I本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）一種加長(zhǎng)臂電動(dòng)欄桿的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 小三號(hào)黑體居中（下同）專(zhuān) 業(yè)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師提交日期 年 月 日2015-JXLW商 丘 工學(xué)院 專(zhuān)業(yè)代碼-編號(hào)II誠(chéng) 信 承 諾 書(shū)本人鄭重承諾和聲明:我承諾在畢業(yè)論文撰寫(xiě)過(guò)程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成,沒(méi)有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果,沒(méi)有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理,并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日 I摘 要近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)固定資產(chǎn)投資的飛速增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項(xiàng)目的不斷上馬，使得我國(guó)機(jī)械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。我國(guó)的起吊機(jī)制造商與歐美的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比在技術(shù)上還存在著差距，在產(chǎn)業(yè)鏈條，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面也存在著一定的劣勢(shì)，但這并非遙不可及。更主要的是，我國(guó)在這一領(lǐng)域從未放棄過(guò)自主研發(fā)，而且已經(jīng)具備了相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，創(chuàng)造了幾個(gè)蜚聲全球的知名品牌。 本課題研究的主要內(nèi)容有：一種加長(zhǎng)臂電動(dòng)欄桿方案的擬定與選擇、起升機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)、減速器類(lèi)型選擇、緩沖器的選用，另外，本課題還從性價(jià)比等方面的因素來(lái)選擇或設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)、帶的類(lèi)型、齒輪的設(shè)計(jì)、緩沖器等一些部件和機(jī)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：一種加長(zhǎng)臂電動(dòng)欄桿,加長(zhǎng)臂,電動(dòng)欄桿,總體設(shè)計(jì),減速器IIAbstractIn recent years, with the rapid growth of fixed asset investment, infrastructure construction and constantly launched large-scale projects, so that China's machinery industry achieved unprecedented development, but also by the people more and more attention. Our lifting machine manufacturer compared with European and American competitors in technology, there are still gaps in the industrial chain, product structure there are also some disadvantages, but it is achievable. More important is that China has never given up in this area, independent research and development, and already has a large industrial scale, it created several world renowned brands.The main contents of this research are: one plus the long arm of the preparation and selection of electric fence program, from the overall design, the gear unit type selection, selection buffer lifting mechanism. In addition, this study also factors to choose from, or other aspects of the cost designed motor type band, gear design, buffer and some other components and institutions.Keywords: one long arm electric fence, plus the long arm, electric fence, the overall design, reducerIII目 錄摘 要 IAbstractII第 1 章 緒論11.1 課題的研究意義11.2 電動(dòng)欄桿的使用現(xiàn)狀21.3 發(fā)展前景31.4 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容3第 2 章 一種加長(zhǎng)臂電動(dòng)欄桿傳動(dòng)方案分析4第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算53.1 電機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇53.2 選擇電機(jī)的容量53.3 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速63.4 傳動(dòng)比分配63.5 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)7第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算94.1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型和特點(diǎn) 94.1.1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型 94.1.2 帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 104.2 V 帶和帶輪 .104.2.1 帶的構(gòu)造和標(biāo)準(zhǔn) 104.2.2 V 帶輪的材料和結(jié)構(gòu) 114.3 V 帶傳動(dòng)工作能力分析 134.3.1 帶傳動(dòng)的受力分析 134.3.2 帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析 .144.3.3 帶的彈性滑動(dòng)和打滑 144.4 普通 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .154.4.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根 V 帶的額定功率 154.4.