题目
一普通V带传动,已知带的型号为A型,两个V带轮的基准直径[1]分别为125(mm)和250(mm),初定中心距a_0=450(mm)。用于电动机与物料磨粉机之间,作减速传动,每天工作8(h)。已知电动机功率P=4(kW),转速n_1=1440(r/min)。试求(1) 初步计算带的长度L_0;(2) 按教材表13-2选定带的基准长度L_d;(3) 确定实际的中心距;(4) 所需A型带的根数。
一普通V带传动,已知带的型号为A型,两个V带轮的基准直径[1]分别为$125\text{mm}$和$250\text{mm}$,初定中心距$a_0=450\text{mm}$。用于电动机与物料磨粉机之间,作减速传动,每天工作$8\text{h}$。已知电动机功率$P=4\text{kW}$,转速$n_1=1440\text{r/min}$。
试求
(1) 初步计算带的长度$L_0$;
(2) 按教材表13-2选定带的基准长度$L_d$;
(3) 确定实际的中心距;
(4) 所需A型带的根数。
题目解答
答案
1. 初步计算带长:
\[
L_0 = 2a_0 + \frac{\pi}{2}(d_1 + d_2) + \frac{(d_2 - d_1)^2}{4a_0} = 900 + 589.05 + 8.68 \approx 1498 \, \text{mm}
\]
2. 根据标准,选择 $ L_d = 1600 \, \text{mm} $。
3. 实际中心距:
\[
a = a_0 + \frac{L_d - L_0}{2} = 450 + \frac{1600 - 1497.73}{2} \approx 501 \, \text{mm}
\]
4. 单根带许用功率:
\[
[P] = P_0 \times K_\alpha \times K_L = 1.92 \times 0.95 \times 0.97 \approx 1.77 \, \text{kW}
\]
所需根数:
\[
z = \frac{K_A P}{[P]} = \frac{1.1 \times 4}{1.77} \approx 2.486 \implies z = 3
\]
最终结果:
1. 初步带长 $ L_0 \approx 1498 \, \text{mm} $。
2. 基准长度 $ L_d = 1600 \, \text{mm} $。
3. 实际中心距 $ a \approx 501 \, \text{mm} $。
4. 所需A型带根数为 3 根。
解析
本题主要考查普通V带传动的相关计算,包括带的长度计算、基准长度选择、实际中心距确定以及所需V带根数的计算。解题思路如下:
- 初步计算带的长度 $L_0$:
- 根据带长计算公式 $L_0 = 2a_0 + \frac{\pi}{2}(d_1 + d_2) + \frac{(d_2 - d_1)^2}{4a_0}$ 进行计算,其中 $a_0$ 为初定中心距,$d_1$ 和 $d_2$ 分别为两个V带轮的基准直径。
- 已知 $a_0 = 450\text{mm}$,$d_1 = 125\text{mm}$,$d_2 = 250\text{mm}$,将其代入公式可得:
$\begin{align*}L_0&= 2\times450 + \frac{\pi}{2}(125 + 250) + \frac{(250 - 125)^2}{4\times450}\\&= 900 + \frac{\pi}{2}\times375 + \frac{125^2}{1800}\\&= 900 + 589.05 + 8.68\\&\approx 1498 \, \text{mm}\end{align*}$
- 按教材表13 - 2选定带的基准长度 $L_d$:
- 由于计算得到的初步带长 $L_0\approx1498\text{mm}$,需要根据标准带长系列选择与之接近的基准长度 $L_d$。
- 通常标准带长有一系列固定值,根据常见标准,选择 $L_d = 1600 \, \text{mm}$。
- 确定实际的中心距 $a$:
- 根据实际中心距计算公式 $a = a_0 + \frac{L_d - L_0}{2}$ 进行计算。
- 已知 $a_0 = 450\text{mm}$,$L_d = 1600\text{mm}$,$L_0\approx1497.73\text{mm}$(这里使用更精确的 $L_0$ 值),将其代入公式可得:
$\begin{align*}a&= 450 + \frac{1600 - 1497.73}{2}\\&= 450 + \frac{102.27}{2}\\&= 450 + 51.135\\&\approx 501 \, \text{mm}\end{align*}$
- 所需A型带的根数 $z$:
- 首先需要计算单根带的许用功率 $[P]$,计算公式为 $[P] = P_0 \times K_\alpha \times K_L$,其中 $P_0$ 为单根V带的基本额定功率,$K_\alpha$ 为包角系数,$K_L$ 为带长系数。
- 假设查得 $P_0 = 1.92\text{kW}$,$K_\alpha = 0.95$,$K_L = 0.97$,则:
$\begin{align*}[P]&= 1.92 \times 0.95 \times 0.97\\&\approx 1.77 \, \text{kW}\end{align*}$ - 然后根据所需根数计算公式 $z = \frac{K_A P}{[P]}$ 进行计算,其中 $K_A$ 为工作情况系数,$P$ 为电动机功率。
- 已知 $K_A = 1.1$,$P = 4\text{kW}$,$[P]\approx1.77\text{kW}$,将其代入公式可得:
$\begin{align*}z&= \frac{1.1 \times 4}{1.77}\\&\approx 2.486\end{align*}$ - 由于V带的根数必须为整数,且为了保证传动的可靠性,应向上取整,所以 $z = 3$。