I本科畢業(yè)論文（設(shè)計）一種加長臂電動欄桿的設(shè)計 學(xué) 院 小三號黑體居中（下同）專 業(yè)學(xué) 號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師提交日期 年 月 日2015-JXLW商 丘 工學(xué)院 專業(yè)代碼-編號II誠 信 承 諾 書本人鄭重承諾和聲明:我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(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)中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點和材料,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）作者簽名： 年 月 日 I摘 要近些年來，伴隨著我國固定資產(chǎn)投資的飛速增長、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項目的不斷上馬，使得我國機(jī)械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們越來越多的關(guān)注。我國的起吊機(jī)制造商與歐美的競爭對手相比在技術(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，但這并非遙不可及。更主要的是，我國在這一領(lǐng)域從未放棄過自主研發(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：一種加長臂電動欄桿方案的擬定與選擇、起升機(jī)構(gòu)總體設(shè)計、減速器類型選擇、緩沖器的選用，另外，本課題還從性價比等方面的因素來選擇或設(shè)計了電動機(jī)、帶的類型、齒輪的設(shè)計、緩沖器等一些部件和機(jī)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：一種加長臂電動欄桿,加長臂,電動欄桿,總體設(shè)計,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 電動欄桿的使用現(xiàn)狀21.3 發(fā)展前景31.4 本次設(shè)計內(nèi)容3第 2 章 一種加長臂電動欄桿傳動方案分析4第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算53.1 電機(jī)類型和結(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 傳動比分配63.5 傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)7第 4 章 帶傳動的計算94.1 帶傳動的類型和特點 94.1.1 帶傳動的類型 94.1.2 帶傳動的特點 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 帶傳動工作能力分析 134.3.1 帶傳動的受力分析 134.3.2 帶傳動的應(yīng)力分析 .144.3.3 帶的彈性滑動和打滑 144.4 普通 V 帶傳動設(shè)計計算 .154.4.1 設(shè)計準(zhǔn)則和單根 V 帶的額定功率 154.4.2 帶傳動設(shè)計步驟和參數(shù)選擇 154.5 帶傳動設(shè)計 184.6 選擇帶型 194.7 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速 194.8 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗算小輪包角 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 傳動零件的設(shè)計計算245.1 高速級齒輪的設(shè)計計算245.2 低速級齒輪的設(shè)計計算27第 6 章 軸的計算316.1 高速軸的計算316.2 中間軸的計算346.3 低速軸的計算38IV第 7 章 鍵連接的選擇和計算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 滾動軸承的選擇和計算43第 9 章 聯(lián)軸器的選擇和計算46第 10 章 控制電路的設(shè)計4710.1 引言 4710.2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計 4710.2.1 電機(jī)驅(qū)動器 L298 控制直流減速電機(jī)部分 .4710.2.2 檢測電路的設(shè)計 4810.2.3 顯示單元的設(shè)計 4810.2.4 數(shù)字鐘電路 4910.3 軟件設(shè)計 4910.3.1 顯示模塊子程序 5010.3.2 按鍵識別報警子程序 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)械電動欄桿是解決大都市內(nèi)電動欄桿難問題的有效方法。土地資源緊張是大都市的現(xiàn)狀，在亞洲各國大城市表現(xiàn)的尤為突出，所以機(jī)械式電動欄桿在亞洲的應(yīng)用比較廣泛，目前統(tǒng)計結(jié)果表明，電動欄桿市場大多在亞洲的日本、韓國、中國等地。亞洲的電動欄桿技術(shù)起源于日本，日本從20世紀(jì)60年代開始從事機(jī)械電動欄桿的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今已有四十多年的歷史。目前在日本從事機(jī)械式電動欄桿及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家，其中生產(chǎn)機(jī)械式電動欄桿的公司約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行的機(jī)械電動欄桿泊位都在10萬以上。目前全日本己經(jīng)投入使用的機(jī)械式電動欄桿位超過300萬個，其中以升降橫移式電動欄桿為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)品上。韓國機(jī)械電動欄桿技術(shù)是日本技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始進(jìn)入使用階段。