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇 154.5 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 184.6 選擇帶型 194.7 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 194.8 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 204.9 確定帶的根數(shù) z .214.10 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 214.11 確定帶的張緊裝置 21第 5 章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算245.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算245.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算27第 6 章 軸的計(jì)算316.1 高速軸的計(jì)算316.2 中間軸的計(jì)算346.3 低速軸的計(jì)算38IV第 7 章 鍵連接的選擇和計(jì)算417.1 高速軸（I 軸）上鍵的選擇及校核 .417.2 中間軸（II 軸）上鍵的選擇及校核 417.3 高速軸（III 軸）上鍵的選擇及校核 .42第 8 章 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算43第 9 章 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算46第 10 章 控制電路的設(shè)計(jì)4710.1 引言 4710.2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 4710.2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 L298 控制直流減速電機(jī)部分 .4710.2.2 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 4810.2.3 顯示單元的設(shè)計(jì) 4810.2.4 數(shù)字鐘電路 4910.3 軟件設(shè)計(jì) 4910.3.1 顯示模塊子程序 5010.3.2 按鍵識(shí)別報(bào)警子程序 51總論52參考文獻(xiàn)53致謝54第 1 章 緒論1第 1 章 緒論1.1 課題的研究意義機(jī)械電動(dòng)欄桿是解決大都市內(nèi)電動(dòng)欄桿難問(wèn)題的有效方法。土地資源緊張是大都市的現(xiàn)狀，在亞洲各國(guó)大城市表現(xiàn)的尤為突出，所以機(jī)械式電動(dòng)欄桿在亞洲的應(yīng)用比較廣泛，目前統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，電動(dòng)欄桿市場(chǎng)大多在亞洲的日本、韓國(guó)、中國(guó)等地。亞洲的電動(dòng)欄桿技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì)60年代開(kāi)始從事機(jī)械電動(dòng)欄桿的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)，至今已有四十多年的歷史。目前在日本從事機(jī)械式電動(dòng)欄桿及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式電動(dòng)欄桿的公司約100多家，比較大的公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等。從90年代起日本每年投入運(yùn)行的機(jī)械電動(dòng)欄桿泊位都在10萬(wàn)以上。目前全日本己經(jīng)投入使用的機(jī)械式電動(dòng)欄桿位超過(guò)300萬(wàn)個(gè)，其中以升降橫移式電動(dòng)欄桿為主。對(duì)于日本，優(yōu)勢(shì)在多層升降橫移類(lèi)、垂直升降類(lèi)、水平循環(huán)類(lèi)、垂直循環(huán)類(lèi)、簡(jiǎn)易升降類(lèi)等產(chǎn)品上。韓國(guó)機(jī)械電動(dòng)欄桿技術(shù)是日本技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始起步，80年代開(kāi)始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化生產(chǎn)和本土化，90年代開(kāi)始進(jìn)入使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械電動(dòng)欄桿得到普遍開(kāi)發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在30%左右。目前韓國(guó)電動(dòng)欄桿行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。在歐洲，德國(guó)和意大利等歐洲國(guó)家從事電動(dòng)欄桿開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)也比較早。較好的公司有:意大利Sotefin, Interpark,德國(guó)Palis等。由于歐洲國(guó)家土地資源比較富余，電動(dòng)欄桿問(wèn)題表現(xiàn)不很突出，電動(dòng)欄桿應(yīng)用量不是很大。多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品，多層升降橫移式產(chǎn)品應(yīng)用也很好。德國(guó)和意大利等歐洲國(guó)家的優(yōu)勢(shì)主要在巷道堆垛類(lèi)產(chǎn)品上。我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研制和使用機(jī)械式電動(dòng)欄桿。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車(chē)進(jìn)入家庭后，電動(dòng)欄桿的應(yīng)用逐步推廣，已經(jīng)形成了新興的電動(dòng)欄桿行業(yè)，步入引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段，現(xiàn)在從事電動(dòng)欄桿制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)50家。目前，電動(dòng)欄桿的研究工作在國(guó)內(nèi)也得到逐步的重視，國(guó)內(nèi)許多研究院所和高等院校都投入技術(shù)力量，對(duì)電動(dòng)欄桿的各個(gè)方面.例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)、存取策略、可靠性分析、以及生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了一系列的成果。與此同時(shí) ，國(guó)家也進(jìn)一步發(fā)展和完善與電動(dòng)欄桿產(chǎn)業(yè)相關(guān)的法規(guī)和各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，先后制訂了多項(xiàng)電動(dòng)欄桿的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)、技術(shù)開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時(shí)，從中央到地方，都頒布了一系列的法規(guī)條文，對(duì)電動(dòng)欄桿行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃管理。從2004年起，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局對(duì)電動(dòng)欄桿生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行許可證評(píng)審工作，規(guī)定在2005年3月31日前未取得生產(chǎn)許可證的企業(yè)，不得從事電動(dòng)欄桿商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2的生產(chǎn)工作。本設(shè)計(jì)是為適應(yīng)現(xiàn)代化進(jìn)程和解決小區(qū)電動(dòng)欄桿（位）嚴(yán)重不足而設(shè)計(jì)研制的一種新型一種加長(zhǎng)臂自動(dòng)欄桿。