机械设计第八章-带传动思考题答案

机械设计第八章-带传动思考题答案
《带传动》课堂练习题
一、填空题
1、普通V带传动中，已知预紧力F
=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则
工作时的紧边拉力F
1为 2900 ，松边拉力F
2
为 2100 。

2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于 F
、α、 f 三个因素。

3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。

4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。

5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。

6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。

7、皮带传动中，预紧力F
过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。

8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D
1lim。

的主要目的是防止带的弯曲应力过大。

9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。

10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动，多发生在小带轮上。

刚开始打滑时紧边拉力F
1与松边拉力F
2
的关系为 F
1
=F
2
e fα。

11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。

12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥d
rnin
，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。

13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。

最大应力等于σ1+σb1+σc ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。

14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。

二、选择题
1、带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F
2
满足关系 B
2、带传动中，选择V带的型号是根据 C 。

A．小带轮直径 B．转速
C．计算功率和小带轮转速 D．传递功率
，这样带传动不会产
3、当要求单根V带所传递的功率不超过该单根V型带允许传递的功率P
生 C 失效。

A．弹性滑动 B．打滑 C．疲劳断裂
D．打滑和疲劳断裂 E．弹性滑动和疲劳断裂
4、带传动主动轮直径D1=180mm，转速n1=940 r／min，从动轮直径D2=710mm，转速n2=233 r
／min，则传动的滑动率ε= D 。

A．1．2％ B．1．5％ C．1．8％ D．2．2％
5、在进行V带传动设计计算时，若v过小，将使所需的有效拉力
B 。

A．过小 B．过大 C．不变
6、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于 C 。

A．带不是绝对挠性体 B．带绕过带轮时产生离心力
C．带的紧边与松边拉力不相等
7、带传动中弹性滑动的大小随着有效拉力的增大而 A 。

A．增加 B．减 c．不变
8、工作条件与型号一定的v型带，其弯曲应力随小带轮直径的增大而 A 。

A．降低 B．增大 C．无影响
9、带传动中，用 A 方法可以使小带轮包角α1加大。

A．增大小带轮直径的d1 B．减小小带轮直径d1
C．增大大带轮直径d2 D．减小中心距a
10、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于 C 。

A．包角α1太小 B．初拉力F0太小
C．紧边与松边拉力不等 D．传动过载
11、如果单根V带所传递的功率不超过实际所允许传递的功率，则该V带传动就不会产生 B 失效。

A．打滑 B．带的疲劳断裂 C．带的疲劳断裂和打滑
12、v带轮的最小直径dmin取决于 A 。

A．带的型号 B．带的速度 C．主动轮速度 D．带轮结构尺寸
13、v带传动和平型带传动相比，V带传动的主要优点是 A 。

A．在传递相同功率条件下，传动尺寸小 B．传动效率高
C．带的寿命长 D．带的价格便宜
14、带传动的中心距与小带轮的直径一定时，若增大传动比，则小带轮上的包角 A 。

A．减小 B．增大 C．不变
15、带传动的传动比与小带轮的直径一定时，若增大中心距，则小带轮上的包角 B 。

A．减小 B．增大 C．不变
16、一般v带传动的主要失效形式是带的 C 及带的 E 。

A．松弛 B．颤动 C．疲劳破坏
D．弹性滑动 E．打滑
17、带传动采用张紧轮的目的是 D 。

A．减轻带的弹性滑动 B．提高带的寿命
C．改变带的运动方向 D．调节带的初拉力
18、若传动的几何参数保持不变，仅把带速提高到原来的两倍，则V带所能传递的功率将
A 。

A．低于原来的两倍 B．等于原来的两倍 C．大于原来的两倍
19设由疲劳强度决定的许用拉应力为[σ]，并且σ0、σ1、σ2、σb1、σb2、σc依次代表带内的初拉应力、紧边拉应力、松边拉应力、在小带轮上的弯曲应力、在大带轮上的弯曲应力和离心应力，则保证带的疲劳强度应满足 D 。