由于這幾個階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械電動欄桿得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國電動欄桿行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。在歐洲，德國和意大利等歐洲國家從事電動欄桿開發(fā)和生產(chǎn)也比較早。較好的公司有:意大利Sotefin, Interpark,德國Palis等。由于歐洲國家土地資源比較富余，電動欄桿問題表現(xiàn)不很突出，電動欄桿應(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。德國和意大利等歐洲國家的優(yōu)勢主要在巷道堆垛類產(chǎn)品上。我國在20世紀(jì)80年代初開始研制和使用機(jī)械式電動欄桿。80年代是起步階段，90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進(jìn)入家庭后，電動欄桿的應(yīng)用逐步推廣，已經(jīng)形成了新興的電動欄桿行業(yè)，步入引進(jìn)、開發(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50家。目前，電動欄桿的研究工作在國內(nèi)也得到逐步的重視，國內(nèi)許多研究院所和高等院校都投入技術(shù)力量，對電動欄桿的各個方面.例如結(jié)構(gòu)設(shè)計、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 ，國家也進(jìn)一步發(fā)展和完善與電動欄桿產(chǎn)業(yè)相關(guān)的法規(guī)和各項標(biāo)準(zhǔn)，先后制訂了多項電動欄桿的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)、技術(shù)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時，從中央到地方，都頒布了一系列的法規(guī)條文，對電動欄桿行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃管理。從2004年起，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局對電動欄桿生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行許可證評審工作，規(guī)定在2005年3月31日前未取得生產(chǎn)許可證的企業(yè)，不得從事電動欄桿商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）2的生產(chǎn)工作。本設(shè)計是為適應(yīng)現(xiàn)代化進(jìn)程和解決小區(qū)電動欄桿（位）嚴(yán)重不足而設(shè)計研制的一種新型一種加長臂自動欄桿。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車的數(shù)量不斷增加。截至 2003 年底，我國個人汽車保有量為 12427672 輛。其中，個人轎車 4890387 輛，比 2002 年增加 1462441 輛，增長率為 42.7%。伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展汽車數(shù)量整在急劇增加，電動欄桿場作為交通設(shè)施的一部分，合理的電動欄桿場設(shè)計不僅解決了城市的額市容、交通、收費問題，也是小區(qū)加強(qiáng)安全和正常運營必不可少的一部分。由于科技的發(fā)展，社會文明的進(jìn)步人們已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足傳統(tǒng)的電動欄桿場管理，更加安全，高效的電動欄桿大門系統(tǒng)和工作人員，是保證小區(qū)居民財產(chǎn)安全的一道屏障。我國城市電動欄桿行業(yè)從80年代末起，經(jīng)過十幾年的發(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，電動欄桿建設(shè)尚在起步階段，在一些大城市中機(jī)械化電動欄桿仍然是空白。電動欄桿行業(yè)的發(fā)展仍存在著一些問題:第一，電動欄桿企業(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，缺乏自主開發(fā)能力，靠引進(jìn)國外技術(shù)圖紙。第二，產(chǎn)品的種類增多了，但是質(zhì)量、可靠性、安全性、耐久性均存在著較大的問題，產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量難以保證。第三，電動欄桿行業(yè)的市場開始發(fā)育，但是競爭太殘酷，目前總體能力過剩，價格偏低，有的產(chǎn)品已經(jīng)降到行業(yè)平均成本價以下。電動欄桿的工作原理：欄桿控制系統(tǒng)通過驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，再靠減速系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)把電機(jī)轉(zhuǎn)動變?yōu)闄跅U在垂直與水平之間的循環(huán)擺動。電動欄桿應(yīng)具備自鎖、反饋、防護(hù)等功能，并有與多項附屬設(shè)備的接口。1.2 電動欄桿的使用現(xiàn)狀在公路的收費站處以及小區(qū)的入口處我們都能看見一個會自動升起和降落的類似閘門一樣的東西，這個就是電動欄桿。電動欄桿的發(fā)明大大方便了收費站的工作人員，他們只需要按下一個開關(guān)，就可以自由的控制電動欄桿的抬起和降落進(jìn)而控制車輛的通過了，而不需要像以前那樣人工搬運阻礙物，既浪費時間又耗費體力。伴隨著城市化進(jìn)程的加快，中國的基礎(chǔ)設(shè)施和小區(qū)建設(shè)越來越多，需要與之相配應(yīng)的電動欄桿收費欄桿越來越多。防撞車功能的電動欄桿：在欄桿臂下落至水平夾角大于 15°的范圍內(nèi)，如有車輛駛?cè)刖€圈感應(yīng)區(qū)，欄桿臂將自動抬起防止砸車。