带传动与张紧装置设计设计说明书

带传动与张紧装置设计一．设计的原始数据：以设计作业方案1为计算依据。即V带传动的功率P=22KW(即为电动机的额定功率)，小带轮的转速n1=1470r/min(即电动机的满载转速)，大带轮的转速n2=450r/min(即风机主轴转速)，传动工作为三班制。二．设计计算书计算与说明结果(一)选择类型由公式PC=KA×P求计算功率PC，式中：KA为工作情况系数，由[1]P188表11.5查得：KA=1.3，P为带传动的名义功率，P=22KW。则PC=1.3×22=28.6KW依PC=28.6KW和n1=1470r/min，由[1]P188图11.5，选取V带的型号为B型或者C型。下面按C型计算。(二)确定带轮直径由[1]P180表11.4后的注，选取小带轮直径D1=200mm=Dmin(见[1]P189表11.6)，大带轮直径由下式计算D2=n1n2×D1=1470450×200=653.333mm取D2=670mm(见[1]P180表11.4后的注)i=n1n2=1470450=3.267KA=1.3(载荷变动小，原动机I类，h＞16)PC=28.6KWB型或C型V带D1=200mmD2=670mm计算与说明结果i′=D2D1=670200=3.35|i′−ii|=|3.35−3.2673.267|=0.02545%，可用。(三)求带速V=πD1n160×1000=π×200×147060×1000=15.4m/s，合乎要求。(四)求中心距、带长及小带轮的包角⑴初取中心距由公式0.7(D1+D2)ao2(D1+D2)可得0.7(200+670)ao2(200+670)609mmao1740mm结合本题的情况，初选中心距ao=1200mm(2)计算带的初步基准长度𝐋𝐝′和选取带长Ld′=2a0+π2(D1+D2)+((D2−D1)24ao)=2×1200+π2×(200+670)+(670−200)24×1200=3812.614mm由[1]P179图11.4，选取带的基准长度Ld=4000mm。(3)求实际中心距由公式a≈a0+Ld−Ld′2=1200+4000−3812.6142=1293.693mmV=15.4m/sao=1200mmLd=4000mm计算与说明结果取a=1295mm调节范围amin=a−0.015Ld=1295−0.015×4000=1235mmamax=a+0.03Ld=1295+0.03×4000=1415mm(4)求小带轮上的包角𝛂𝟏α1=180°−D2−D1a×180π=180°−670−2001295×180π=159.21°120°合适。(五)求V带的根数Z≥PC(P0+∆P0)KαKL式中Kα―包角系数，由[1]P190表11.7查取Kα=0.94;KL―长度系数，由[1]P194表11.12查取KL=1.02;P0―单根V带的许用功率，由[1]P191表11.8查取P0=5.86KW∆P0―额定功率增量，由[1]P193表11.10查取∆P0=1.27KWZ≥28.6(5.86+1.27)×0.94×1.02=4.18取Z=510，合适。(六)计算轴上的压力𝐅𝐐a=1295mmamin=1235mmamax=1415mmα1=159.21°Kα=0.94KL=1.02P0=5.86KW∆P0=1.27KWZ=5计算与说明结果由公式FQ=2F0Zsinα12计算式中，F0―带的张紧力，由下面公式计算F0=500PCZV(2.5Kα−1)+qv2由[1]P179表11.4查得带的单位长度的质量q=0.3kg/m则F0=500×28.65×15.4(2.50.94−1)+0.3×15.42=379.35N将上述有关参数代入公式，则FQ=2×379.35×5×sin159.21°2=3731.28N(七)决定带轮的结构尺寸(1)求主动轮尺寸由V=15.4m/s，选取带轮材料为HT150由[1]P179表11.4和附录确定轮缘尺寸f=17−1+2mm，e=25.5±0.5mm，φ0=34±30′hamin=4.8mm，hfmin=14.3mmδmin=10mm，bp=19.0mm选ha=5mm，hf=15mm，δ=15mm轮缘的宽度B=(Z−1)e+2f=(5−1)×25.5+2×17=136mm选B=136mmf=[B−(Z−1)e]2=[136−(5−1)×25.5]2=17mmF0=379.35NFQ=3731.28Nf=17−1+2mme=25.5±0.5mmφ0=34±30′ha=5mmhf=15mmδ=15mmB=136mm计算与说明结果在要求范围内。槽宽b=bp+2hatanφ02=19+2×5×tan34°2=22.06mm取b=22.06(h12)−0.2100mm顶圆直径DW=D+2ha=200+2×5=210mm查[9]P168，可知Y180L-4电动机的轴直径d=48mm轴伸长度E=110mm。D=200mm(2.5~3)d=(2.5~3)×48=120~144mm而D=200mm300𝑚𝑚，应选用腹板式带轮。参照图3.2.3设计带轮。d1=(1.8~2)d=(1.8~2)×48=86.4~96mm取d1=90mmD1=D−2hf−2δ=200−2×15−2×10=150mmD1−d1=150−90=60mm100𝑚𝑚，腹板不用设孔。