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車(chē)的數(shù)量不斷增加。截至 2003 年底，我國(guó)個(gè)人汽車(chē)保有量為 12427672 輛。其中，個(gè)人轎車(chē) 4890387 輛，比 2002 年增加 1462441 輛，增長(zhǎng)率為 42.7%。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展汽車(chē)數(shù)量整在急劇增加，電動(dòng)欄桿場(chǎng)作為交通設(shè)施的一部分，合理的電動(dòng)欄桿場(chǎng)設(shè)計(jì)不僅解決了城市的額市容、交通、收費(fèi)問(wèn)題，也是小區(qū)加強(qiáng)安全和正常運(yùn)營(yíng)必不可少的一部分。由于科技的發(fā)展，社會(huì)文明的進(jìn)步人們已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足傳統(tǒng)的電動(dòng)欄桿場(chǎng)管理，更加安全，高效的電動(dòng)欄桿大門(mén)系統(tǒng)和工作人員，是保證小區(qū)居民財(cái)產(chǎn)安全的一道屏障。我國(guó)城市電動(dòng)欄桿行業(yè)從80年代末起，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，現(xiàn)在形成了一定的規(guī)模，但是還處于初始發(fā)展階段，電動(dòng)欄桿建設(shè)尚在起步階段，在一些大城市中機(jī)械化電動(dòng)欄桿仍然是空白。電動(dòng)欄桿行業(yè)的發(fā)展仍存在著一些問(wèn)題:第一，電動(dòng)欄桿企業(yè)己經(jīng)形成了一定的規(guī)模，但是發(fā)展不平衡，骨干的大中型企業(yè)在20家左右，其它的則是中小企業(yè)居多，技術(shù)力量薄弱，缺乏自主開(kāi)發(fā)能力，靠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)圖紙。第二，產(chǎn)品的種類(lèi)增多了，但是質(zhì)量、可靠性、安全性、耐久性均存在著較大的問(wèn)題，產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量難以保證。第三，電動(dòng)欄桿行業(yè)的市場(chǎng)開(kāi)始發(fā)育，但是競(jìng)爭(zhēng)太殘酷，目前總體能力過(guò)剩，價(jià)格偏低，有的產(chǎn)品已經(jīng)降到行業(yè)平均成本價(jià)以下。電動(dòng)欄桿的工作原理：欄桿控制系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再靠減速系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)把電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)闄跅U在垂直與水平之間的循環(huán)擺動(dòng)。電動(dòng)欄桿應(yīng)具備自鎖、反饋、防護(hù)等功能，并有與多項(xiàng)附屬設(shè)備的接口。1.2 電動(dòng)欄桿的使用現(xiàn)狀在公路的收費(fèi)站處以及小區(qū)的入口處我們都能看見(jiàn)一個(gè)會(huì)自動(dòng)升起和降落的類(lèi)似閘門(mén)一樣的東西，這個(gè)就是電動(dòng)欄桿。電動(dòng)欄桿的發(fā)明大大方便了收費(fèi)站的工作人員，他們只需要按下一個(gè)開(kāi)關(guān)，就可以自由的控制電動(dòng)欄桿的抬起和降落進(jìn)而控制車(chē)輛的通過(guò)了，而不需要像以前那樣人工搬運(yùn)阻礙物，既浪費(fèi)時(shí)間又耗費(fèi)體力。伴隨著城市化進(jìn)程的加快，中國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施和小區(qū)建設(shè)越來(lái)越多，需要與之相配應(yīng)的電動(dòng)欄桿收費(fèi)欄桿越來(lái)越多。防撞車(chē)功能的電動(dòng)欄桿：在欄桿臂下落至水平夾角大于 15°的范圍內(nèi)，如有車(chē)輛駛?cè)刖€圈感應(yīng)區(qū)，欄桿臂將自動(dòng)抬起防止砸車(chē)。必要性：電動(dòng)欄桿場(chǎng)的自動(dòng)電桿，由于使用頻繁會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞，從而影響它自身的使用壽命。其中防撞的要求日益需要解決。無(wú)論什么類(lèi)型的電動(dòng)欄桿場(chǎng)都第 1 章 緒論3有電動(dòng)欄桿大門(mén)，電動(dòng)欄桿大門(mén)不僅適用電動(dòng)欄桿場(chǎng)各種小區(qū)，公寓門(mén)口都可以。其中，撞擊問(wèn)題日益需要解決以增加其使用壽命，使其更好，更長(zhǎng)時(shí)間的為我們服務(wù)。1.3 發(fā)展前景電動(dòng)欄桿機(jī)是機(jī)械、電氣、控制有機(jī)結(jié)合的小型機(jī)電一體化設(shè)備，廣泛用于公路、橋梁、隧道、口岸、場(chǎng)區(qū)的禁行管理。電動(dòng)欄桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)水平對(duì)產(chǎn)品的消耗功率、壽命次數(shù)、可靠性指標(biāo)影響很大，所以設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，對(duì)相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)必須有充分的理論依據(jù)。有了這種電動(dòng)欄桿機(jī)可以減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少服務(wù)人員的勞動(dòng)時(shí)間，提高車(chē)輛的通行效率，而且還可以避免車(chē)輛擁擠發(fā)生的撞車(chē)事故，可以避免因?yàn)槿斯げ僮鞑划?dāng)導(dǎo)致的意外事故，減少人與人之間的矛盾和摩擦，促進(jìn)社會(huì)和諧進(jìn)步。1.4 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容在本次設(shè)計(jì)中，擬應(yīng)用到的文獻(xiàn)涉及機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)類(lèi)，機(jī)械繪圖類(lèi)，機(jī)械工程控制類(lèi)，機(jī)械工程材料和力學(xué)以及一種加長(zhǎng)臂的電動(dòng)欄桿的資料，在設(shè)計(jì)過(guò)程中這些材料可以首先幫我們從整體上了解與一種加長(zhǎng)臂的電動(dòng)欄桿相關(guān)的技術(shù)以及現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)；其次，利用這些資料，可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方案的初步制定；最后，電動(dòng)欄桿臂設(shè)計(jì)過(guò)程中的所需材料的選擇，設(shè)計(jì)與校核計(jì)算，運(yùn)動(dòng)過(guò)程的控制以及其他的注意事項(xiàng)，都可以在相關(guān)文獻(xiàn)資料中得到一些指導(dǎo)與幫助。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4第 2 章 一種加長(zhǎng)臂電動(dòng)欄桿傳動(dòng)方案分析 傳動(dòng)方案：電機(jī)→帶傳動(dòng)→兩級(jí)圓柱齒輪（直齒）減速器→工作機(jī) 假設(shè)工作條件：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)欄桿工作力為 3.12KN，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0.3333m/s， （ 20m/min） ，直徑為 200mm 。