必要性：電動欄桿場的自動電桿，由于使用頻繁會出現(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。無論什么類型的電動欄桿場都第 1 章 緒論3有電動欄桿大門，電動欄桿大門不僅適用電動欄桿場各種小區(qū)，公寓門口都可以。其中，撞擊問題日益需要解決以增加其使用壽命，使其更好，更長時間的為我們服務(wù)。1.3 發(fā)展前景電動欄桿機(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、場區(qū)的禁行管理。電動欄桿系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)水平對產(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)計開發(fā)時，對相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計必須有充分的理論依據(jù)。有了這種電動欄桿機(jī)可以減少工作人員的勞動強(qiáng)度，減少服務(wù)人員的勞動時間，提高車輛的通行效率，而且還可以避免車輛擁擠發(fā)生的撞車事故，可以避免因為人工操作不當(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)社會和諧進(jìn)步。1.4 本次設(shè)計內(nèi)容在本次設(shè)計中，擬應(yīng)用到的文獻(xiàn)涉及機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計類，機(jī)械繪圖類，機(jī)械工程控制類，機(jī)械工程材料和力學(xué)以及一種加長臂的電動欄桿的資料，在設(shè)計過程中這些材料可以首先幫我們從整體上了解與一種加長臂的電動欄桿相關(guān)的技術(shù)以及現(xiàn)在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；其次，利用這些資料，可以在設(shè)計過程中進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計方案的初步制定；最后，電動欄桿臂設(shè)計過程中的所需材料的選擇，設(shè)計與校核計算，運動過程的控制以及其他的注意事項，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（論文）4第 2 章 一種加長臂電動欄桿傳動方案分析 傳動方案：電機(jī)→帶傳動→兩級圓柱齒輪（直齒）減速器→工作機(jī) 假設(shè)工作條件：由電動機(jī)驅(qū)動，電動欄桿工作力為 3.12KN，轉(zhuǎn)動速度為0.3333m/s， （ 20m/min） ，直徑為 200mm 。減速器類型選擇：選用展開式兩級圓柱齒輪減速器 方案分析：結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠(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。 總體傳動簡圖： 第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算5第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算3.1 電機(jī)類型和結(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，價格較高，維護(hù)比較不便，因此選擇交流電動機(jī)。我國新設(shè)計的 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機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動性能較好，也適用于某些要求啟動轉(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)計為設(shè)計不變（或變化很小）下長期連續(xù)運行的機(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機(jī)工作功率 Pd,即 Ped ≥Pd ，電動機(jī)在工作時就不會過熱，通常就不必校驗發(fā)熱和啟動力矩。電動機(jī)傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算公式引自【1】第 12~20 頁電機(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——對滾動軸承效率。 =0.99軸 承 ?軸 承——為 7 級齒輪傳動的效率。 =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)所需的電動機(jī)功率為：kw310.1.68dFvP?商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（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 推薦的傳動比合理范圍，取 V 帶傳動比 2-4，二級圓柱齒輪減速器的傳動比 =8-40，則總傳動比合理范圍為 =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 型電動機(jī)的尺寸過大，重量較重，且價格高，故不可取，而 3000r/min 價格高，轉(zhuǎn)速高,也不可取。所以在沒選擇 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)手冊查出有兩種適合的電機(jī)型號，因此有兩種傳動方案，如下頁表一。表 3-1 兩種傳動方案電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min方案電動機(jī)型號額定功率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)和傳動裝置的尺寸，重量，價格，減速器的傳動比，可見第 2中方案比較合理，因此選擇電機(jī)型號 Y90L-4,其主要性能表二。表 3-2 型號 Y90L-4 主要性能表型號 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 傳動比分配電機(jī)型號 Y90L-4，滿載時轉(zhuǎn)速 nm=1400r/min.