V带张紧轮设计说明书

机械设计设计计算说明书题目：张紧轮结构设计专业：车辆工程班级：12级04班学生：杨颖学号：20122658设计任务书设计题目:图示为一 V带传动装置，小带轮主动，带速12m/s，要求张紧轮安装在带设计参数：张紧轮轴所受最大压力为250N,带的型号为B型，带的根数为5,张 紧轮直径155mm,张紧轮轴心到支撑面距离 H为230330mm。作业要求：1. 轴、轴承、螺钉等主要零件设计计算说明书一份；2. 装配图一张；3. 张紧轮零件图一张。所有零部件工作原理和结构自行设计，尽量结构简单，运行可靠，调整方 便，便于加工装配及维护。4.4.4.4.56.6.7.7.8000001111123目录1主要零件材料选择2轴的直径的初选3轴承设计3.1轴承型号及参数3.2轴承的润滑和密封3.3轴承寿命计算 4. 张紧轮设计5. 端盖设计及毡圈选择5.1闷盖设计5.2透盖设计及毡圈的选择 6轴的结构设计16.1材料的选用 16.2轴的结构设计 16.2.1轴上零件装配方案的拟定 16.2.2确定各轴段的直径和长度 16.2.3轴上零件的固定 16.2.4轴的制造和轴上零件的装拆 17. 升降夹及底座的设计1.7.1升降夹的设计17.2底座的设计18. 收获与感想1参考文献1.1主要零件材料选择张紧轮：HT200张紧轮轴：Q235前后端盖：Q235轴承、螺栓、螺母、毡圈等为标准件2. 轴的直径的初选由于张紧轮所受的力较小（250N），而且轴的材料为 碳素钢（Q235），强度远远足够，因此不需要严格的强度 计算与校核。采用 类比法”来初选轴的直径。参考同类型d = 20 mm已有机器中轴的结构和尺寸，经分析对比，初选轴的直 径为 d=20mm。3. 轴承设计深沟球轴承主要承受纯径向载荷，也可承受少量轴 向载荷。其机构简单，使用方便，应用广泛，因此考虑 采用深沟球轴承。3.1轴承型号及参数图1深沟球轴承结构参考已初选的轴的直径，因此轴承内径 d =20mm。 查阅机械设计手册（第4卷）p28-86,轴承的型号及 各参数确定如下：D = 42mmB=12mm轴承代号6004 ；基本尺寸 D = 42mm ； B=12mm ；基本额定载荷 Cr =9.38kN ； Cor =5.02kN ；d2 = 26.9mm -r 二 0.6mmD2 = 35.1mm ；rmin =0.6mm，取 0.6mm ；球径 Dw =6.35 ；球数N =9 ；da 二 24.0mm安装尺寸：轴径da = 24.0mm 03.2轴承的润滑和密封根据轴颈的速度，轴承可以用润滑脂或润滑油润滑。 润滑方式的选择主要与轴承的速度有关，一般根据速度因数nDm值，参考表选择。表1适用于脂润滑和油润滑的 nDm值界限轴承类型脂润滑润滑油油浴润滑滴油润滑油雾润滑喷射润滑深沟球轴承300 000500 000600 0001 000 0002 500 000角接触球轴承300 000500 000500 000900 0002 500 000圆柱滚子轴承300 000400 000400 0001 000 0002 000 000圆锥滚子轴承250 000350 000350 000450 000推力球轴承70 000100 000200 000油浴润滑计算得到叫二0匸蔦9=362775300000 < 362775 < 500000，因此选油浴润滑。3.3轴承寿命计算因为此设计中，轴承主要受径向力，有Fa Fr乞e,对于深沟球轴承，有X=1 , Y=0。所以其当量动载荷P=XFr =125N。且；=3，C=9.38kN。Lh =816657h故基本额定寿命Lh = 16670iC " =816657hh n IP 丿4. 