減速器類(lèi)型選擇：選用展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器 方案分析：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作 用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。 總體傳動(dòng)簡(jiǎn)圖： 第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算5第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算3.1 電機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇由于直流電機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不便，因此選擇交流電動(dòng)機(jī)。我國(guó)新設(shè)計(jì)的 Y 系列三相籠型異步電機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動(dòng)性能較好，也適用于某些要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。在這里選擇三相籠式異步交流電機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V， Y 型。3.2 選擇電機(jī)的容量本次設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)不變（或變化很?。┫麻L(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只有所選電機(jī)的額功率 Ped 等于或稍大于所需的電動(dòng)機(jī)工作功率 Pd,即 Ped ≥Pd ，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，通常就不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算公式引自【1】第 12~20 頁(yè)電機(jī)所需工作功率按式（1）為kwwdP??由式 = kww10Fv因此 adP??設(shè)： ——為帶傳動(dòng)的效率。 =0.96?帶 輪 帶 輪——為聯(lián)軸器的效率。 =0.99聯(lián) 軸 器 聯(lián) 軸 器——對(duì)滾動(dòng)軸承效率。 =0.99軸 承 ?軸 承——為 7 級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率。 =0.98?齒 輪 齒 輪——輸送機(jī)滾筒效率。 =0.96滾 筒 滾 筒估算傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率： 242 2420.96.0.9.80.97.82????????帶 輪 齒 輪 聯(lián) 軸 器 軸 承 滾 筒工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率為：kw310.1.68dFvP?商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）63.3 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速為 r/min601601.31.85.42vnD?????按表 1 推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取 V 帶傳動(dòng)比 2-4，二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比 =8-40，則總傳動(dòng)比合理范圍為 =8-40，故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選擇范圍為'2i ir/min??''258031.509.637dan??????符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min,3000r/min. 查閱相關(guān)手冊(cè)得到符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min，1000 r/min，1500 r/min 和 3000r/min，由于 750 r/min 型電動(dòng)機(jī)的尺寸過(guò)大，重量較重，且價(jià)格高，故不可取，而 3000r/min 價(jià)格高，轉(zhuǎn)速高,也不可取。所以在沒(méi)選擇 1000 r/min 與 1500 r/min兩種一中選取，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有兩種適合的電機(jī)型號(hào)，因此有兩種傳動(dòng)方案，如下頁(yè)表一。表 3-1 兩種傳動(dòng)方案電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kedPw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1 Y100L-6 1.5 1000 9402 Y90L-4 1.5 1500 1400綜合考慮電機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量，價(jià)格，減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第 2中方案比較合理，因此選擇電機(jī)型號(hào) Y90L-4,其主要性能表二。表 3-2 型號(hào) Y90L-4 主要性能表型號(hào) 額定功率 KW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y90L-4 1.5KW 1500 1400 2.0 2.03.4 傳動(dòng)比分配電機(jī)型號(hào) Y90L-4，滿載時(shí)轉(zhuǎn)速 nm=1400r/min.(1)總傳動(dòng)比 1403.96.85ai?(2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算7取 V 帶的傳動(dòng)比為 2.5.那么減速器的傳動(dòng)比為： 43.96=17.25ai?（3） 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按展開(kāi)式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，由經(jīng)驗(yàn)公式：21)4.3(ii?取 5?且有： 21i?得 4.896237i?3.5 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(1）各軸轉(zhuǎn)速由式(9)-(10) 電機(jī)軸： r/min140mnⅠ軸： r/min256.i?帶 輪Ⅱ軸： r/min134.38.9ni卷筒軸、Ⅲ軸： r/min342.1.567i?(2)各軸輸入功率：由式（12）-（15）Ⅰ軸： 1.50961.4kwdP?????帶 輪Ⅱ軸： kw212 0.981.40???齒 輪軸 承Ⅲ軸： kw33 36?齒 輪軸 承（3）各輸入轉(zhuǎn)矩由式（16-21）電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩： N.m6.9795058.10ddmpTn???Ⅰ到Ⅲ軸輸入轉(zhuǎn)矩：Ⅰ軸： 11 .42.65Nm商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8Ⅱ軸： 22 1.4095056.893pTNmn???Ⅲ軸： 33 .7.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理如表四：表 3-3 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表項(xiàng)目軸號(hào)功率 ??kw轉(zhuǎn)速 ??minr轉(zhuǎn)矩 ??mNT?