机械设计基础-电动打磨机.doc

机械设计基础课程作业 作业提交日期 2013年4月24日 得 分 评阅人 作业章节及名称 第六章 带传动 评分要点 （章节学习要求） 作 者 姓 名 俞贝娜 学 号 110820119 产品属性 名 称 手持式电动打磨机 用 途 用于对物体表面作打磨抛光处理，可在模型制作、雕塑等场合使用，做细节处理。 功 能 电动打磨物体表面，使其表面光滑。 使用方法 打开开关，砂轮高速旋转。手持手柄将砂轮贴近要做打磨处理的表面，在打磨区域内缓慢平稳移动砂轮，至表面光滑。 设计产品采用的软件 名称 solidworks 产品三维模型图 所用机 概念 设计 机构类型名称 V带传动机构 机构运动简图 机构参数设计计算 机构传动比： 在对电动机功率要求不高的情况下，又保证砂轮较高的转速，这里定机构传动比i=1.2。 选择V带型号： 确定要传递的功率P=2kW，主动带轮的转速n1=2000r/min。 此传动机构用于打磨机械中，载荷变动较大。每天的工作时间一般不超过10小时，且属于软起动。查表带传动机构的工作状况系数KA，得KA=1.2。则计算功率Pc=KA·P=1.2·2=2.4kW。 由普通V带选型图知，计算功率Pc=2.4kW和主动带轮转速n1=2000r/min的坐标落在Z型带范围内，故应选用Z型V带。 确定主、从动带轮基准直径dd1和dd2，验算带速v： 因选择Z型V带，由表普通V带基准直径系列，选取小带轮的基准直径dd1=63mm（受产品尺寸限制)。 根据机构传动比i=1.2，不考虑弹性滑动影响，计算dd2=n1·dd1/n2=75.6mm.按表普通V带基准直径系列圆整后，取dd2=75mm。 根据小带轮基准直径dd1及转速n1，计算得带速v=3.14·dd1·n1 /60·1000=6.6m/s，满足要求。 确定主、从动带轮中心距a和传动带的基准长度Ld，验算小带轮包角： 由经验公式0.7（dd1 +dd2 ）≤ a0 ≤2（dd1 +dd2 ），初步确定a0 =150mm。 由Ld 0≈ 2a+3.14（ dd1 +dd2 ）/2+（dd2 -dd1 )＾2/4a =517mm，由表普通V带的基准长度系列 （GB/T 11544-1997) ,Ld =530mm。 则实际中心距a≈a0 +（Ld -Ld 0 ）/2=156.5mm.此时，小带轮包角α1 ≈175.6°， 满足要求。 确定V带根数z： 查表单根普通V带基本额定功率P1，得P1=0.32 。查表单根普通V带额定功率增量△P1，得△P1=0.02 。查表带长修正系数KL,得KL=0.96。查表小带轮包角修正系数Kα，得Kα=0.99.由式z≥Pc /（P1+△P1)KLKa =7.4， 得z=8 。 确定带的预紧力F0 : F0 =500(2.5/Kα -1）Pc /zv+qv＾2=37N 。 计算带轮对于轴的作用力FQ : FQ =2z F0 sinα/2=591.5N 。 机构特性分析（包括运动和传力性能分析） 产品中带传动机构的优缺点： 优点：传递功率较大，结构简单紧凑。带有良好弹性，可缓和冲击，使传动平稳，噪声小。过载时打滑，防止其他零件损坏。 缺点：传动的外廓尺寸较大，使打磨机整体尺寸变大。带有弹性滑动，不能保证准确的传动比，传动效率较低。带寿命较短，需定期更换。需施加初拉力，使轴的受力较大。 弹性滑动对从动轮转速的影响： 不考虑弹性滑动时，n2=2000/1.2 r/min，dd2=n1/n2·dd1=75.6mm。 考虑弹性滑动时，为保证从动带轮转速精确满足设计要求，n2=2000/1.2 r/min，dd2=n1/n2·dd1·（1-ε）=74.088mm。 带传动机构的应力特征分析： 带内应力包括由传动带的离心力引起的拉应力、由紧边和松边拉力引起的拉应力、带在弯曲部位产生的弯曲应力。 带内应力分布图： 带内最大应力发生在带与带轮刚发生接触的位置。 详细 设计 机构的零部件结构设计 带轮结构设计： 这里的带传动用于低速传动，传递的功率也不大，故选用铝合金作为带轮的材料，可减轻带轮的重量。 由带轮的轮毂直径dz=36mm，dd ≤ （2.5~3）dz，所以带轮采用实心式轮辐结构。 带轮轮缘上共8个轮槽，轮槽结构可由表V带轮轮缘尺寸（GB/T 13575.1-1992)查得。 提交设计作业文件 (1) 设计产品所用软件的文件格式，即源文件； (2) 产品三维模型图及其动画文件（avi 文件格式，要求透视出所用机构原型）； (3) 设计