，NN-150输送带的每层质量2/15.1m kg ，上胶厚mm 5.7=δ，下胶厚mm 5.1=δ。

每毫米厚胶料质量2/19.1m kg 。

892.232.1]19.1)5.15.7(15.18[=⨯⨯++⨯=B q )/(m kg计算G q 。

由公式（2-14）得22.976.16.35606.3=⨯===v Q v I q v G ρ )/(m kg 计算1S F 。

无前倾0=εF由表2-32得导料槽阻力193.1296.16.356073.06.17.281.92200071.06.0222212221=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==b v glI F v g ρμ N 式中6.02=μ，m l 7.2=，m b 73.01=071.022006.35606.3=⨯==ρQ Iv s m /3 193.129193.129011S =+=+=g F F F ε N计算S2F 。

一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1）工作条件：使用年限5年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。

（2）原始数据：牵引力F=4.5KN；带速V=0.8m/s；滚筒直径D=280mm。

运动简图：二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。

2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.99x0.99×0.97×0.99×0.95=0.86(2)电机所需的工作功率：Pd=FV/η总=4.5×0.8/0.86=4.19KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：V=2∏N筒D/2N筒=v/∏DN筒=54.60r/min由表查出有二种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速（r/min）传动装置的传动比KW 同转满转总传动比带齿轮1 Y132m2-6 5.5 9602 Y132s-4 5.5 14404、确定电动机型号综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案1较优根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132m2-6其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速960r/min。

三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/54.60=17.582、分配各级传动比（1）取i带=3（2）∵i总=i齿×i 带π∴i齿=i总/i带=17.58/3=5.86四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i带=960/3=320(r/min)nII=nI/i齿=320/5.86=54.60(r/min)2、计算各轴的功率（KW）PI=Pd×η带=5.5×0.96=5.28KWPII=PI×η轴承×η齿轮=5.28×0.99x0.97=5.07KW3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×5.5/960=54.71N•mTI=Td • i1 •η01=157.57 N•mTII = T1•i2•η=157.57x0.99x0.97=886.73N•m五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V带截型由课本图8-10得：初选用B型V带（2）确定带轮基准直径，并验算带速由表8-6，和表8-8取初选小带轮基准直径d1=100mm 带速V：V=πdd1n1/60×1000=π×100×960/60×1000=5.02m/s在5~30m/s范围内，带速合适。

机械优化设计题目1、一直园杆，用锻铝制造，其强度极限δB=490Mpa，屈服极限δS=380Mpa，杆的直径d=25mm，承受轴向载荷P=45000N，弯矩M=17.5N.m，扭矩T=46.1N.m。

试用第三强度、第四强度理论计算杆的安全系数的最大值。

2、某一设备中的非变位普通圆柱蜗杆传动，蜗杆由电动机驱动，n1=1440r/min，传动比i=21。

由于结构限制，应使蜗杆传动的中心距a≤200mm。

蜗杆用45号钢淬火(HRC>45)，蜗轮采用ZQ19-4砂模铸造，滚刀加工，Z2<80。

折合一班制工作，使用寿命7年，单向传动，工作稳定。

试按传递最大功率的要求确定主要参数。

3、某一设备中的非变位普通圆柱蜗杆传动，蜗杆由电动机驱动，n1=1440r/min，传动比i=21。

由于结构限制，应使蜗杆传动的中心距a≤200mm。

蜗杆用45号钢淬火(HRC>45)，蜗轮采用ZQ19-4砂模铸造，滚刀加工，Z2<80。

折合一班制工作，使用寿命7年，单向传动，工作稳定。

试按具有最大啮合效率的要求确定主要参数。

4、设计一压缩圆柱螺旋弹簧，要求其质量最小。

最大工作载荷P max=450(N)，最小工作载荷P min=200(N)，弹簧工作行程要求不少于10(mm)，弹簧材料为65Mn，III类载荷弹簧，弹簧端部结构为YIII型，疲劳强度设计安全系数S F=1.2。

(三维14约束)5、已知直齿圆柱齿轮传动的参数如下：法面压力角αn=20º，法面齿顶高系数h an*=1.0，法面径向间隙系数c n*=0.25，齿数Z1=50，Z2=80，许用齿顶厚系数[S a*]=0.25，重合度许用值[ε]=1.2，节点进入双齿啮合区深度系数δ=0.6，求该齿轮副的最优法面变位系数X n1、X n2的和。