傳動(dòng)比0 軸 1.5 1400 10.23 2.5Ⅰ 軸 1.44 560 24.564.896Ⅱ 軸 1.40 114.38 116.89Ⅲ軸 1.36 31.85 407.793.627第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算9第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型和特點(diǎn)帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪 1、從動(dòng)帶輪 2 和撓性帶 3 組成，借助帶與帶輪之間的摩擦或嚙合，將主動(dòng)輪 1 的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)輪 2，如圖 8-1 所示。圖 8-1 帶傳動(dòng)示意圖4.1.1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型根據(jù)工作原理不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩類(lèi)。1.摩擦帶傳動(dòng) 摩擦帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)的。按帶的橫截面形狀不同可分為四種類(lèi)型，如圖 8-2 所示。(1)平帶傳動(dòng)。平帶的橫截面為扁平矩形（圖 a） ，內(nèi)表面與輪緣接觸為工作面。常用的平帶有普通平帶(膠帆布帶)、皮革平帶和棉布帶等，在高速傳動(dòng)中常使用麻織帶和絲織帶。其中以普通平帶應(yīng)用最廣。平帶可適用于平行軸交叉?zhèn)鲃?dòng)和交錯(cuò)軸的半交叉?zhèn)鲃?dòng)。(2)V 帶傳動(dòng)。V 帶的橫截面為梯形，兩側(cè)面為工作面（圖 b） ，工作時(shí) V 帶與帶輪槽兩側(cè)面接觸，在同樣壓力 FQ 的作用下，V 帶傳動(dòng)的摩擦力約為平帶傳動(dòng)的三倍，故能傳遞較大的載荷。(3)多楔帶傳動(dòng)。多楔帶是若干 V 帶的組合(圖 c),可避免多根 V 帶長(zhǎng)度不等,傳力不均的缺點(diǎn)。(4)圓形帶傳動(dòng)。橫截面為圓形(圖 d), 常用皮革或棉繩制成, 只用于小功率傳動(dòng)。a) b) c) d)圖 8-2 帶傳動(dòng)的類(lèi)型2.嚙合帶傳動(dòng)嚙合帶傳動(dòng)依靠帶輪上的齒與帶上的齒或孔嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)。嚙合帶傳動(dòng)有兩種類(lèi)型，如圖 8-3 所示。(1)同步帶傳動(dòng)。利用帶的齒與帶輪上的齒相嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，帶與帶輪間為嚙合傳動(dòng)沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，可保持主、從動(dòng)輪線速度同步（圖 a） 。(2)齒孔帶傳動(dòng)。帶上的孔與輪上的齒相嚙合，同樣可避免帶與帶輪之間的相商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10對(duì)滑動(dòng)，使主、從動(dòng)輪保持同步運(yùn)動(dòng)（圖 b） 。4.1.2 帶傳動(dòng)的特點(diǎn)摩擦帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適宜用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。(2)膠帶富有彈性，能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲。(3)過(guò)載時(shí)可產(chǎn)生打滑、能防止薄弱零件的損壞，起安全保護(hù)作用。但不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。(4)傳動(dòng)帶需張緊在帶輪上，對(duì)軸和軸承的壓力較大。(5)外廓尺寸大,傳動(dòng)效率低(一般 0.94~0.96)。根據(jù)上述特點(diǎn)，帶傳動(dòng)多用于①中、小功率傳動(dòng)（通常不大于 100KW） ；②原動(dòng)機(jī)輸出軸的第一級(jí)傳動(dòng)（工作速度一般為 5~25m/s） ；③傳動(dòng)比要求不十分準(zhǔn)確的機(jī)械。a)同步齒形帶傳動(dòng) b)齒孔帶傳動(dòng)圖 8-3 嚙合帶傳動(dòng)4.2 V 帶和帶輪4.2.1 帶的構(gòu)造和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) V 帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形，其橫截面由強(qiáng)力層 1、伸張層 2、壓縮層 3 和包布層 4 構(gòu)成，如圖 8-4 所示。伸張層和壓縮層均由膠料組成，包布層由膠帆布組成，強(qiáng)力層是承受載荷的主體，分為簾布結(jié)構(gòu)（由膠簾布組成）和線繩結(jié)構(gòu)（由膠線繩組成）兩種。簾布結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高，一般用途的 V 帶多采用這種結(jié)構(gòu)。線繩結(jié)構(gòu)比較柔軟，彎曲疲勞強(qiáng)度較好，但拉伸強(qiáng)度低，常用于載荷不大，直徑較小的帶輪和轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。V 帶在規(guī)定張緊力下彎繞在帶輪上時(shí)外層受拉伸變長(zhǎng)，內(nèi)層受壓縮變短，兩層之間存在一長(zhǎng)度不變的中性層，沿中性層形成的面稱為節(jié)面，如圖 8-4 所示。節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬 bp。節(jié)面的周長(zhǎng)為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld。第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算11a)簾布結(jié)構(gòu) b)線繩結(jié)構(gòu)圖 8-4 V 帶剖面結(jié)構(gòu)V 帶和帶輪有兩種尺寸制，即有效寬度制和基準(zhǔn)寬度制?；鶞?zhǔn)寬度制是以 V 帶的節(jié)寬為特征參數(shù)的傳動(dòng)體系。普通 V 帶和 SP 型窄 V 帶為基準(zhǔn)寬度制傳動(dòng)用帶。按 GB/T11544-97 規(guī)定，普通 V 帶分為 Y、Z、A、B、C、D、E 七種，截面高度與節(jié)寬的比值為 0.7；窄 V 帶分為 SPZ、SPA、SPB、SPC 四種，截面高度與節(jié)寬的比值為 0.9。帶的截面尺寸如表 8-1 所示，基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列如表 8-5 所示。窄 V 帶的強(qiáng)力層采用高強(qiáng)度繩芯，能承受較大的預(yù)緊力，且可撓曲次數(shù)增加，當(dāng)帶高與普通V 帶相同時(shí)其帶寬較普通 V 帶小約 1/ 3,而承載能力可提高 1.5~2.5 倍。圖 8-5 V 帶的節(jié)面和節(jié)線在傳遞相同功率時(shí)，帶輪寬度和直徑可減小，費(fèi)用比普通 V 帶降低 20~40％，故應(yīng)用日趨廣泛。V 帶的型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度都?jí)河≡谀z帶的外表面上，以供識(shí)別和選用。例：B2240,GB/T11544-97,表示 B 型 V 帶，帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 2240mm。4.2.2 V 帶輪的材料和結(jié)構(gòu)制造 V 帶輪的材料可采用灰鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料，以灰鑄鐵應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)帶速 v 不大于 25m/s 時(shí)，采用 HT150，v＞25~30m/s 時(shí)采用 HT200，速度更高的帶輪可采用球墨鑄鐵或鑄鋼，也可采用鋼板沖壓后焊接帶輪。