机械设计,解答题

这种由于带的变形而引起的带与带轮之间的相对 则是带在带轮的全部接触弧上发生的显著的相对滑
滑动，称为带的弹性滑动。
动。从本质上看，弹性滑动是由于带本身的弹性和
结果为：a 带的传动不稳定，b 降低了传动效率， 带传动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两
c 引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。
边就必须出现压力差，故弹性滑动是不可避免的。
动的同时将向后微微收缩，使得带的速度也会逐渐 的运动处于不稳定状态，不能正常工作，并且磨损
落后于主动轮的圆周速度。即由于弹性变形而引起 严重，温度剧烈升高。
的带与带轮间的相对滑动。同理这种现象也会发生 结果：打滑将造成带的严重磨损；从动轮转速急速
在带绕过从动轮过程中，由于绕过从动轮时其拉力 下降，甚至停转，带的运动处于不稳定状态，带不
轮直径；反之，带轮直径过大，则轮廓尺寸就打。
圆周力一样大。
B 初拉力决定了带轮传动的能力，但不宜过大，太 初拉力不变，小带轮包角不变，则有效拉力肯定
大的初拉力会导致摩擦加剧，影响带的寿命并且增 不变。
大了对轴和轴承的压力。
主动轮打得，因大带轮主动时的带速快，装置的
C 适当提高带速，在相同的传递功率下，单根带的 传递功率大。
带的弹性滑动是由于带的拉力差和带的弹性变 打滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩
形引起的，而弹性变形与带的弹性模量有关，选用 擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，
弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动，但因为 故在工作中可以、而且应该避免。打滑是弹性滑动
摩擦型带传动中，正是通过弹性带的拉力差传递载 从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑可
将逐渐变大，其带的拉伸变形也逐渐变大，因此， 能正常工作，致使传动失效。
带随着带轮向前运动的同时，还将微微向前伸长，
弹性滑动和打滑是既有区别又有联系的两种完
从而使带的速度将逐渐领先于从动轮的圆周速度， 全不同的物理现象。从现象上看，弹性滑动是带在
即带和带轮之间发生了相对滑动。
带轮的局部接触弧面上发生的微量相对滑动；打滑
准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需
要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力
较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。 同时链传动能用于高温、易燃场合。
3：铰制孔用螺栓和普通螺栓有什么区别？
c：双头螺栓连接：螺杆两端无钉头，但均有螺纹，
普通螺栓连接的螺栓与孔之间留有间隙，孔的直径 装配时一端旋入被连接件，另一端配以螺母，适于
大约是螺栓公称直径的 1.1 倍，孔壁上不制作螺纹， 常拆卸而被连接件之一较厚时。装拆时只需拆螺母，
通孔的加工精度要求较低，结构简单，装拆方便， 而不将双头螺栓从被连接件中拧出。
14：试说明带轮直径、初拉力、包角、摩擦系数、 15：如果不改变两个 V 带轮的直径，把主、从动轮
带速、中心距对带传动分别有何影响？
互换，降速传动变成升速传动，其他条件不变，哪
A 带轮直径小则带的弯曲应力大，因此不宜取的太 种装置传递的圆周力大？哪种装置传递的功率大？
小，对每种截型的 V 带都规定了允许采用的最小带 寿命长？为什么？
螺旋副关系的永久防松。 A 摩擦防松：对顶螺母，弹簧垫圈，自锁螺母。 B 机械防松：开口销与六角开槽螺母，止动垫圈，串 联钢丝。 C 破坏螺旋副关系的永久防松：铆合，冲点，涂胶黏 剂。（11，09，04） 7：为什么只受预紧力的紧螺栓连接，对螺栓的强度 计算要将预紧力增大到它的 1.3 倍纯拉伸计算？
平键连接的可能失效形式有：较弱零件工作面被压 证准确的传动比。同步带可以克服上述缺点但制造
溃（静连接）、磨损（动连接）、键的剪断。因此， 和安装要求比较高。
对于普通平键连接只需进行挤压强度计算；而对于 11：传动带工作时受哪些力的作用？
导向平键或滑键连接需进行耐磨性的条件性计算。 传动带工作时受拉伸应力；传动带绷在轮上产生的
平键的两侧面为工作面，平键连接是靠键和键槽侧 心距要求，，过载时带会打滑从而保护其他零件不受
面挤压传递转矩，键的上表面和轮毂槽底之间有间 损坏。
隙。平键连接具有结构简单、装拆方便、对中性好 缺点：传带寿命较短，外廓尺寸和作用在轴上的载
等优点，因而应用广泛。
荷比啮合传动大；带与带轮间有相对滑动，不能保
应用十分广泛。铰制孔用螺栓连接的被连接件通孔 d：螺钉连接：适于被连接件之一较厚（上带螺纹孔）、
与螺栓的杆部之间采用基孔制过渡配合（H7/m6）， 不需经常装拆、受载较小的情况。一端有螺钉头、
螺栓能精确固定被连接件的相对位置，并能承受横 不需螺母。e：紧定螺钉连接：拧入后，利用杆末端
向载荷。这种连接对孔的加工精度要求较高，应精 顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定