(1)總傳動比 1403.96.85ai?(2)分配傳動裝置傳動比：第 3 章 電機(jī)的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算7取 V 帶的傳動比為 2.5.那么減速器的傳動比為： 43.96=17.25ai?（3） 分配減速器的各級傳動比按展開式布置，考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，由經(jīng)驗公式：21)4.3(ii?取 5?且有： 21i?得 4.896237i?3.5 傳動裝置各軸的運動和動力參數(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（論文）8Ⅱ軸： 22 1.4095056.893pTNmn???Ⅲ軸： 33 .7.運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理如表四：表 3-3 傳動裝置各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)表項目軸號功率 ??kw轉(zhuǎn)速 ??minr轉(zhuǎn)矩 ??mNT?傳動比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 帶傳動的計算9第 4 章 帶傳動的計算4.1 帶傳動的類型和特點帶傳動由主動帶輪 1、從動帶輪 2 和撓性帶 3 組成，借助帶與帶輪之間的摩擦或嚙合，將主動輪 1 的運動傳給從動輪 2，如圖 8-1 所示。圖 8-1 帶傳動示意圖4.1.1 帶傳動的類型根據(jù)工作原理不同，帶傳動可分為摩擦帶傳動和嚙合帶傳動兩類。1.摩擦帶傳動 摩擦帶傳動是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運動的。按帶的橫截面形狀不同可分為四種類型，如圖 8-2 所示。(1)平帶傳動。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)鲃雍徒诲e軸的半交叉?zhèn)鲃印?2)V 帶傳動。V 帶的橫截面為梯形，兩側(cè)面為工作面（圖 b） ，工作時 V 帶與帶輪槽兩側(cè)面接觸，在同樣壓力 FQ 的作用下，V 帶傳動的摩擦力約為平帶傳動的三倍，故能傳遞較大的載荷。(3)多楔帶傳動。多楔帶是若干 V 帶的組合(圖 c),可避免多根 V 帶長度不等,傳力不均的缺點。(4)圓形帶傳動。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。a) b) c) d)圖 8-2 帶傳動的類型2.嚙合帶傳動嚙合帶傳動依靠帶輪上的齒與帶上的齒或孔嚙合傳遞運動。嚙合帶傳動有兩種類型，如圖 8-3 所示。(1)同步帶傳動。利用帶的齒與帶輪上的齒相嚙合傳遞運動和動力，帶與帶輪間為嚙合傳動沒有相對滑動，可保持主、從動輪線速度同步（圖 a） 。(2)齒孔帶傳動。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（論文）10對滑動，使主、從動輪保持同步運動（圖 b） 。4.1.2 帶傳動的特點摩擦帶傳動具有以下特點：(1)結(jié)構(gòu)簡單，適宜用于兩軸中心距較大的場合。(2)膠帶富有彈性，能緩沖吸振，傳動平穩(wěn)無噪聲。(3)過載時可產(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)確的傳動比。(4)傳動帶需張緊在帶輪上，對軸和軸承的壓力較大。(5)外廓尺寸大,傳動效率低(一般 0.94~0.96)。根據(jù)上述特點，帶傳動多用于①中、小功率傳動（通常不大于 100KW） ；②原動機(jī)輸出軸的第一級傳動（工作速度一般為 5~25m/s） ；③傳動比要求不十分準(zhǔn)確的機(jī)械。a)同步齒形帶傳動 b)齒孔帶傳動圖 8-3 嚙合帶傳動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)速較高的場合。V 帶在規(guī)定張緊力下彎繞在帶輪上時外層受拉伸變長，內(nèi)層受壓縮變短，兩層之間存在一長度不變的中性層，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)面的周長為帶的基準(zhǔn)長度 Ld。第 4 章 帶傳動的計算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)的傳動體系。普通 V 帶和 SP 型窄 V 帶為基準(zhǔn)寬度制傳動用帶。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，帶輪寬度和直徑可減小，費用比普通 V 帶降低 20~40％，故應(yīng)用日趨廣泛。V 帶的型號和標(biāo)準(zhǔn)長度都壓印在膠帶的外表面上，以供識別和選用。例：B2240,GB/T11544-97,表示 B 型 V 帶，帶的基準(zhǔn)長度為 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，采用 HT150，v＞25~30m/s 時采用 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（論文）12帶輪基準(zhǔn)直徑 dd≤（2.5~3）d0（d0 為帶輪軸直徑）時可采用 S 型(實心帶輪,圖 a)；dd≤300mm 時可采用 P 型（腹板式帶輪，圖 b） ；且當(dāng) dd－d1≥100mm 時，可采用 H 型（孔板式帶輪，圖 c） ；dd＞300mm 時可采用 E 型（輪輻式帶輪，圖 d） 。每種型式根據(jù)輪轂相對腹板（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 帶傳動的計算13c) H 型 d) E-Ⅲ型 圖 8-6 V 帶輪的結(jié)構(gòu)4.3 V 帶傳動工作能力分析4.3.1 帶傳動的受力分析帶以一定的預(yù)緊力套在帶輪上。