小功率傳動(dòng)可采用鑄鋁或工程塑料。帶輪由輪緣、輪輻、輪轂三部分組成。V 帶輪按輪輻結(jié)構(gòu)不同分為四種型式，如圖 8-6 所示。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12帶輪基準(zhǔn)直徑 dd≤（2.5~3）d0（d0 為帶輪軸直徑）時(shí)可采用 S 型(實(shí)心帶輪,圖 a)；dd≤300mm 時(shí)可采用 P 型（腹板式帶輪，圖 b） ；且當(dāng) dd－d1≥100mm 時(shí)，可采用 H 型（孔板式帶輪，圖 c） ；dd＞300mm 時(shí)可采用 E 型（輪輻式帶輪，圖 d） 。每種型式根據(jù)輪轂相對(duì)腹板（輪輻）位置不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等幾種.帶輪的輪緣尺寸如表 8-4 所示。表中 bd 表示帶輪輪槽的基準(zhǔn)寬度，通常與 V帶的節(jié)面寬度 bp 相等，即 bd = bp?；鶞?zhǔn)寬度處帶輪的直徑稱為基準(zhǔn)直徑 dd，如表 8-4 中的插圖所示。V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系列如表 8-5 所示。表 8-4 V 帶輪的輪緣尺寸（摘自 GB/ T13575. 1—92） (mm)第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算13c) H 型 d) E-Ⅲ型 圖 8-6 V 帶輪的結(jié)構(gòu)4.3 V 帶傳動(dòng)工作能力分析4.3.1 帶傳動(dòng)的受力分析帶以一定的預(yù)緊力套在帶輪上。靜止時(shí)帶輪兩邊的拉力相等，均為預(yù)緊力F0，如圖 8-7a)所示。負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶與帶輪接觸面摩擦力的作用，帶繞上主動(dòng)輪的一邊被拉緊，稱為緊邊，緊邊的拉力由 F0 增加到 F1；另一邊被放松，稱為松邊，拉力由 F0 降至 F2。如圖 8-7b)所示。a) b)圖 8-7 帶傳動(dòng)的受力分析緊邊與松邊拉力的差值 （ F1－ F2） 為帶傳動(dòng)中起傳遞力矩作用的拉力，稱為有效拉力 F 即：F = F1－ F2 (8-1)若帶傳遞功率為 P （KW） 、帶速為 v（m/s）則：N (8-2) F10?如果近似的認(rèn)為工作前后膠帶總長(zhǎng)不變，則帶的緊邊拉力增量應(yīng)等于松邊拉力的減少量，即 F1－ F0＝ F0－ F2 ，即：(8-3)01?由式（8-1 ） 、 （8-3 ）得：(8-4) ????20124.3.2 帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶在工作過(guò)程中主要承受拉應(yīng)力，離心應(yīng)力和彎曲應(yīng)力三種應(yīng)力。三種應(yīng)力迭加后，最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處，其值為：≤ （8-5）cb????1max??式中： σ 1 = F1/A 為緊邊拉應(yīng)力(MPa), A 為帶的橫截面積(mm 2)； σ b1= Eh/dd 為帶繞過(guò)小帶輪時(shí)發(fā)生彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力, E 為帶的彈性模量 (MPa),h 為帶的高度(mm),d d 為帶輪的基準(zhǔn)直徑(mm)； σ C =qv/A 為帶繞帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14產(chǎn)生的離心應(yīng)力，q 為每米長(zhǎng)帶的質(zhì)量（kg/m） ，見(jiàn)表（ 8-1） 。在帶的高度 h 一定的情況下，d d 越小帶的彎曲應(yīng)力就越大，為防止過(guò)大的彎曲應(yīng)力對(duì)各種型號(hào)的 V 帶都規(guī)定了最小帶輪直徑 dmin 如表 8-6 所示。表 8-6 V 帶輪的最小基準(zhǔn)直徑型 號(hào) Y Z SPZA SPA B SPB C SPC D Eddmin(mm) 20 50 6375 90 125 140200 224355 5004.3.3 帶的彈性滑動(dòng)和打滑1.彈性滑動(dòng)由于帶傳動(dòng)存在緊邊和松邊，在緊邊時(shí)帶被彈性拉長(zhǎng)，到松邊時(shí)又產(chǎn)生收縮，引起帶在輪上發(fā)生微小局部滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)造成帶的線速度略低于帶輪的圓周速度，導(dǎo)致從動(dòng)輪的圓周速度 v2 低于主動(dòng)輪的圓周速度 v1,其速度降低率用相對(duì)滑動(dòng)率 表示。相對(duì)滑動(dòng)率 ＝0.01~0.02,故在一般計(jì)算中可不??考慮，此時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為：（8-12dni?6）2.打滑與極限有效拉力當(dāng)外載較小時(shí)，彈性滑動(dòng)只發(fā)生在帶即將由主、從動(dòng)輪離開(kāi)的一段弧上。傳遞外載增大時(shí)，有效拉力隨之加大，彈性滑動(dòng)區(qū)域也隨之?dāng)U大，當(dāng)有效拉力達(dá)到或超過(guò)某一極限值時(shí)，帶與小帶輪在整個(gè)接觸弧上的摩擦力達(dá)到極限，若外載繼續(xù)增加，帶將沿整個(gè)接觸弧滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。此時(shí)主動(dòng)輪還在轉(zhuǎn)動(dòng)，但從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇下降，帶迅速磨損、發(fā)熱而損壞，使傳動(dòng)失效。所以必須避免打滑，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)限制帶的最大拉力。當(dāng)帶有打滑趨勢(shì)時(shí)，帶與帶輪間的摩擦力達(dá)到極限值，即有效拉力達(dá)到最大值，這時(shí)可由歐拉公式推導(dǎo)得極限有效拉力為：（8-7）)1(lim?feF??式中：e 為自然對(duì)數(shù)的底， ；f 為摩擦系數(shù)（V 帶用當(dāng)量摩擦系數(shù) 代?78.2e vf替 ， ） ； 為包角，即帶與帶輪接觸弧對(duì)應(yīng)的中心角（rad ） ，f)/sin(?fv?因大帶輪包角總是大于小帶輪包角，故這里應(yīng)取 為小帶輪包角。4.4 普通 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根 V 帶的額定功率1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)則根據(jù)帶傳動(dòng)工作能力分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式有：①帶在帶輪上打滑，不能傳遞動(dòng)力；②帶發(fā)生疲勞破壞（經(jīng)歷一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后發(fā)生拉斷、撕裂、脫層） 。因此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：①帶在傳遞規(guī)定功率時(shí)不發(fā)生打滑,即滿足式（8-7） 。②具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命,即滿足式（8-5） 。第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算152.單根 V 帶所能傳遞的額定功率。經(jīng)推導(dǎo)可得單根 V 帶所能傳遞的額定功率為：（8-8）310 10)/)(]([ ???AvePfcb??式中：v 為帶速 m/s。在特定帶長(zhǎng)、使用壽命、傳動(dòng)比(i=1、 )以及在載荷平穩(wěn)條件下，通過(guò)??8疲勞試驗(yàn)測(cè)得帶的許用應(yīng)力 后，代入式（8-8）便可求出特定條件下的 P0 值，??4.4.