第七八章 带传动和链传动分析
湖南大学2021年硕士807机械设计基础考试大纲及参考书
2021年硕士807机械设计基础考试大纲2021-11-09全日制硕士专业学位研究生入学考试《机械设计基础》考试大纲参考书目：《机械设计基础》第二版，湖南大学出版社，刘江南、郭克希主编。
第1章绪论1．掌握构件、零件、运动副等大体概念。
第2章机械设计基础知识1．掌握失效、变应力、应力比、疲劳极限等大体概念。
2．了解机械零件工作能力计算准则。
第3章平面机构基础知识1．掌握运动副、构件的分类和表示方式。
2．能够绘制较简单的机构运动简图。
3．掌握平面机构自由度的计算公式及其应用；能准确地识别和处置复合较链、局部自由度和常见虚约束。
4．掌握机构具有肯定运动的条件。
5．了解速度瞬心的概念及其求法。
第4章平面连杆机构1．了解铰链四杆机构的大体类型。
2．掌握平面四杆机构曲柄存在的条件，能判别存在曲柄的平面四杆机构取不同构件为机架时各为何种机构。
3．掌握平面四杆机构的急回特性及行程速度转变系数K、极位夹角θ的概念及其意义。
4．掌握平面四杆机构压力角α（或传动角γ）及死点的概念及其意义。
5．了解图解法和解析法设计简单四杆机构。
第5章凸轮机构1．了解凸轮机构的类型和应用。
2．掌握凸轮机构从动件常常利用运动规律（等速、等加速等减速、简谐运动、摆线运动）的冲击特性。
3．掌握“反转法”设计盘形凸轮轮廓的原理。
当从动件的位移线图和凸轮基圆半径r0已知时，能绘制直动从动件盘形凸轮轮廓曲线。
4．掌握凸轮基圆半径r0和机构压力角α的概念，定性理解对心直动从动件盘形凸轮机构压力角和凸轮基圆半径的关系。
第6章齿轮传动1．了解齿轮机构的类型和特点。
2．掌握齿廓啮合大体定律。
3．理解渐开线的形成，掌握渐开线性质，并能绘制渐开线上各点的压力角；掌握渐开线齿廓啮合知足齿廓啮合大体定律，掌握啮合线是直线、啮合进程中压力方向不变、中心距具有可分性等特点。
4．熟练掌握渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮的大体参数与几何尺寸计算。
5．掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、持续传动条件；了解重合度和标准安装等概念。
带传动与链传动的区别PPT
3.2 带传动的工作原理和工作能力分析
3.2.1 带传动力的分析
1. 初拉力（张紧力）F0：为使带传动具有承载力，使皮带 与带轮相互压紧产生磨擦力，所给皮带一定大小的初始拉 力。
3.2 带传动的工作原理和工作能力分析
2. 皮带工作时的拉力：
（1）紧边：绕入主动轮的一边被进一步拉紧，拉力由 F0 增大到F1； （2）松边：退出主动轮的一边，这一边被放松，拉力由 F0减小到F2 ；
紧边：1
F1 EA
松边： 2
F2 EA
3.2 带传动的工作原理和工作能力分析
由于：F1＞F2 、AD=BC，因此：1＞ 2 。
① 传动带绕过主动轮将逐渐缩短并沿轮面滑动，使带 的速度落后于主动轮的圆周速度。
② 传动带绕过从动轮将逐渐伸长并沿轮面滑动，使带 的速度超前于主动轮的圆周速度。 3. 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念：打滑是指由 于过载引起的全面滑动，是传动失效，应当避免的。弹性 滑动是由带材料的弹性和紧边、松边的拉力差引起的。只 要带传动具有承载能力，出现紧边和松边，就一定会发生 弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。
4. 弯曲应力sb
3.2 带传动的工作原理和工作能力分析
5.带的最大应力与最小应力：
（1）带的最大应力：应力在紧边与小轮连接处最大
s max s1 s b1 s c
（2）带的最小应力：在松边应力最小
s min s 2 s c
3.2 带传动的工作原理和工作能力分析
3.2.3 带传动的失效形式和设计准则
链传动：是利用链轮轮齿和链条的啮合来实现传动， 它适于链速较低和圆周力较大时的场合。
5.1 带传动概述
1. 组成及工作原理：
（1）组成：带轮、皮带（挠性元件）
第七章 链传动
第七章链传动§7-1概述§7-2 传动链的结构特点§7-3 滚子链链轮的结构设计§7-4 链传动的运动特性§7-5 链传动的受力分析§7-6 滚子链传动的设计计算§7-7 链传动的布置、张紧与润滑第一节概述链传动是由主动链轮、从动链轮和绕在两链轮上的一条闭合链条所组成（如图所示），以链作为中间挠性件，靠链的一个个链节与链轮轮齿啮合来传递运动和动力。
一、链传动的特点概述与带传动比较，链传动的主要优点是：1）无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，传动可靠。
2）所需张紧力小，作用于轴上的压力小。
3）相同工况下，结构尺寸更为紧凑。
4）能在恶劣环境（多尘、高温、多油）下工作。
5）传动效率高，承载能力高。
与齿轮传动比较，链传动的主要优点是：1）易于实现较大中心距的传动。
