带轮设计说明书
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《零件工艺编制训练》课程设计说明书专业________ 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n1=1440 r/min,传动比i=2.5,传动比允许误差w _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:d min _110 3 P 1.03,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P ea。
由表8-7查得工作情况系数K A=1.2,故Pea=K A *p=14.3kw2. 选择V带的带型。
根据P ea、n1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d d1。
由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径d d i= 125mm 。
2)验算带速v 。
按式(8-13 )验算带的速度。
因为5 m / s ::: v ::: 30 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dd2。
d d2= i d di = 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Ld1) 根据式(8-20),初定中心距a 0=5OOmm 。
2) 由式(8-22)计算带所需的基准长度。
2兀(d d2 —d d 1)L d 。
彩 2a ° 十一(d d 1 +d d2)+ ----------------------- =1708.8mm2 4a 0由表8-2选带的基准长度L d=1800mm3) 按式(8-23)计算实际中心距a 。
2545.6mm5. 验算小带轮上的包角M 。
57子 劭対让(T-(边[—加)^—-a =159 > 90°6. 计算带的根数z 。
1)计算单根V 带的额定功率Pr 。
ndd m 60x1000=9.42m/s由d d1 = 125mm 和n 1=1440 r/min,查表8-4a得:p o= 1.92KW。
根据n i=l440 r/min, i= 2.5 和 A 型带,查表8-4b得:△ p0=0.17Kw查表8-4 和8-5 得:"0.95 , k L=1.01于是:P r=(p o+¥。
)* k a* k L =2.005kw2)计算V带的根数z。
Z=p ca/p r =9/2.005=4.4 v 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,即-38 , f=10mm , e=15mm , dq=131mm,d a2=321.5mm , B=(z-1) e+2f=80mm, a=517 mm , L=B=80mm ,d min _1103 p 1.03 =20mm2 .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:3、确定带轮的计算直径D i和D2①确定主动轮的直径D i②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a i 根据D i仝D min的原则,由【3】*表12-5查得:D i=100mmTL D小丫3.14 x 100 x 1440V= ______ 1=60 x 1000 60 如000=7.54m/s根据【3】* § 12-3推荐V=10〜20m/s。
V过少,D就小,将使所需的有效圆周力P过大,所需皮带根过多,故将D取为D=140mm、亠 3.14 x 140 x 1440这时V= =10.55m/s60 汉1000适合书推存要求,且:V W Vnax=25m/SD2=i 皮x D=2 x 140=280mma o = K a D 2a0 ――理论中心距K a――中心距计算系数由【3】*表达12—6查得K a = 1.08二a0=1.08 x 280=320.4mm 由【31* (12 - 20)式2.―i (D2 - DJL o心2內+ (D2+ D1) +2 4a°2兀(280 —140 )=3 x 302.4+ —(280 + 140) +2 4^ 302 .4=1280.4mm 由【31*表12- 2查得,对应的标准长度L和公称长度L iL=1275mm, L i=1250mma~ a o +2V=7.54m/sD1 =140mm合格D b=280mma o=32O.4mmL o=128O.4mmL=1275mmL i=1250mma=300mm⑥验算[1(绕转次数)⑦确定皮带的根数Z1275 - 1280 .4=302.4 + ------------------------------------------2〜300mma min=a —0.015L=300 - 0.015X 1275=280.875mm~ 281mma max=a + 0.03L=300 + 0.03 X 1275=338.3mmD 2 — Da1=180 X160°a280 —140=180 ------------------ X60300=152 °>120°由【3】*公式(12-23 )得1000 VL=1000 疋10.551275-1=8.27 S V 1 max-11 max=20 S由【3】* (12-24 )式N caZ = --------------N e K a K LK a :考虑包角不同时的影响系数由【3】*表12-7,并用插入法求得160 -152K a =0.95 - X (0.95-0.92)160 -150=0.926K-:考虑皮带长度不冋时的影响系数,即长度系数由【3】*表12-8 , K L=0.93又: 2* (N O+A NO3 :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S o⑨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B =0.75 N> :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,(2.15 — 2 斛1 — 10.55 )••• N>=2.15 + A f11 - 10=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> n 1(1 —1/k i) kwk b:考虑不冋型号皮带的挠性不冋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:3K)=1 • 03 X 10-n1 主动轮转速1440r/mi nk 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)3=1.03 X 10 X 1440(1 —1/1.12)=0.1589 kw故N e= 3 (N0 + A N0)=0.75(2.0825+0.1589)=1.68kwN ca••• Z=----------------N e K 小L6.05 出= ~ 4 (根)1.68 況0.926 江0.93由[3] * (12-25) S0=15.6G由[3] * 表12-11 取G=10N• S0=156NN 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〜貯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 w 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B= ( Z-1 ) t+2s= ( 4-1 ) X 16+2 X 10=68mm⑵、小带轮的设计T D1=140mm >3d,d为电机轴的直径=32mm , 3d=96mm ,且D1 v 300mm,故采用腹板式。
考虑到D j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:d i =1.8d=1.8 x 32=58mmD i =D —2 合—2(m —f)=140 —2 x 6 —2(12.5 —3.5)=110mm D w=D + 2f=140 + 2 x 3.5=147mmL=2d=2 x 32=64mmb)、结构图如下:⑶、大带轮的设计T D2=280mm v 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 x 32=58mmD o=O.5 ( D1 + d1)=0.5 (250 + 58) =154mmD1=280 —2x 6 —2 x( 12.5 —3.5) =250mmd0=0.25 (280—30 —58) =48mmL=2d=32 x 2=64mmD w=D + 2f=280 + 7=287mmb) 、结构图如下:机械零件CAD设计说明书。