20、带传动不能保证正确的传动比，其原因是 C 。

A．带容易变形和磨损 B．带在带轮上打滑
C．带的弹性滑动 D．带的材料不遵守胡克定律
21、带传动的设计准则为 C 。

A．保证带传动时，带不被拉断
B．保证带传动在不打滑条件下，带不磨损
C．保证带在不打滑条件下，具有足够的疲劳强度
22、以打滑和疲劳拉断为主要失效形式的是 D 传动。

， A．齿轮 B．链 C．蜗杆 D．带
23、带传动中的弹性滑动是 C 。

A．允许出现的，但可以避免
B．不允许出现的，如出现应视为失效
C．肯定出现的，但在设计中不必考虑
D．肯定出现的，在设计中要考虑这一因素
24、V带传动限制带速v=25～30m/s，其目的是限制 B ；限制小带轮的直径Dmin，其目的是限制A ；保证包角≥120°，其目的是保证 F 。

A．弯曲应力 B．离心应力 C．拉应力
D．紧边拉力 E．松边拉力 F．有效拉力．
25、带传动采用张紧轮的目的是 D 。

A．减轻带的弹性滑动 B．提高带的寿命
C．改变带的运动方向 D．调节带的初拉力
三、判断题
1、带的弹性滑动使传动比不准确，传动效率低，带磨损加快，因此在设计中应避免带出现弹性滑动。

( F )
2、在传动系统中，皮带传动往往放在高速级是因为它可以传递较大的转矩。

( F )
3、带传动中的弹性滑动不可避免的原因是瞬时传动比不稳定。

( F )
4、V带传动中其他条件相同时，小带轮包角越大，承载能力越大。

( T )
5、带传动中，带的离心拉应力与带轮直径有关。

( F )
6、弹性滑动对带传动性能的影响是：传动比不准确，主、从动轮的圆周速度不等，传动效率低，带的磨损加快，温度升高，因而弹性滑动是种失效形式。

( F )
7、带传动的弹性打滑是由带的预紧力不够引起的。

( F )
8、当带传动的传递功率过大引起打滑时，松边拉力为零。

( F )
9、V型带的公称长度是指它的内周长。

( F )
10、若一普通v带传动装置工作时有300 r／min和600 r／rain 两种转速，若传递的功率不变，则该带传动应按600 r／min进行设计。

( F )
11、若带传动的初拉力一定，增大摩擦系数和包角都可提高带传动的极限摩擦力。

( T )
12、传递功率一定时，带传动的速度过低，会使有效拉力加大，所需带的根数过多。

( T )
13、带传动在工作时产生弹性滑动是由于传动过载。

( F )
四、分析计算题
1、图 (a)为减速带传动，图 (b)为增速带传动，中心距相同。

设带轮直径d1=d4，d2=d3，带轮1和带轮3为主动轮，它们的转速均为n。

其他条件相同情况下，试分析：
(1)哪种传动装置传递的圆周力大?为什么?
(2)哪种传动装置传递的功率大?为什么?
(3)哪种传动装置的带寿命长?为什么?
2. 带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？
解题要点：
（1）中心距愈小，带长愈短。

在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。

（2）传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。

3、图所示两种传动方案中，你认为哪种方案较合理?试分析，说明原因。

【解答】第二种方案较为合理。

原因是：
(1)带传动宜放在高速级，功率不变情况下，高速级速度高，带传动所需有效拉力就小，带传动的尺寸也比较小。

(2)带传动直接与电机相联，可对传动系统的冲击、振动其缓冲作用，对电机有利。

(3)齿轮减速器中输入和输出的轴段长，原动机和工作机的振动和冲击对齿轮传动影响小；轴的单位长度扭转变形小，轴的扭转刚性较好；轴的扭转剪应力分布减弱了弯曲正应力的分布不均。