2）制造与安装精度要求低，成本低。
链传动的主要缺点是：1）瞬时传动比和瞬时链速不恒定，传动不平稳，工作时有噪声。
2）不宜用于载荷变化大和急速反向的传动中。
概述二、链的种类链有多种类型，按用途不同可分为传动链、起重链、牵引链三种。
起重链主要用于起重机提升重物，链速v≤0.25m/s；牵引链主要用于运输机械移动重物，链速v≤2~4m/s；传动链主要用于传递运动和动力，链速v≤15m/s，生产与应用中，传动链占主要地位。
本章只讨论传动链。
三、链传动的应用链传动的应用范围很广。
适于两轴相距较远，平均传动比准确，对平稳性要求不高，工作环境恶劣等场合。
如农业机械、建筑机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等的机械传动中。
通常链传动工作范围是：传递的功率P≤100 kW，传动比i≤8，链速v≤15m/s，中心距a≤5~6m。
现代先进的链传动技术已能使优质滚子链的传递功率达5000kW，链速可达35m/s。
第二节传动链的结构特点在链传动中按链条结构不同主要有滚子链和齿形链两种。
一、滚子链单排滚子链双排滚子链滚子链的结构如图所示。
机械设计第七章 链传动
（B）偶数 （D）任意的奇、偶数
5.在滚子链中尽量避免使用过度链节的主要原因是什么？
（A）过渡链节制造困难 （C）要使用较长的销轴
（B）装配较困难 （D）链板要受到附加弯矩
6.已知节距p、齿数z，滚子链链轮的分度圆直径d按哪一式计算？ (A) d=2p/sin（360°/z） (B) d=2p/sin（180°/z） (C) d=p/sin（180°/z） (D) d=p/tg（180°/z）
动载特性
况
分 析
离心拉力、
悬垂拉力
7.4 链传动工作情况分析
链传动的运动特性—运动不均匀性（多边形效应） 在链传动中，链条包在链轮上如同包在正多边形的轮子上， 正多边形的边长等于链条的节距 p，链轮旋转一周，链条移动距 离为多边形的周长zp，z为齿数。 链条的平均速度为：
滚子链
齿形链
7.2 滚子链和链轮
7.2.1 滚子链
滚子链的结构 滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。
过盈配合的有：内链板1与套筒4之间；外链板2与销轴3之间。
间隙配合的有：滚子5与套筒4之间；套筒4与销轴3之间。 工作时内外链板之间发生相对转动：内链板1与套筒4相对于 销轴3与外链板2转动。 工作时进出链轮时，滚子沿链轮齿滚动， 以减少磨损。 内、外链板为8字形，使链板各横截面强度 均匀，且轻量化，惯性力小。
11.图示为当i,a是任意值的四种链传动布置形式，试问有几种是
不正的或不妥的？
12.多排链排数一般不超过3或4排，主要是为了 （A）不使安装困难；（B）使各排受力均匀； （C）不使轴向过宽；（D）减轻链的重量；
。
13.链传动只能用于轴线
的传动。
（A）相交成90；（B）相交成任意角度； （C）空间90交错；（D）平行；
机械传动系统与控制系统设计简介
二、肥皂压花机的传动路线及传动比的分配
肥皂压花机是在肥皂块上利用模具压制花纹和字样的自动机， 其机械传动系统的机构简图如图3.3.7所示。
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精选ppt
（1）传动路线分析 具体传动路线如图3.3.8。
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（2）传动比分配
若该机的工作条件为：电动机转速1450r/min，每分钟压制50 块肥皂，要求传动比误差为2。以下对上述方案进行传动比分配 并确定相关参数。
i 总 i 1 i 2 i 3 2 .5 3 .7 3 9 3 .0 9 5 2 8 .9 3 29
相对误差i为
ii总 i总2928.930.24%
i总
29
按传动比误差小于2%的要求，且各传动比均在常用范围之内， 故该传动链传动比分配方案可用。
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2）辅助传动链
皂块送进和成品移位运动的工作频率应与模具往复运动频率相
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精选ppt
（5）啮合器变速 啮合器分普通啮合器和同步啮合器两种，广泛应用于汽车、
叉车、挖掘机等行走机械的变速箱中。 啮合器一般都采用渐开线齿形，齿形参数可根据渐开线花键
国家标准选定。由于啮合套使用频繁，齿轮经常受冲击，齿端和 齿的工作面易磨损，因此，齿厚不宜太薄。为减小轴向尺寸，啮 合器的工作宽度均较小。
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三、无级变速器
无级变速传动能根据工作需要连续平稳地改变传动速度。图 3.3.5为双变径轮带式无级变速传动的工作原理图 。
无级变速器有多种型式，许多型式已有标准产品，可参考产 品样本或有关设计手册选用。