(参考机械原理课本，二维七个不等式一个等式约束)6、一受静载荷圆柱螺旋压缩弹簧，已知工作压力F=700N，弹簧材料选用50C r V A，其密度ρ=7.8g/cm3，切变模量G=8.1Χ10-4Mpa，许用剪应力[τ]=444Mpa，设弹簧中径为D，弹簧丝直径为d，弹簧总圈数为n，有效圈数为n1(n1=n-n2，n2为弹簧支承圈数)，要求最大变形量10mm，压并高度不大于50mm，弹簧内径不小于16mm，以重量最轻为目标函数优化设计该弹簧。

第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。

A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。

A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。

A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。

A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。

A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。

A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。

A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。

A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。

A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。

A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。

A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。

A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。

A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。

A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。

A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。

A.小于40°B.等于40°C.大于 40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。

A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。

A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。

机械设计基础皮带传动的设计与计算机械设计基础-皮带传动的设计与计算一、引言机械传动是现代工程领域中非常重要的一项技术。

而在机械传动中，皮带传动是一种常见且广泛应用的方式。

本文将重点介绍皮带传动的设计与计算基础，并给出一些实际案例以加深理解。

二、皮带传动的基本原理皮带传动是利用传动带连续柔性带状物来传递动力或转动运动的一种机械传动方式。

由于其具有传动平稳、传动效率高、结构简单、成本低等优点，广泛应用于各个领域。

皮带传动的基本原理可以简单地概括为：驱动轮通过转动带动皮带转动，从而带动被动轮的转动。

三、皮带传动的设计流程1. 确定传动比和传动功率：根据所需的输出转速和转矩，计算得到传动比和传动功率的要求。

2. 选择皮带类型和规格：根据传动功率和工作条件，选择合适的皮带类型和规格。

常见的皮带类型有V带、带状齿形皮带等。

3. 确定主、从动轮的直径：根据传动比和驱动轮的转速，计算得到从动轮的转速和直径。

4. 计算张紧力和张紧装置的设计：根据带线速度和张紧率，计算得到所需的张紧力。

根据张紧力的大小和传动机构的结构特点，设计合适的张紧装置。

5. 检查传动是否可靠：通过计算和分析，检查传动装置是否满足运行要求。

四、皮带传动的计算方法1. 皮带长度的计算：由于传动带是一种连续带状物，其长度需要通过计算得到。

可以通过带速和传动中心距来计算，也可以通过绕组数和带轮直径来计算。

2. 皮带张紧力的计算：张紧力是保持传动带安全传动的重要参数。

可以通过计算得到所需的张紧力，然后根据张紧装置的特点选择合适的装置。

3. 皮带传动功率的计算：根据传动装置的工作条件和传动比，可以计算得到所需的传动功率。

同时，还需要考虑传动装置的效率，计算得到实际传动功率。

4. 皮带轮的选择与计算：根据设计要求和传动比，可以选择合适的皮带轮。

通过计算可以确定所需的轮毂直径和齿宽。

五、案例分析假设需要设计一台带传动系统，传动带的类型为V带，传输功率为10kW，主动轮的直径为200mm，从动轮的转速为1000 rpm。

第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。

打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。

由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。

影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。

避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。

9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。

1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。

9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。

9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。

解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。

3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。

查表取标准值2315D mm =。

12 3.15i =满足条件。

4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。

《机械设计计算题》试题库29001单级齿轮减速器由电动机直接驱动，减速器输入功率P＝7.5kW，电动机转速n=1450r/min,齿轮齿数z1＝20，z2＝50，减速器效率?＝0.9。

试求减速器输出轴的功率和转矩。

所以，29002带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带输出功率为 2.51kW，现有Y100L2-4型电动机一台，电动机额定功率P ed=3kW，满载转速n m=1420r/min，试问此电动机能否使用。

各效率如下：?联轴器＝0.99，?齿轮＝0.97，?轴承＝0.99。

验算此电动机能否使用P输入＝P输出/?总＝2.51/0.895=2.805kWP ed(=3kW)>P输入（=2.805kW）此电动机能用。

29003带式输送机的传动简图如下图所示，已知输送带的工作拉力F＝2300N(F中已考虑输送带与卷筒、卷筒轴承的摩擦损耗的影响），输送带的速度v=1.1m/s，卷筒直径D＝400mm，齿轮的齿数为z1＝17，z2＝102，z3＝24，z4＝109，试求传动装置的输出功率、总效率、总传动比和输入功率。