(4)第二种方案的纵向尺寸较小，结构紧凑。

4、有一V带传动，传动功率为P=3.2kW，带的速度为v=8.2m ／s，带的根数z=4。

安装时测
得预紧力F
0=120 N。

试计算有效拉力F
e
、紧边拉力F
l
、松边拉力F
2。

5、皮带传动大小包角为180°。

带与带轮的当量摩擦系数为fv=0.5123，若带的初拉力F0=100 N ，不考虑离心力的影响。

传递有效圆周力Fe=130 N 时，带传动是否打滑?为什么?
6、B 型V 带传动中，已知：主动带轮基准直径d 1=180mm ，从动带轮基准直径d 2=180mm ，两轮的中心距α=630mm ，主动带轮转速1n 1 450 r/min ，能传递的最大功率P=10kW 。

试求：V 带中各应力，并画出各应力1σ、σ2、σb1、σb2及σc 的分布图。

附：V 带的弹性模量E=130~200MPa ；V 带的质量q=0.8kg/m ；带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51；B 型带的截面积A=138mm2；
B 型带的高度h=10.5mm 。

解题要点：
V 带传动在传递最大功率时，紧边拉力F 1和松边拉力F 2的关系符合欧拉公式，即
F 1/F 2=551.0≈=πe e a f v 。

111215
45F F F F F F e =-
=-= 带速 s m n d /67.131000
601450
1801000
601
1==
=
ππυ
有效圆周力 N P
F e 732
67
.1310
10001000=?=
=
υ
N F F e e 9157324
5
45=?==
V 带中各应力：紧边拉应力 63.6138
915
11===A F σ MPa 离心力6.3367.1318.022=?==υq F e N
离心拉应力
24.0138
6.33===
A F c c σ MPa 弯曲应力 92.9180
5.1017011=?==d h E
b σ MPa 最大应力55.16)92.963.6(11max =+=+≈b σσσ MPa 各应力分布如图所示。

7、设计由电动机至凸轮造型机凸轮轴的V 带传动，电动机的功率P =1.7kW, 转速为
1n =1430r/min ，凸轮轴的转速要求为2n =285 r/min 左右，根据传动布置，要求中心距约为500mm
左右。

带传动每天工作16h 。

试设计该V 带传动。

解题要点：
（1）确定计算功率P ca
根据V 带传动工作条件，查表可得工作情况系数K A =1.3，所以P ca =K A P =1.3×1.7=2.21 kW （2）选取V 带的型号
根据P ca 、1n ，由图确定选用Z 型V 带。

（3）确定带轮基准直径d 1、d 2 取主动轮基准直径为
d 1=400mm 。

验算带的速度：
)100060/(11?=n d πυ
[]s m s m /25
/99
.5)100060(143080<==π
故带的速度合适。

（4）确定V 带的基准长度和传动中心距
根据0.7(d 1+d 2)
0212120/)(25.0)(5.02a d d d d a L d
-+++='π []
500/)80400(25.0)80400(5.050022-?++?+?=π
=1 805.2 mm
选取带的基准长度L d =1800mm 。

计算实际中心距：
]2/)18051800(500[2/)(60-+='-=d
d L L a a =497.5 mm
（5）验算主动轮上的包角α1
α1=)/(180)(18012a d d π??--? =)5.49714.3/(180)80400(180--? =?>''12031.143
故主动轮上的包角合适。

（6）计算V 带的根数z
])/[(00L a A K K P P P K z ?+=
由n 1=1430r/min ，d 1=80mm ；i = d 2/d 1=5，查表得
P 0=0.35kW, 0P ?=0.03kW K a =0.9， K L =1.18。

所以z=2.21/[0.35+0.03] ×0.9×1.18]=5.48 取z=6根。

（7）计算预紧力F 0
N
F q K z P F a ca 8
.5699.506.019.05.299.5621.2500
15.2500202
0=?+??
-??=+
-=υυ
（8）计算作用在轴上的压轴力F Q
N zF F Q 9
.646)2/3.143sin(8.5662)2/sin(210===α（9）带轮结构设计（略）。