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第三节 机械传动系统方案设计
一、机械传动系统方案设计的过程和基本要求
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带传动与链传动设计手册
带传动与链传动设计手册第一章：引言带传动和链传动是机械传动中常见的两种形式，它们在各种机械设备中都有广泛的应用。
本手册旨在介绍带传动和链传动的设计原则、选型方法和安装调试技巧，帮助读者更好地理解、应用和维护这两种传动形式。
第二章：带传动设计原则及选型2.1 带传动原理介绍带传动的工作原理、优缺点以及适用范围，让读者对带传动有一个全面的认识。
2.2 带传动选型方法介绍带传动的选型原则，包括传动比的计算、带轮选择、带束布置等内容，帮助读者正确选择合适的带传动方案。
2.3 带传动设计注意事项阐述带传动在设计过程中需要注意的关键问题，如传动能力、对中、张紧等，使读者在实际应用中能够避免一些常见的设计失误。
第三章：链传动设计原则及选型3.1 链传动原理介绍链传动的工作原理、特点、适用范围等内容，使读者对链传动有一个清晰的认识。
3.2 链传动选型方法介绍链条选型的原则和方法，包括传动比的计算、链条选择、链轮选择等内容，帮助读者正确选型。
3.3 链传动设计注意事项介绍在设计链传动时需要考虑的问题，如链条寿命、张紧方式、对中等，为读者提供设计指导。
第四章：带传动的安装调试4.1 带传动的安装技巧介绍带传动在安装过程中需要注意的细节，包括对中、张紧、对称安装等技巧。
4.2 带传动的调试方法介绍带传动安装完成后的调试方法，包括张紧力的调整、运转试验等操作。
第五章：链传动的安装调试5.1 链传动的安装技巧介绍链传动在安装过程中需要注意的关键技术，如链条的正确安装、链轮对中等。
5.2 链传动的调试方法介绍链传动在安装完成后的调试方法，包括链条张紧力的调整、链条润滑等内容。
第六章：带传动与链传动的维护保养6.1 带传动的维护保养介绍带传动在运行过程中的常见故障及解决方法，以及带的更换周期、保养方法等内容。
6.2 链传动的维护保养介绍链传动在运行过程中的常见故障及解决方法，以及链条的更换周期、润滑方法等内容。
第七章：案例分析与实例7.1 带传动案例分析通过实际案例，对带传动设计、安装、调试和维护等环节进行分析和总结，帮助读者更深入理解各个环节的技术要点。
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题 文字版
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1 就文中的三个实例分析每部机器，哪部分为原动部分、传动部分和执行部分？分别分析它们是否满足机器的三个特征？并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。
思考题0-1 什么是机器？什么是机构？它们各有何特征？一台完整的机器由哪几部分组成？并举例说明。
0-2 什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件？指出下列零件各属于哪一类：螺栓，齿轮，轴，曲轴，汽门弹簧，轧辊，飞机螺旋桨，汽轮机叶片，滑动轴承，滚动轴承，联轴器。
0-3 本课程研究的对象和主要内容是什么？0-4 本课程的性质与任务是什么？和前面学过的课程相比较，本课程有什么特点？第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1 机械设计的内容和一般程序是什么？1-2 机械零件常规设计计算方法有哪几种？各使用于何种情况？1-3 机械零件应满足哪些基本要求？设计的一般步骤是什么？1-4 机械零件的主要失效形式有哪些？什么是机械零件的工作能力？工作能力准则有哪些？1-5 合理地选择许用安全系数有何重要意义？影响许用安全系数的因素有哪些？设计时应如何选择？1-6 作用在机械零件上的载荷有几种类型？何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷？1-7 作用在机械零件中的应力有哪几种类型？何谓静应力、变应力？静载荷能否产生变应力？1-8 何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型？各有何特点？指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区，并写出有限寿命区疲劳曲线方程，材料试件的有限寿命疲劳极限 rN如何计算？说明寿命系数K N的意义。
1-9 材料的极限应力图是如何作出的？简化极限应力图又是如何作出的？它有何用途？1-10 影响零件疲劳强度的主要因素有哪些？零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同？如何应用？1-11 表面接触疲劳点蚀是如何产生的？根据赫兹公式（Hertz），接触带上的最大接触应力应如何计算？说明赫兹公式中各参数的含义。