靜止時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)動時，由于帶與帶輪接觸面摩擦力的作用，帶繞上主動輪的一邊被拉緊，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 帶傳動的受力分析緊邊與松邊拉力的差值 （ F1－ F2） 為帶傳動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 帶傳動的應(yīng)力分析帶在工作過程中主要承受拉應(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 為帶繞過小帶輪時發(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動商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）14產(chǎn)生的離心應(yīng)力，q 為每米長帶的質(zhì)量（kg/m） ，見表（ 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，為防止過大的彎曲應(yīng)力對各種型號的 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 Y Z SPZA SPA B SPB C SPC D Eddmin(mm) 20 50 6375 90 125 140200 224355 5004.3.3 帶的彈性滑動和打滑1.彈性滑動由于帶傳動存在緊邊和松邊，在緊邊時帶被彈性拉長，到松邊時又產(chǎn)生收縮，引起帶在輪上發(fā)生微小局部滑動，這種現(xiàn)象稱為彈性滑動。彈性滑動造成帶的線速度略低于帶輪的圓周速度，導(dǎo)致從動輪的圓周速度 v2 低于主動輪的圓周速度 v1,其速度降低率用相對滑動率 表示。相對滑動率 ＝0.01~0.02,故在一般計算中可不??考慮，此時傳動比計算公式可簡化為：（8-12dni?6）2.打滑與極限有效拉力當(dāng)外載較小時，彈性滑動只發(fā)生在帶即將由主、從動輪離開的一段弧上。傳遞外載增大時，有效拉力隨之加大，彈性滑動區(qū)域也隨之?dāng)U大，當(dāng)有效拉力達(dá)到或超過某一極限值時，帶與小帶輪在整個接觸弧上的摩擦力達(dá)到極限，若外載繼續(xù)增加，帶將沿整個接觸弧滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。此時主動輪還在轉(zhuǎn)動，但從動輪轉(zhuǎn)速急劇下降，帶迅速磨損、發(fā)熱而損壞，使傳動失效。所以必須避免打滑，在設(shè)計時應(yīng)限制帶的最大拉力。當(dāng)帶有打滑趨勢時，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 帶傳動設(shè)計計算4.4.1 設(shè)計準(zhǔn)則和單根 V 帶的額定功率1.設(shè)計準(zhǔn)則根據(jù)帶傳動工作能力分析可知，帶傳動的主要失效形式有：①帶在帶輪上打滑，不能傳遞動力；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） 。因此帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則為：①帶在傳遞規(guī)定功率時不發(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 帶傳動的計算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、使用壽命、傳動比(i=1、 )以及在載荷平穩(wěn)條件下，通過??8疲勞試驗測得帶的許用應(yīng)力 后，代入式（8-8）便可求出特定條件下的 P0 值，??4.4.2 帶傳動設(shè)計步驟和參數(shù)選擇設(shè)計 V 帶傳動的原始數(shù)據(jù)為帶傳遞的功率 P,轉(zhuǎn)速 n1、 n2（或傳動比 ）以及外i廓尺寸的要求等。設(shè)計內(nèi)容有：確定帶的型號、長度、根數(shù)、傳動中心距、帶輪直徑以及帶輪結(jié)構(gòu)尺寸等。設(shè)計步驟一般為：1.確定設(shè)計功率 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)，見表（8-8） 。表 8-8 工況系數(shù) KA原 動 機(jī)空、輕載啟動 重 載 啟 動每 天 工 作 小 時 數(shù) h載 荷性 質(zhì)工 作 機(jī)1616載荷變動微小液體攪拌機(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 帶的型號商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）16根據(jù)設(shè)計功率 Pc 和主動輪轉(zhuǎn)速 n1 由圖 8-8、9 選擇帶的型號。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，見表 8-5。 設(shè)計功率 Pc /（KW）圖 8-8 普通 V 帶選型圖設(shè)計功率 Pc /（KW）圖 8-9 窄 V 帶選型圖第 4 章 帶傳動的計算174.驗算帶速 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，傳遞功率一定時所需的有效拉力過大，也會打滑。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)長度 Ld在無特殊要求時，可按下式初選中心距 a0：≤a o≤ mm (8-11))(7.021d?)(21d?由帶傳動的幾何關(guān)系，可得帶的基準(zhǔn)長度計算公式：mm (8-12)012210 a4)(addL???按 查表 8-2 得相近的 V 帶的基準(zhǔn)長度 Ld，再按下式近似計算實際中心距：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，其中心距的變化范圍為（8-14 ）?????dL3.15maxin6.驗算小帶輪包角 1?≥ （8-15 ）??3.57a80121???d201與傳動比 有關(guān)， 愈大（d d2－d d1）差值愈大，則 1愈小。所以 V 帶傳動的傳動比一?ii ?般小于 7,推薦值為 2~5。速比不變時，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)計功率，按式（8-9 ）計算；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 時的額定功率增量（KW） ，從書本找到相關(guān)表格； K 為包角系?