机械设计
设计题目 驱动离心鼓风机的Ｖ带传动
课程设计说明书
（机械设计基础）
汽车 学院（系） 车辆工程 专业
班级学号
设计人
指导老师 李新华
完成日期２０１１ 年３ 月２９ 日
同济大学
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目录
1、题目 ....................................................................................................................................... 3
1.1方案图 ........................................................................................................................................ 3 1.2原始数据 .................................................................................................................................... 3 2、选择电动机 ............................................................................................................................ 3 3、确定设计功率......................................................................................................................... 3 4、选择带的型号......................................................................................................................... 3 5、确定带的基准直径dd并验算带速v ....................................................................................... 3
5.1初选小带轮的基准直径dd1 ...................................................................................................... 3 5.2验算带速v ................................................................................................................................. 4 5.3计算大带轮的基准直径dd2 ...................................................................................................... 4 6、确定中心距a和v带基准长度 ............................................................................................... 4
6.1选取中心距 ................................................................................................................................ 4 6.2确定基准长度 ............................................................................................................................ 4 6.3计算实际中心距 ........................................................................................................................ 4 7、计算小轮包角......................................................................................................................... 4 8、确定v带根数Z ...................................................................................................................... 4
8.1计算单根V带的额定功率 ........................................................................................................ 4 8.2计算V带根数 ........................................................................................................................... 4 9、计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min ............................................................................. 5 10、计算作用在轴上的压力Fp .................................................................................................... 5 11、带轮结构设计 ....................................................................................................................... 5
11.1带轮材料选择 .......................................................................................................................... 5 11.2带轮结构形式 .......................................................................................................................... 5
11.3带轮结构尺寸 .................................................................................................................................. 5 11.4键槽尺寸及图 .................................................................................................................................. 6
13、设计小结 .............................................................................................................................. 7 14、参考文献 .............................................................................................................................. 7
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题目:设计驱动离心鼓风机的V带传动
要求：主动带轮1装在电动机轴上，从动轮2装在鼓风机轴上，两带轮中心的水平距离等于大带轮直径的2倍。
带式鼓风机的传动方案见下图:
V带传动设计的原始数据如下： 题号 4 电动机型号 鼓风机轴转速n２/(r/min) 一天工作时间／ｈ Ｙ１３２Ｍ－４ ６５０ １６
一、选择电动机
由原始数据要求，查参考文献[2]表２０－１得，Y系列三相异步电动机技术数据可选择： Y132Ｍ－４。
可查得：额定功率为 ７．５ｋｗ,满载转速为 １４４０ｒ／ｍｉｎ，Ｄ为 ３８ｍｍ，Ｅ为 ８０ｍｍ，Ｆ为 １０ｍｍ．ＧＤ为 ８ｍｍ，Ｇ为 ３３ｍｍ。
二、确定设计功率Pd
设计功率是根据需要传递的名义功率及考虑载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时间长短等因素共同确定的，表达式如下：
Pｃａ=KA×P 式中 P——需要传递的名义功率，KW; KA——工作情况系数，按教材表８－７，查得工作情况系数KA，选取KA=1.１。
所以 Pｃａ=KA×P
=１．１×７．５KW=８．２５KW
V带型号根据设计功率Pｃａ 和小带轮转速n1确定，查教材图８－１０可选取A型带。
三、选择带的型号
四、确定带轮的基准直径ｄｄ并验算带速ｖ。
１）初选小带轮的基准直径ｄｄ１。由教材表８－６和表８－８，取小带轮的基准直径ｄｄ１＝
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112ｍｍ。
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。
即v=8.44m/s
因为５ｍ／ｓ＜ｖ＜３０ｍ／ｓ，故带速合适。
３）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 ｄｄ２＝ｎ１／ｎ２×ｄｄ１＝１４４０／６５０×112＝248.1ｍｍ 根据教材表８－８，圆整为２5０ｍｍ。
五、确定中心距a和V带基准长度Ld
１）根据0.7（dd1+dd2）≦a0≦2（dd1+dd2）初步确定中心距 0.7（112＋２5０）=253mma02（112＋２5０）=724mm 考虑到应使结构紧凑，选取中心距a0=5００mm。 ２）初算带的基准长度Ld’： Ld’=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd1-dd2)2/4a0 式中 Ld——带的标准基准长度； Ld’——带的初算基准长度；
a0——初选中心距。 算得Ld’=1578mm
查教材表８－２普通带基准长度Ld及长度系数KL，确定带的基准长度Ld=1600mm。 ３）计算实际中心距a，由
a=a0+（Ld-Ld’）/2=500+(1600－1578)/2=511mm
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。
六、计算小轮包角
小带轮包角： α1=180°-(dd２-dd１)/a×57.3°=180°-(250-112)/511×57.3°=1.5°＞９０°
七、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，查教材表８－４ａ得Ｐ０＝1.61ｋｗ。
根据ｎ１＝１４４０ｒ／ｍｉｎ，ｉ＝ｎ２／ｎ１＝１４４０／６５０＝２．２１５和Ａ型带，查教材表８－４ｂ得ΔP0＝０．１７ｋｗ。
查教材表８－５得Kα＝０．９6，表８－２得KL ＝0.99，于是
Ｐｒ＝(P0+ΔP0)．Kα．KL＝（１．61＋０．１７）×０．９6×０．９9＝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。
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八、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。
查教材表８－３，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 =1N
应使带的实际初拉力Ｆ０＞（F0）ｍｉｎ。 九、计算作用在轴上的压力Fｐ
压力FQ 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： FQ=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 FQ=2×z×（F0）ｍｉｎ×sin(α/2)=2×5×1×sin（1.5／２）°=1625N
十、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
本方案中带轮为中小尺寸（dd≤300mm），都选用腹板轮。
（3）带轮结构尺寸(部分)
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查教材表８－１０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； 键槽尺寸及图如下：
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设计小结
通过本次设计，我初步了解了Ｖ带设计的基本方法和基本步骤，为以后的学习打下坚实的基础。完成本次设计的过程中，遇到很多问题，设计是需要耐心的，稍不注意就容易出错。同时需要对课本知识掌握了解清楚，才能做到少出错，缩短设计时间。
参考文献
【１】《机械设计》第八版 高等教育出版社
【２】《机械设计（机械设计基础）课程设计》
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高等教育出版社