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)的原始數(shù)據(jù)為帶傳遞的功率 P,轉(zhuǎn)速 n1、 n2（或傳動(dòng)比 ）以及外i廓尺寸的要求等。設(shè)計(jì)內(nèi)容有：確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、帶輪直徑以及帶輪結(jié)構(gòu)尺寸等。設(shè)計(jì)步驟一般為：1.確定設(shè)計(jì)功率 Pc（8-kAc?9）式中：P 為帶傳遞的額定功率（KW） ；K A 為工況系數(shù)，見(jiàn)表（8-8） 。表 8-8 工況系數(shù) KA原 動(dòng) 機(jī)空、輕載啟動(dòng) 重 載 啟 動(dòng)每 天 工 作 小 時(shí) 數(shù) h載 荷性 質(zhì)工 作 機(jī)1616載荷變動(dòng)微小液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（≤7.5KW） 、離心式水泵和壓縮機(jī)、輕型輸送機(jī)1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動(dòng)小帶式輸送機(jī)（不均勻負(fù)荷） 、通風(fēng)機(jī)（7.5KW）旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非離心式） 、發(fā)電機(jī)、金屬切削機(jī)床、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機(jī)和木工機(jī)械1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動(dòng)較大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)床、旋轉(zhuǎn)篩、紡織機(jī)械、重載輸送機(jī)1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等） 、磨碎機(jī)（球磨、棒磨磨、管磨）1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.82.選擇 V 帶的型號(hào)商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pc 和主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1 由圖 8-8、9 選擇帶的型號(hào)。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1 和 dd2小帶輪直徑 dd1 應(yīng)大于或等于表 8-6 所列的最小直徑 dmin。d d1 過(guò)小則帶的彎曲應(yīng)力較大，反之又使外廓尺寸增大。一般在工作位置允許的情況下，小帶輪直徑取得大些可減小彎曲應(yīng)力，提高承載能力和延長(zhǎng)帶的使用壽命。由式（8-6）得： 12ddn?dd1、d d2 均應(yīng)符合帶輪直徑系列尺寸，見(jiàn)表 8-5。 設(shè)計(jì)功率 Pc /（KW）圖 8-8 普通 V 帶選型圖設(shè)計(jì)功率 Pc /（KW）圖 8-9 窄 V 帶選型圖第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算174.驗(yàn)算帶速 v(8-10)106??ndv?帶速太高離心力增大，使帶與帶輪間的摩擦力減小，容易打滑；帶速太低，傳遞功率一定時(shí)所需的有效拉力過(guò)大，也會(huì)打滑。一般應(yīng)使普通 V 帶 5m/s＜v＜25m/s 窄 V 帶 5m/s＜v＜35m/s否則重選 dd1。5.確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld在無(wú)特殊要求時(shí)，可按下式初選中心距 a0：≤a o≤ mm (8-11))(7.021d?)(21d?由帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，可得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算公式：mm (8-12)012210 a4)(addL???按 查表 8-2 得相近的 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld，再按下式近似計(jì)算實(shí)際中心距：0La ≈ a0 + （8-13 ）20?當(dāng)采用改變中心距方法進(jìn)行安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力時(shí)，其中心距的變化范圍為（8-14 ）?????dL3.15maxin6.驗(yàn)算小帶輪包角 1?≥ （8-15 ）??3.57a80121???d201與傳動(dòng)比 有關(guān)， 愈大（d d2－d d1）差值愈大，則 1愈小。所以 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比一?ii ?般小于 7,推薦值為 2~5。速比不變時(shí)，可用增大中心距 a 的方法增大 1。7.確定 V 帶根數(shù) zz ≥ （8-16 ）??LccKP?)(00???式中：P c 為設(shè)計(jì)功率，按式（8-9 ）計(jì)算；P 0 為特定條件下單根 V 帶所能傳遞的功率（KW ） ，查表（8-7） ；Δ P0為 i＞1 時(shí)的額定功率增量（KW） ，從書(shū)本找到相關(guān)表格； K 為包角系?數(shù)，考慮不是特定長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)傳動(dòng)能力的影響，查表（8-10） 。8.確定單根 V 帶初拉力 F0（8-17）2)15.(qvKzvc????9.計(jì)算帶對(duì)軸的壓力 FQFQ （8-18）)/sin(210表 8-10 小帶輪的包角修正系數(shù) ?K包角 1?180° 175° 170° 165°160°155° 150°145° 140°135° 130° 125°120°110°100°90°K1 0.99 0.98 0.96 0.95 0.93 0.92 0.91 0.89 0.880.86 0.84 0.820.78 0.74 0.6商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1894.5 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率 P=1.5kW,轉(zhuǎn)速 n1=1400r/min,i=2.5edAdPK?表 3-1 工作情況系數(shù) AK原動(dòng)機(jī)ⅰ 類(lèi) ⅱ類(lèi)一天工作時(shí)間/h工作機(jī) 10?10~1616?0?10~1616?載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（ ） ；7.5kW?離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物） ，通風(fēng)機(jī)（ ） ；7.5k?發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動(dòng)較大螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等） ；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8根據(jù) V 帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16 小時(shí)） ，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 296 表 4，第 4 章 帶傳動(dòng)的計(jì)算19取 KA＝1.1。即 1.51.6kWdAedPK???4.6 選擇帶型普通 V 帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297 圖 13－ 11 選取。圖 3-1 帶型圖根據(jù)算出的 Pd＝1.5kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n1＝1400r/min ，查圖得：d d=80～100 可知應(yīng)選取 A 型 V 帶。