张紧轮设计图2张紧轮轮廓参数bd = 14mme = 19mmf = 16.5mmA = 0.5mm r2 = 1.0mm' =34da = 162mm查阅机械工程师设计手册（英科宇软件），可知 普通V带轮B型槽的带轮基准宽度bd=14mm；基准线上槽深hamin=3.5mm，取3.5mm；基准线下槽深hfmin=10.8mm，取11mm；槽间距 e=19± 0.4mm，取 19mm；fmin=11.5，取 16.5mm；片=0.20.5,取 0.5；r2 =0.51.0，取 1.0。带轮槽角即=34 。由设计题目已给出的条件知，dd=155mm，故da=dd+2ha=162mm；1 1jdhhf jD=45.5mm ；7B = 109mm张紧轮总宽度B= z1 e 2f = 109mm。考虑到轴承需要容易安装进入带轮中，因此在带轮 孔的两段各倒出2mm的倒角。为减少加工面，带轮孔内两端与轴承配合的部分之 间铣去1mm深的环形槽。5. 端盖设计及毡圈选择为保证轴系的润滑和密封，应在两端设计端盖。轴 承端盖用以固定固定轴承、调整轴承间隙并承受轴向力。轴承端盖的结构有嵌入式和凸缘式两种，每种又有 闷盖和透盖之分。5.1闷盖设计凸缘式轴承端盖安装、拆卸、调整轴承间隙都比较 方便，密封性能也好，所以应用广泛，但外廓尺寸较大, 需要一组螺钉来联接。本设计采用凸缘式端盖。其结构 形状如下图所示。图3端盖结构及参数D=42 mmC=2.5mmm=8mm首先，D由轴承尺寸确定，D=42mm ；C应小于轴承外圈厚，可取 C=2.5mm ;m由结构确定，为保证轴端与端盖不发生干涉，可取 m=8mm ；d3为螺栓孔，查阅参考文献1可确定端盖上螺栓 型号和数目的选择，见下表。表2端盖上螺栓数量的选择轴承外杳端盖上螺栓的选择口煤栓直径初靈栓数目门70-10(k110-14013212-166+jd3 = 6.6mmU = 57mmD2 二 70mmD3 = 34mme = 7 mm、二 1mm由该表可得，螺栓可取M6 （即直径d6mm），在 端盖上打出的通孔直径应稍大于螺栓直径。根据经验公 式，d3=1.ia =6.6mm。根据经验公式：D!=D+2.5d3 : 57mm ；D2 =2.5d3 : 70mm；端盖设计出拔模斜度，故D3 < D，根据经验公式：D3=D-510 mm=3237mm，取 34mm ；e =1.2d3 7mm。此外，为了减少加工面，端部应铸出一个圆形坑，其深度根据经验公式有;=1mm 05.2透盖设计及毡圈的选择在轴伸出端应设计一个透盖，透盖密圭寸件的选择应 根据接触处的线速度大小来确定类型。查阅机械设计手册，毡圈油封用于线速度小于 5m/s的场合，其材料为毛毡。计算轴颈处的线速度得到 v = 1.5m / s : 5m / s，因此 可米用毡圈密封。毡圈及端盖上开槽的尺寸见下图所示。图4透盖槽圈与毡圈结构轴径d毡BDBi r-r s 质里Ag15291460.00102053IP0.0012表3毡圈结构参数D=33mm di = 19mm B=6mmb = 5mm、=12mmD0 = 32mmd0 二 21mm毡圈是标准件，其相关尺寸如下表所示由表格可以查到，毡圈外径选择D=33mm，内径d! =19mm以保证其与轴紧密接合。毡圈外端宽度B=6mm。根据设计手册，透盖上的槽的尺寸选择b =5mm，=12mm， D° = 32mm， d21mm，其余尺寸与闷盖尺 寸相同。6.轴的结构设计6.1材料的选用由于轴所受到的载荷不大（250N）,故选用普通碳素 钢Q235，并且无需热处理。6.2轴的结构设计6.2.1轴上零件装配方案的拟定轴上零件的布置：带轮布置在轴的一端；轴承布置 在带轮孔内对称布置；两端盖布置在带轮两端，对轴起 密封作用。轴上零件的装配：轴承从轴的两端装入，带轮装入后最后装端盖。622确定各轴段的直径和长度轴段上，与轴承配合的轴颈直径必须符合滚动轴承 内径的标准。因此轴上与轴承配合处的直径选择 ©20mm。 其长度左端应与轴承宽度一致，故选择13mm ；右端考虑 到诱盖宽度，选择32mm。