取轮毂宽L=E=110mm查取设计手册得腹板厚度S=18mmC′=(17~14)B=(17~14)×136=19.43~34mm取C′=30mm(2)求被动轮尺寸由于V=15.4m/s，被动轮的直径较大，因此选取带轮材b=22.06(h12)0-0.210mmDW=210mmd=48mmE=110mmD=200mmd1=90mmD1=150mmS=18mmC′=30mm计算与说明结果料为45钢由[1]P179表11.4和附录确定轮缘尺寸f=17−1+2mm，e=25.5±0.5mm，φ0=34±30′hamin=4.8mm，hfmin=14.3mmδmin=10mm，bp=19.0mm选ha=5mm，hf=15mm，δ=15mm轮缘的宽度B=(Z−1)e+2f=(5−1)×25.5+2×17=136mm选B=136mmf=[B−(Z−1)e]2=[136−(5−1)×25.5]2=17mm在要求范围内。槽宽b=bp+2hatanφ02=19+2×5×tan34°2=22.06mm取b=22.06(h12)−0.2100mm顶圆直径DW=D+2ha=670+2×5=680mm轮毂与轴配合处的直径按轴的直径决定，故按照公式d≥A0√Pn3（mm）计算。式中：P为轴传递的功率，单位为KW；f=17−1+2mme=25.5±0.5mmφ0=34±30′ha=5mmhf=15mmδ=15mmB=136mmb=22.06(h12)0-0.210mmDW=680mm计算与说明结果A0为系数，对45钢制造的轴，A0=126~103（轴上若有一个键槽，d应加大5~7%）；n为轴的转速，单位为r/min。d≥125×√224503=45.71mm轴上若有一个键槽，d则应加大5~7%，故d=45.71+45.71×5%=48.00mm所以取d=50mmD=670mm(2.5~3)d=(2.5~3)×50=125~150mm而D=670mm300𝑚𝑚，应选用轮辐式带轮。参照设计手册应选取六椭圆轮辐式带轮。参照图3.2.3设计带轮。d1=(1.8~2)d=(1.8~2)×50=90~100mm取d1=100mm轮毂宽度：L=(1.5~2)d=(1.5~2)×50=75~100mm取轮毂宽度L=100mmD1=D−2hf−2δ=670−2×15−2×10=620mmC′=(17~14)B=(17~14)×136=19.43~34mm取C′=30mm由公式h1=290√PnA3=290×√22450×63=58.36mmd=50mmd1=100mmL=100mmD1=620mmC′=30mm计算与说明结果取h1=60mmh2=0.8×h1=0.8×60=48mma1=0.4×h1=0.4×60=24mma2=0.8×a1=0.8×24=19.2mmf1=0.2×h1=0.2×60=12mmf2=0.2×h2=0.2×48=9.6mm(八)键的选择选普通平键连接由[9]P168查得电动机的轴径D=48mm，轴伸E=110mm，键宽F=14mm。由[9]P53，选取键的型号为键14×9−GB1096−76，键的尺寸为b×h×L=14×9×100校核键的强度：属于静联接，校核挤压强度。校核公式为σp=4ThL′d≤[σ]p式中：键所传递的扭矩T=9.55×106Pn=9.55×106×221470=1.43×105N∙mm键的工作长度L′=L−b=100−14=86mm键的高度h=9mm轴的直径d=55mm许用挤压应力[σ]p=50N/mm2([1]P126表7.1，静联接、h1=60mmh2=48mma1=24mma2=19.2mmf1=12mmf2=9.6mm键14×9−GB1096−76b×h×L=14×9×100[σ]p=50N/mm2计算与说明结果铸铁、轻微冲击)σp=4×1.43×1059×86×55=13.44N/mm2[σ]p=50N/mm2满足要求。键与毂的配合：选14Js9h9σp=13.44N/mm214Js9h9(九)滑轨、调整螺钉、电动机固定螺栓和地脚螺钉的选择1.滑轨滑轨应根据电动机选择，查[9]P169，Y180L-4-B3D电动机安装外形尺寸如下：ABCDEFGHKABACADHDBBLS27927912148+0.002+0.0181101442.51801535536028543034971019注：尺寸S参照JO2型电动机从上面的数据可以看出电动机的底座的宽度为AB=355mm，皮带传动中心距要调整的范围是amax−amin=1415−1235=180mm,滑轨的长度应大于：AB+(amax−amin)=355+180=535mm。查附录14，应选A=900mm的滑轨，安装及外形尺寸如下：ABCDEFGG1HH1II1Jhh1h2KNd电机KW900100076040501501167040404545247036224032M2020.5~30注：J和G1尺寸，按螺栓M12×70GB37−76决定。此滑轨C=760mm535𝑚𝑚=𝐴𝐵+(amax−amin),可配20.5~30KW电动机，能满足要求。2.调整螺钉：可选择GB83−76的螺钉（见附表9）。由滑轨螺孔d为M20，中心距调整范围为180mm，应选择长度为220mm的螺钉。此螺钉型号为：螺钉M20×220GB83−76(标准中没有这种规格，自行设计加工)。3.电动机固定螺栓：可选GB37−76螺栓（见附表11）。由电动机的K=15mm，选M12螺栓；由电动机的S=19mm，滑轨的h2=22mm，M12螺母厚m=11mm，螺栓长度l≈s+h2+2m+(0.2~0.3)d=19+22+2×11+(0.2~0.3)×12=65.4~66.6mm。取l=70mm。此螺栓型号为M12×70GB37−76。4.地脚螺栓：可选择GB799−76螺栓（见附表10）。由滑轨的N=32mm，选M30螺栓，取l=200mm，螺栓型号为M30×200GB799−76。三．小带轮的工作图四．大带轮的工作图五．张紧装置图采用移动安装在滑轨上的电动机的方法，加大带传动的中心距，达到张紧的目的。机械设计说明书──带传动与张紧装置设计专业：机电103班姓名：学号：