4.7 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 298 表 13－7 查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80～100mm則取 dd1=90mm ddmin.=75 mm（d d1 根據(jù) P295 表 13-4 查得）表 3-2 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind槽型 Y Z A B C D Emind20 50 75 125 200 355 50021 240=.5,90.5=6dd??所 以 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 295 表 13-4 查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑” ，得 =224mm2d誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （ 為彈性滑動(dòng)率）214.5()90(12%)di????誤 ?誤差 符合要求1.54.0%.3i????誤 ＜商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20② 帶速 19014v=6.79/606dnms????滿足 5m/s300mm，所以宜選用 E 型輪輻式帶輪?？傊л嗊x H 型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇 E 型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.11 確定帶的張緊裝置選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通 V 帶兩側(cè)面間的夾角是 40°，為了適應(yīng) V 帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通 V 帶輪槽角 為 32°、34° 、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定） ，輪槽尺寸見(jiàn)表 7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板） ，用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 3-5 普通 V 帶輪的輪槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92）項(xiàng)目 符號(hào) 槽型 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z —輪槽數(shù) 外徑 d a 32° ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° 對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 輪 槽 角 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V 帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d 時(shí))，如圖 3-2a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí))，如圖 3-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時(shí))，如圖 3-2c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時(shí))，如圖 3-2d。（a） （b ） （c ） （d）圖 3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇孔板帶輪如圖（c ）第 5 章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算23第 5 章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算按設(shè)計(jì)計(jì)算公式 1 選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用 7 級(jí)精度（GB10095-88 ）3）材料選擇 由表(10-1)選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240 HBS，二者硬度差為 40 HBS。4）初選小齒輪的齒數(shù) ， ，選124Z?14.8962=1.504iZ??217Z?2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式 （注:腳標(biāo) t 表示試選或試 ??2131. ()t Ht dKTud????算值,下同.）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù) 1.3t?2）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 11 .495052.560pTNmn??3）由表 10-7 選取齒寬系數(shù) （非對(duì)稱布置）1.d??4）由表 10-6 查取材料彈性影響系數(shù) 1289.EaZMp5）由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；lim160HaMp??大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 lim250Ha??6）由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 910614(83).6410hNnjl????（j 為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)； 為工作壽命）82.905 hl7）由圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 12.,.HNHNK?8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，由式 10-12 得 ??1lim2li58HNaMpSK??（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 較小值1td[]H?商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24由計(jì)算式 得，??21312. ()t Ht dKTZud?????mm146.5t?2）計(jì)算圓周速度 13.65760tnmVs???3）計(jì)算齒輪 b 14.52.dtm???4)計(jì)算齒寬與齒高比 h模數(shù) 180124ttz?齒輪高 *().25.4.78ahcmm???齒高比 6.578b5）計(jì)算載荷系數(shù) K根據(jù) ，7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) 3.9Vs?1.2v由表 10-2 查得 A?由表 10-4 用插值法，7 級(jí)精度,小齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置查得 1.420Hk?由 查圖 10-13 得1.4,.6Hbkh??1.34FK??故載荷系數(shù)=1.562AVHKK????6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式（10-10a）得3147.5ttkdm?7）計(jì)算模數(shù) 1.1.9724dZ??3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5 ） ??132FasdYKTZ?????（1）確定計(jì)算參數(shù)1)圖 10-20C 查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪彎曲疲勞 150FEaMp?強(qiáng)度極限為 2380FEaMp??