螺纹中各承受何种力的作用？ 松螺栓连接只承受工作载荷作用；紧螺栓连接不仅
承受拉伸应力还承受扭转应力作用。
8：既受预紧力，又受工作拉力的紧螺栓连接，螺栓
和被连接件的刚度对螺栓上的总压力有何影响？ 增加被连接件刚度和减少连接螺栓的刚度都可以减 小螺栓疲劳强度的应力幅，提高疲劳强度，降低总 压力，但在外工作拉力不变的前提下，会导致残余 预紧力的减小，从而降低了连接的紧密性。适当加 大预紧力可以适当保持紧密，但不宜增加太多。 a 减小螺栓刚度:适当增加螺栓长度；采用腰状杆或 空心螺栓；采用较软的垫圈或在螺母下面安置弹性 元件，但这种方法会导致紧密性有所下降。
1：相同公称直径的细牙螺纹和粗牙螺纹的区别？ 2：螺栓、双头螺柱、紧定螺钉连接在应用上的不同？
普通三角螺纹的牙型角为 60 度，又分为粗牙螺纹 a：普通螺栓连接：被连接件不太厚，螺杆带钉头，
和细牙螺纹，粗牙螺纹用于一般连接，细牙螺纹在 通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装
相同公称直径时，螺距小、螺纹深度浅、导程和升 配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构
荷的，因为弹性滑动是带传动正常工作时固有的特 以起到过载保护作用，避免其他零件发生损坏。但
性，不能完全消除，是不可避免的。
应尽量采取措施克服，以免带磨损发热使带损坏。
13：打滑首先发生在哪个带轮上？为什么
正常情况下，带的弹性滑动不是发生在整个接触弧上。接触弧可分为有相对滑动的（滑动弧）和无相对 滑动的（静弧）两部分，两段弧所对应的中心角分别称为滑动角和静角。静弧总是位于带绕上主、从动轮 的开始部分，滑动弧位于带离开主、从动轮的那一部分接触弧上。当带不传递载荷时，滑动角为 0，弹性 滑动只发生在带的滑动弧上，随着载荷的增加，滑动角逐渐增大，而静角逐渐减小。当滑动角增大到带轮 包角 a1 时，达到极限状态，带传动的有效拉力达到最大值。如果工作载荷继续增大，则带与带轮间就将发 生显著的相对滑动，即产生打滑。带在大轮包角 a2>小轮包角 a1，所以打滑总是先在小带轮上发生。
则会引起震颤。
计？为什么？
E 小带轮包角如果太小则带与带轮接触面积小，摩 应该按低速设计，因为转速低，在相同功率下所
擦力会减小，传动能力会下降。
需要的有效拉力就大。带传动尺寸也就大，可以满
F 摩擦系数大则带与带轮之间的传动能力就强，但摩 足较大负荷和较高速度的需要。
擦加剧会影响带的寿命。
17：带传动的失效形式和计算准则是什么？
受预紧力的紧螺栓连接在拧紧力矩的作用下，螺 栓除了要受到预紧力的拉伸应力外，还要受到螺纹 摩擦力矩的扭转而产生扭转应力，所以处于复合应 力状态。设计中要综合考虑拉应力和扭转应力，其 处理方法是把计算应力乘以 1.3，即把拉应力增大 30%以考虑扭转应力的影响。
6：对于承受轴向载荷的松螺栓连接和紧螺栓连接，
而轴向承载能力和普通螺栓相同。】（02，02）
于复合应力状态。设计中要综合考虑拉应力和扭转
5：防松原理和防松装置有哪些？
应力，其处理方法是把计算应力乘以 1.3，即把拉应
防松的根本在于防止螺旋副在受载荷时发生相对转 力增大 30%以考虑扭转应力的影响。
动，防松的方法分为：摩擦防松，机械防松和破坏 例如：压力容器的紧连接。
【普通螺栓能承受横向和轴向的载荷，但横向载荷 例如：拉杆、起重吊钩等。
主要靠预紧力带来的摩擦力来承受； 铰制孔用螺栓 紧螺栓装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作
是承受横向载荷的，其横向载荷靠螺栓本身的抗剪 用下，螺栓除了要受到预紧力的拉伸应力外，还要
和抗挤压强度来承受，承载能力远高于普通螺栓， 受到螺纹摩擦力矩的扭转而产生扭转应力，所以处
确铰制，也因此得名。 铰制孔用螺栓用于需要被 零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭矩。
连接件精确定位的场合。工作时靠螺栓光杆部分传 4：什么是松连接?什么是紧连接？举例
递载荷。该类螺栓在连接的同时还可起销轴的作用， 松连接是指装配时，螺母不需要拧紧，在承受工
如作为铰链轴，滑轮轴等。
作载荷之前，螺栓不受力。这种连接应用范围有限，
角也小，自锁性能好，适合用于薄壁零件和微调装 简单，装拆方便，可多个装拆，应用较广。
置。细牙螺纹的自锁性能好，抗振动防松的能力强， b：精密螺栓连接：装配后无间隙，主要承受横向载
但由于螺纹牙深度浅，承受较大拉力的能力比粗牙 荷，也可作定位用，采用基孔制配合铰制孔螺栓连
螺纹差。 （08 、12）
接（H7/m6,H7/n6）。
有效拉力就会减小，带的根数就可以减少；但过大 主动轮小的带速度小，单位时间内应力循环次数
的带速会增大离心力，反而会降低摩擦力和有效拉 就少，寿命就长。
力。
D 中心距太小会减小包角，使传动摩擦力减小，影
响传动能力；而且中心距过小会使带的循环次数增 16：某一普通 V 带传动装置工作时有两种转速，若
加，导致工作寿命的下降。反之，如果中心距过大， 传递功率不变，带应该按高速设计还是按低速设
使用时，带的长度基本一致；所以其预紧力和每条 带上分布的作用力也基本一致；随着使用时间的延 长， 带在应变力反复拉伸和磨损下会或多或少地发 生一些松弛现象。当一条带坏掉时，换上一条信带， 那么其预紧力就有可能比其他带大得多，结果导致 新带磨损加剧，快速失效。