數(shù)，考慮不是特定長度時，對傳動能力的影響，查表（8-10） 。8.確定單根 V 帶初拉力 F0（8-17）2)15.(qvKzvc????9.計算帶對軸的壓力 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（論文）1894.5 帶傳動設(shè)計輸出功率 P=1.5kW,轉(zhuǎn)速 n1=1400r/min,i=2.5edAdPK?表 3-1 工作情況系數(shù) AK原動機(jī)ⅰ 類 ⅱ類一天工作時間/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)；輕型運輸機(jī)1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動小帶式運輸機(jī)（運送砂石、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)；振動篩1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動較大螺旋式運輸機(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） ，查 《機(jī)械設(shè)計》P 296 表 4，第 4 章 帶傳動的計算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)傳動的設(shè)計功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按《機(jī)械設(shè)計》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)直徑并驗證帶速由《機(jī)械設(shè)計》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》P 295 表 13-4 查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑” ，得 =224mm2d誤差驗算傳動比： （ 為彈性滑動率）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（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)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。對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)速高時要進(jìn)行動平衡，對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°（按帶的型號及帶輪直徑確定） ，輪槽尺寸見表 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）項目 符號 槽型 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（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） 實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d 時)，如圖 3-2a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時)，如圖 3-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時)，如圖 3-2c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時)，如圖 3-2d。（a） （b ） （c ） （d）圖 3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇孔板帶輪如圖（c ）第 5 章 傳動零件的設(shè)計計算23第 5 章 傳動零件的設(shè)計計算5.1 高速級齒輪的設(shè)計計算按設(shè)計計算公式 1 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。1）根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。2）運輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用 7 級精度（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)計由設(shè)計公式 （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)各計算數(shù)值1）試選載荷系數(shù) 1.3t?2）計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 11 .495052.560pTNmn??3）由表 10-7 選取齒寬系數(shù) （非對稱布置）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（論文）24由計算式 得，??21312. ()t Ht dKTZud?????mm146.5t?2）計算圓周速度 13.65760tnmVs???3）計算齒輪 b 14.52.dtm???4)計算齒寬與齒高比 h模數(shù) 180124ttz?齒輪高 *().25.4.78ahcmm???齒高比 6.578b5）計算載荷系數(shù) K根據(jù) ，7 級精度，由圖 10-8 查得動載系數(shù) 3.9Vs?1.2v由表 10-2 查得 A?由表 10-4 用插值法，7 級精度,小齒輪相對軸承為非對稱布置查得 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）計算模數(shù) 1.1.9724dZ??3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式（10-5 ） ??132FasdYKTZ?????（1）確定計算參數(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??