王增勝 李躍鑫
摘 要:針對V帶傳動設(shè)計,利用機(jī)械設(shè)計手冊軟件版完成了設(shè)計計算,借助SolidWorks軟件建立了小帶輪的三維模型,并生成了二維工程圖。實踐證明,機(jī)械設(shè)計手冊軟件具有直接調(diào)用設(shè)計圖表、自動計算等功能,可快速完成V帶傳動的設(shè)計計算;利用SolidWorks可方便地得到三維模型和二維工程圖,以呈現(xiàn)設(shè)計結(jié)果。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計手冊軟件;SolidWorks;V帶傳動
中圖分類號:TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A doi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.35.114
帶傳動是一種常用的機(jī)械傳動裝置,它是由主動輪、從動輪和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)形傳動帶組成。V帶傳動在一般機(jī)械傳動中應(yīng)用最廣,但其設(shè)計過程相對繁瑣,包含10個左右步驟,涉及10余個公式和圖表。因此,如何提高帶傳動的設(shè)計效率,成為設(shè)計人員面臨的問題。本文利用機(jī)械設(shè)計手冊軟件和SolidWorks軟件對帶傳動的設(shè)計進(jìn)行了探索。
1 V帶傳動算例
設(shè)計由電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式水泵的普通V帶傳動。電動機(jī)為Y160M-4,額定功率P=11kW,轉(zhuǎn)速n1=1460r/min,水泵軸轉(zhuǎn)速為n2=400r/min,軸間距約為1500mm,每天工作24小時。
本文分別利用機(jī)械設(shè)計手冊軟件和SolidWorks軟件對以上V帶傳動進(jìn)行設(shè)計計算和建模。
2 V帶傳動設(shè)計計算
打開機(jī)械設(shè)計手冊軟件版,在菜單欄依次點擊[常用設(shè)計計算程序]→[帶傳動設(shè)計]進(jìn)入設(shè)計界面。點擊[開始新的計算],輸入設(shè)計者和單位等信息,點擊[確定]按鈕,在打開的新界面中選擇V型帶設(shè)計,開始V帶傳動的設(shè)計計算。
(1)輸入初始參數(shù)。
根據(jù)已知條件,將初始參數(shù)輸入?yún)?shù)輸入框,如圖1所示。
(2)選定帶型和基準(zhǔn)直徑。
根據(jù)空、輕載啟動,每天工作24小時,載荷變動小,減速傳遞等條件,查詢確定KA=1.3;點擊[計算]按鈕,得設(shè)計功率Pd=14.3kW。根據(jù)Pd=14.3kW和n1=1460r/min,查詢普通V帶選型圖,確定為B型。根據(jù)普通V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑及帶輪直徑系列,結(jié)合普通V帶選型圖中的帶輪直徑范圍,確定小帶輪直徑為dd1=140mm;點擊[計算]按鈕,得大帶輪直徑dd2=503.34mm,點擊[查詢]按鈕,取大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=500mm,如圖2所示。
(3)軸間距的確定。
初定軸間距,根據(jù)算例要求,選擇“根據(jù)結(jié)構(gòu)要求定”,輸入a0=1500mm。點擊[計算]按鈕,得V帶基準(zhǔn)長度為Ld0=4026.91mm,點擊[查詢]按鈕,確定V帶基準(zhǔn)長度Ld=4000mm。點擊[計算]按鈕,得實際軸間距a=1487mm,如圖3所示。
(4)額定功率及增量的確定。
根據(jù)dd1=140mm和n1=1460r/min查得B型帶P1=2.82kW。考慮傳動比的影響,查得額定功率的增量
P1=0.46kW,輸入相應(yīng)文本框,如圖4所示。
額定功率增量
(5)帶速、包角和V帶根數(shù)。
點擊[查詢]按鈕,查得小帶輪包角修正系數(shù)Kα=0.965,帶長修正系數(shù)KL=1.13,將以上兩個參數(shù)輸入相應(yīng)文本框,點擊[計算]按鈕,得帶速v=10.7m/s,小帶輪包角α=166.13°,帶根數(shù)z=4根,如圖5所示。
(6)各項力的計算。
點擊[查詢]按鈕,得B型V帶每米長的質(zhì)量為m=0.17kg/m,點擊[計算]按鈕,得單根V帶預(yù)緊力F0=285.19N,作用在軸上的力Fr=2264.83N,如圖6所示。
至此,V帶傳動的設(shè)計計算部分結(jié)束。
3 V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計與建模
此處以小帶輪為例確定其結(jié)構(gòu)和尺寸。由Y160M-4電動機(jī)可知,其軸伸直徑d=42mm,長度L=110mm。故小帶輪軸孔直徑應(yīng)取d0=42mm,轂長應(yīng)小于110mm。由文獻(xiàn)[1]查得小帶輪結(jié)構(gòu)為實心輪,輪槽尺寸分別為:基準(zhǔn)寬度bd=14mm,基準(zhǔn)線上槽深ha=3.5mm,基準(zhǔn)線下槽深hf=11mm,槽間距e=19mm,第一槽對稱面至端面距離f=12.5mm,帶輪寬B=(z-1)e+2f=(4-1)19+2 12.5=82mm,外徑da=dd+2ha=140+2 3.5=147mm,輪槽角φ=34°。
根據(jù)以上設(shè)計尺寸,在SolidWorks中建立小帶輪的三維模型,如圖7所示。由三維模型自動生成小帶輪的工程圖,并完善尺寸標(biāo)注等,得到小帶輪的工程圖,如圖8所示。
4 結(jié)論
(1)利用機(jī)械設(shè)計手冊軟件的自動調(diào)用設(shè)計資料、自動計算功能可快速完成V帶傳動的設(shè)計計算。
(2)利用SolidWorks軟件可由三維模型自動生成二維工程圖,通過完善尺寸標(biāo)注等可方便地完成V帶輪的零件工作圖。
(3)利用機(jī)械設(shè)計手冊軟件和SolidWorks軟件等現(xiàn)代設(shè)計手段,可有效提高機(jī)械設(shè)計效率。
參考文獻(xiàn)
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