两轴承之间的轴环咼度应保证轴承的定位要求，根 据设计手册查得咼度2mm ；长度应该足够保证带轮大部 分装配在该轴段上，根据经验公式选择长度 77 mm。考虑到轴的装配与联接关系，轴伸出端的直径应稍 小于轴承内径，选择*18mm；长度选择50mm。为保证轴与轴承的配合，轴上过渡处的倒圆半径应 小于轴承的倒圆半径，根据经验公式取 R = 0.4mm。轴的结构如下图所示。co*图5轴的结构623轴上零件的固定对于轴承，本设计采用轴肩进行轴向固定。对于带 轮，采用两端端盖并用螺栓栓紧以此保证轴向和径向的 固定。6.2.4轴的制造和轴上零件的装拆为便于轴上零件易于安装，轴端设有 C2的倒角。为 了使零件顺利地装到轴上，减少配合表面的擦伤，安装 时零件所经过的各轴段的直径应小于零件的孔径。7.升降夹及底座的设计7.1升降夹的设计本设计利用张紧轮与升降夹之间的摩擦力来对张紧 轮进行高度上的固定。升降夹横截面呈开口圆环形，圆环开口伸出端有两 个螺栓，利用螺栓的预紧力让升降夹变形以产生正压力, 在升降夹和支架的接触面间形成摩擦力以保持张紧轮高 度不变。为使松开螺栓时升降夹能够在支架上自由上下 移动，升降夹的内径比支架直径大 1mm。升降夹的其他具体尺寸可根据经验公式得到，尺寸 见零件图及装配图。7.2底座的设计底座是对整个张紧装置起着稳定、安全作用的基本 它的设计及尺寸一般按照经验公式进行计算选择。其具 体尺寸见零件图和装配图。8.收获与感想通过近一学期机械设计的学习，给我最深的感受 就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为一名 设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做 一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个 机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设 计思路具有创造性。为什么这样说呢？就拿我设计的 V带张紧装置来 说吧，最初老师让我们设计一个方案出来，使结构简单， 并且造价低，通用性好等特点。我我尽力使自己的设计 减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定 有一定的错误。通过本次设计我学到的不仅仅是 V带传动这单一 方面的了解，让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会 了把自己大学三年所学的知识运用到实际工作中的方 法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉 得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了 很大的麻烦。特别感谢老师给我的悉心指导，还有其他同学给 我在设计方面给予的帮助。我觉得通过这次设计，让我 了解了设计的整个流程，在设计过程中发现了自己的不 足和不少的漏洞让我自己能够在以后加以改正在今后的 工作中能够更好的发挥在大学四年中的知识，在我能够 在以后的分工作中做的更好。参考文献1徐灏.机械设计手册（第4卷）M .北京：机械工业出版社，1991.2李良军 . 机械设计 M. 北京：机械工业出版社， 2002.3何小柏 . 机械设计 M . 重庆：重庆大学出版社 1996.4自然科学基金委员会工程与材料科学部 . 机械与制造科学 M . 北京：科 学出版社， 2006.5濮良贵， 纪名刚. 机械设计学习指南 M . 4 版. 北京： 高等教育出版社， 2001.6朱孝录 . 机械传动设计手册 M .北京：电子工业出版社， 2007.7成大先 . 机械设计图册 M .北京：化学工业出版社， 1997.8秦书安. 带传动技术现状和发展前景 J .机械传动， 2002,26 （4）： 1-2.6.