电机驱动鼓风机的V带传动.docx

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电机驱动鼓风机的V带传动

《机械设计基础》

——课程设计说明书

设计题目：

电机驱动鼓风机的V带传动

学院：

六盘水师范学院

专业：

矿业工程系采矿工程

设计人：

贺成林

学号：

指导老师　　刘永志　　　

完成日期２０１3年12　月　10日

1、设计前提4

1.1传动方案4

1.2题号及已知数据4

2、选择电动机4

3、确定计算功率5

4、选择v带的带型5

5、确定带的基准直径dd并验算带速v5

5.1初选小带轮的基准直径dd15

5.2计算大带轮的基准直径dd26

5.3验算带速v6

6、确定中心距a和v带基准长度6

6.1选取中心距6

6.2确定基准长度6

6.3计算实际中心距7

7、计算小轮包角7

8、确定v带根数Z7

8.1计算单根V带的额定功率7

8.2计算V带根数8

9、计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min8

10、计算作用在轴上的压力Fp9

11、带轮结构设计9

11.1带轮材料选择9

11.2带轮结构形式9

11.3带轮结构尺寸9

11.4键槽尺寸及图9

12、技术要求9

13、设计小结10

14、附图11

附图111

附图211

附图312

一、设计前提

任务：

设计由电动机驱动鼓风机的V带传动

传动方案图：

V带传动机构简图见附图1

说明：

主动带轮1装在电动机轴上，从动带轮2装在鼓风机轴上，两带轮中心的水平距离a约等于大带轮直径d2的2倍。

设计原始数据：

作业题号

4

电动机型号

Y112M-4

鼓风机轴转速n2（r/min）

730

一天工作时间（h）

16

二、选择电动机

由原始数据要求，得知电动机型号为Y112Ｍ－４。

额定功率为P=4ｋｗ

满载转速为

=1440ｒ／ｍｉｎ

查表得：

Ｄ为28ｍｍ，Ｆ×ＧＤ为10×8ｍｍ，G为33ｍｍ。

键与键槽见附图2

三、确定计算功率

计算功率Pca是根据需要传递的功率P和带的工作条件确定的

Pca=KA×P

式中Pca------计算功率，KW

KA-------工作情况系数

P--------所需传递的额定功率，如电动机的额定功率或名义负载功率，KW

得工作情况系数KA，选取KA=1.1

所以

Pca=KA×P

=1.1×4KW

=4.4KW

四、选择V带带型

根据计算功率Pca=4.4KW和小带轮转速n1=1440r/min,得知选取普通V带的带型应该为A带型

五、确定带轮的基准直径ｄｄ并验算带速ｖ

1、确定带轮的基准直径

初选小带轮的基准直径ｄｄ１,

取小带轮的基准直径ｄｄ１=112ｍｍ

计算大带轮的基准直径：

根据ｄｄ２＝ｉ×ｄｄ１，ｉ＝ｎ１／ｎ２计算大带轮的基准直径ｄｄ２

i=ｎ1／ｎ2=1440/730=1.972

　　　　　　　　　　　　　　ｄｄ２＝i×ｄｄ１＝1.972×112=220.93ｍｍ

根据参考文献，圆整为ｄｄ２=250ｍｍ

此时i=2.232

验算i的误差

|i1-i2|/i1=0.76%<10%

所以符合要求，说明小带轮直径初定选择是正确的

2、验算带速v

由带的速度公式：

v=π×dd1×n1/（60×1000）

式中n1——电动机转速；

dd1——小带轮基准直径。

计算得v=8.44m/s

带速不宜过高或过低，一般是v=5~25m/s之间，不超过30，所以此速度符合标准

六、确定中心距a和V带基准长度Ld

1、初定中心距a0

根据参考文献

0.7（dd1+dd2）≦a0≦2（dd1+dd2）

初步确定中心距

253mm

a0

724mm

由题目要求“两带轮中心的水平距离a约等于大带轮直径d2的2倍。

”