各效率如下：?联轴器=0.99、?齿轮＝0.97、?轴承＝0.99。

1）输出功率：2）总效率：3）总传动比：4）输入功率29004一蜗杆减速器，蜗杆轴功率，传动总效率，三班制工作，如工业用电为每度0.12元，试计算五年（每年按260天计算）中用于功率损耗的费用。

功率损耗五年中损耗能量损耗费用元五年中用于功率损耗的费用为74880元。

29005下图为一卷扬机传动系统简图，已知：被提升的重物W＝5000N，卷筒直径D＝300mm，卷筒转速n G=25r/min，电动机转速n E＝720r/min，试求：1）重物W的上升速度v；2）卷筒的转矩T；3）匀速提升重物时卷筒的功率P；4）电动机所需功率P E（传动总效率?＝0.886）；5）减速器总传动比?i总。

1)2)3)4)5)29006 带式输送机的传动系统如下图所示，已知z1＝z3＝z5＝z7＝17，z2＝z4＝z6＝z8＝34，带轮直径D1＝125mm、D2=250mm，电动机转速n1=1440r/min，各效率为?轴承＝0.99、?带＝0.94、?齿轮＝0.97、?链＝0.96，求：1）电动机至卷筒之间的总效率；2）传动系统的传动比i总（电动机至卷筒）；3）卷筒的转速n8（即大链轮z8的转速）。

《带传动》课堂练习题一、填空题1普通V带传动中，已知预紧力F o=25OO N,传递圆周力为800 N,若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F i为2900 ，松边拉力F2为2100 。

2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于__ 0 _________ 、__________ 、 f 三个因素。

3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。

4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。

5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。

6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处：皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。

7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小,皮带传动易出现_________打滑现象而导致传动失效。

&在V带传动中，选取小带轮直径D1 > D llim。

的主要目的是防止带的弯曲应力过大。

9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pea和小带轮转速n1查选型图确定。

10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动_______ ，多发生在小带轮上。

刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为—F1=F2e f。

11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同________ 产生的，可引起速度损失________，传动效率下降、带磨损等后果,可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。

12、带传动设计中，应使小带轮直径d> d rnin，这是因为______；应使传动比i <7,这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。

13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。

最大应力等于1+ b1+c ,它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。

14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。

皮带长度怎么计算公式皮带长度的计算是工程和机械设计中常见的问题，正确的计算可以确保皮带的合适长度和正确的工作。

在实际的工程应用中，皮带长度的计算需要考虑到许多因素，包括皮带的类型、传动的方式、轮齿的尺寸等等。

本文将介绍皮带长度的计算公式和一些实际应用的例子。

皮带长度的计算公式取决于传动的方式，常见的传动方式包括平动传动和链传动。

在平动传动中，皮带长度的计算公式为：L = 2C + (π/2)(D1 + D2) + [(D2 D1)^2 / 4C]其中，L为皮带长度，C为两个轮齿中心的距离，D1和D2分别为两个轮齿的直径。

在链传动中，皮带长度的计算公式为：L = 2C + (π/2)(D1 + D2) + [(D2 D1)^2 / 4C] + (n 1)(D2 + D1) / 2 + (n 1)^2π / 4C。

其中，n为链条的数量。

以上的公式只是一般情况下的计算公式，实际应用中可能需要考虑到更多的因素。

例如，在皮带长度的计算中，需要考虑到皮带的张紧和松弛，以及传动中的摩擦损失等因素。

因此，在实际应用中，可能需要对以上的公式进行修正和调整。

下面我们来看一个具体的例子。

假设有一个平动传动系统，两个轮齿的直径分别为200mm和400mm，两个轮齿中心的距离为600mm。

我们可以使用上面的公式来计算皮带的长度：L = 2600 + (π/2)(200 + 400) + [(400 200)^2 / 4600]= 1200 + 300π + 100。

≈ 2200mm。

通过以上的计算，我们可以得到皮带的长度约为2200mm。

在实际应用中，我们可能还需要考虑到皮带的张紧和松弛，以及传动中的摩擦损失等因素，从而对皮带长度进行进一步的调整。

在工程和机械设计中，正确的皮带长度计算对于传动系统的正常运行和寿命有着重要的影响。

因此，工程师和设计师需要充分了解皮带长度的计算方法，并在实际应用中进行正确的计算和调整。

同时，对于特殊情况下的皮带长度计算，可能需要进行进一步的研究和实验，以确保传动系统的正常运行和安全性。