即a=2×250=500

所以选取中心距a0=500mm。

2、初算带的基准长度Ld0

Ld0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd1-dd2）2/4a0

式中Ld——带的标准基准长度；

Ld0——带的初算基准长度；

a0——初选中心距。

计算得Ld0=1578mm

查参考文献

由Ld0以及带型A确定

带的基准长度Ld=1600mm，

以及长度系数KL=0.99

3、计算实际中心距a，由参考文献

a=a0+（Ld-Ld0）/2

=500+（1600－1578）/2

=511mm

由参考文献

ａｍｉｎ＝ａ－0.015Ｌｄ＝511－0.015×1600＝487ｍｍ

ａｍａｘ＝ａ＋0.03Ｌｄ＝511＋0.03×1600＝559ｍｍ

所以中心距的变化范围为487～559ｍｍ。

七、验算小带轮包角

小带轮包角：

α1=180°-（dd２-dd１）/a×57.3°

=180°-（250-112）/511×57.3°

=164.5°＞120°

八、确定V带根数Z

1、计算单根Ｖ带的额定功率Ｐｒ

由ｄｄ１＝112ｍｍ和ｎ１＝1440ｒ／ｍｉｎ，

查表得Ｐ０＝1.61ｋｗ

由ｎ１＝1440ｒ／ｍｉｎ，ｉ=1.972和Ａ型带，

查表得

ΔP0＝0.17ｋｗ。

由小带轮包角α=164.5°

查教材表8-5得

Kα＝0.96，

由Ld0以及带型A确定

查表得

KL＝0.99

Ｐｒ＝（P0+ΔP0）．Kα．KL

＝（1.61+0.17）×0.96×0.99kw

＝1.69kw

2、计算Ｖ带的根数ｚ

ｚ＝Ｐｃａ／Ｐｒ＝8.25/1.69=4.88

所以，选取V带根数z=5

九、计算单根Ｖ带的初拉力的最小值（F0）ｍｉｎ

单根普通V带初拉力计算公式：

（F0）ｍｉｎ=500×Pｃａ×（（2.5-Kα）/（Kα×zv）+ｑv2

式中Pｃａ——设计功率；

v——V带速度；

z——带的根数；

Kα——包角修正系数；

ｑ——普通V带每米长度质量。

查表得ｑ=0.1kg/m。

所以

（F0）ｍｉｎ=500×Pｃａ×（（2.5-Kα）/（Kα×zv）+ｑv2

=500×8.25×（2.5-0.96）/（0.96*5*8.44）+0.1×8.442

=164N

应使带的实际初拉力Ｆ０＞（F0）ｍｉ

十、计算作用在轴上的压力Fｐ

压轴力Fｐ等于松边和紧边拉力的向量和，如果不考虑带两边的拉力差，可以近似的按带两边所受初拉力的合力来计算：

Fｐ=2×z×（F0）ｍｉｎ×sin（α/2）

式中（F0）ｍｉｎ——初拉力；

z——带的根数；

α——小轮包角。

所以

Fｐ=2×z×（F0）ｍｉｎ×sin（α/2）

=2×5×164×sin（164.5／２）°

=1625N

十一、带轮结构设计

（1）带轮材料选择

本设计中转速要求不高，故材料选用铸铁，牌号为HT200。

（2）带轮结构形式

本方案中大小带轮均为为中小尺寸（dd≤300mm），都选用腹板轮。

（3）带轮结构尺寸

查表及圆整得各数据：

轮槽剖面尺寸

尺寸大小（mm）

he

12

ha

３

e

15

f

11

bd

11

δ

6

B=（z-1）e+2f=（5-1）×15+2×11=82

Φ

38

对小带轮：

ｄｄ１＝112ｍｍ，ｄａ＝ｄｄ１＋２×ｈａ＝112＋２×３＝118ｍｍ；

对大带轮：

ｄｄ２＝250ｍｍ，ｄａ＝ｄｄ２＋２×ｈａ＝250＋２×３＝256ｍｍ；

带轮轮槽截面图见附图3

并计算得小带轮结构相关参数

参数名

尺寸大小（mm）

轮缘宽度B

80

轮毂长度l

60

ｄａ

118

ｄ1

72

C’

16

小带轮的结构见附图5，小带轮装配图见附图6

十二、技术要求

考虑鼓风机的工作环境及对精度要求不是很高，确定轮槽的工作表面的粗糙度为3.2μm。

铸造、焊接或烧结的带轮边缘、腹板、轮辐、轮毂上不允许有砂眼、裂缝、缩孔、气泡。

铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板、轮毂的表面缺陷进行修补

十三、设计小结

经过这次作业的练习：

1.对本章知识带传动有了很深入的理解，公式应用也更加熟练。

2.领悟到做这种设计查资料少不了，还有面临多种选择时进行优化选择与排除都是很繁琐的，需要较大的耐心。

附图1:

V带传动机构简图

附图2:

键与键槽

附图3:

带轮轮槽截面图