第七章链传动
a fa p 2Lp z1 z2
第四节 链传动的布置、张紧和润滑
1、链传动的合理布置
（1）两链轮的回转平面必须布置在同一垂直平面内，不 能布置在水平或倾斜平面内；
（2）两链轮中心连线最好是水平的，也可以与水平面成 45
（3）一般应使链的紧边在上、松边在下。
2、链传动的张紧
4．计算链长和中心距
（1）初定中心距a0=40p，链节数LP为
L p
2a 0 p
z 1
2
z 2
p a
0
z z
2
1
2
2
2 40p 23 58
p
58
23
2
p
2 40 p 2 3.14
121.3
a fa p 2Lp z1 z2 的前进速度和上下抖动速度是周期
性变化的，链轮的节距越大，齿数越少，链速的变化就 越大。因此链传动不宜用于对运动精度有较高要求的场
合。
这种由于多边形啮合给链传动带来的速度不均匀性， 称为链传动的多边形效应。
（3）从动链轮的角速度ω2
2
r
v
cos
r cos 11 r cos
中心距调整量 a 2 p 2 25.4 50.8
5．计算作用在轴上的压轴力
F 1000P 100010.04 5941N
v
1.69
FQ 1.15K AF 1.151 5941 6832N
6．链轮结构设计从略
2
2
（4）瞬时传动比为：
i 1 r2 cos 2 r1 cos
机械设计_第8章-带传动_(1)
第八章 带传动
8-3、V带传动的设计计算
（一）设计准则和单根V带的基本额定功率 • 带传动的主要失效形式：打滑、传动带的疲劳破坏。 • 设计准则： 在不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
Fec = F1 (1 −
1 e
) fV α
σ max = σ 1 + σ b1 + σ c ≤ [σ ]
弯曲应力与带轮直径成反比，为了避免弯曲应力过大，带轮 直径不得小于最小值（表8-6）。
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第八章 带传动
带的应力分布及最大应力值 2 离心拉应力 σ c = Fc / A = qv / A （MPa）
拉应力 弯曲应力 σc σ1 σ2 σb1 σb2
σ 1 = F1 / A （MPa） σ 2 = F2 / A （MPa）
F2 = F0 − Fe / 2
过大初始拉力的危害
P一定时，Fe一定。故增加F0导致F1及F2增加 ——带张得过紧，将因过度磨损而很快松弛
第八章 带传动
（二）带传动的初拉力和临界摩擦力 在一定的初拉力作用下，带与带轮之间最多能传递多大摩擦力 呢？ 当带与带轮之间出现打滑趋势时，摩擦力达到最大（临界状 态Ffc），从而有效拉力也达到最大（临界状态Fec ）。 • 临界状态下，紧松边拉力的关系（欧拉公式）：
F1 = e fV α F2
α 包角 α1 = 180o − fV 当量摩擦系数
d d 2 − d d1 × 57.3o a
α2 α1
8
第八章 带传动
联解： 得：
F1 = F2 e
fV α
Fec = F1 − F2
e fV α F1 = Fec fV α e −1 1 F2 = Fec f α e −1
《机械设计基础》目录
《机械设计基础》目录第一章绪论11 机械设计的基本概念12 机械设计的发展历程13 机械设计的重要性及应用领域第二章机械设计的基本原则和方法21 机械设计的基本原则211 功能满足原则212 可靠性原则213 经济性原则214 安全性原则22 机械设计的方法221 传统设计方法222 现代设计方法223 创新设计方法第三章机械零件的强度31 材料的力学性能311 拉伸试验与应力应变曲线312 硬度313 冲击韧性314 疲劳强度32 机械零件的疲劳强度计算321 疲劳曲线和疲劳极限322 影响机械零件疲劳强度的因素323 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算324 不稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算第四章摩擦、磨损及润滑41 摩擦的种类及特性411 干摩擦412 边界摩擦413 流体摩擦414 混合摩擦42 磨损的类型及机理421 粘着磨损422 磨粒磨损423 疲劳磨损424 腐蚀磨损43 润滑的作用及润滑剂的选择431 润滑的作用432 润滑剂的种类433 润滑剂的选择第五章螺纹连接51 螺纹的类型和特点511 螺纹的分类512 普通螺纹的主要参数52 螺纹连接的类型和标准连接件521 螺纹连接的类型522 标准连接件53 螺纹连接的预紧和防松531 预紧的目的和方法532 防松的原理和方法54 螺纹连接的强度计算541 松螺栓连接的强度计算542 紧螺栓连接的强度计算第六章键、花键和销连接61 键连接611 平键连接612 半圆键连接613 楔键连接614 切向键连接62 花键连接621 花键连接的类型和特点622 花键连接的强度计算63 销连接631 销的类型和用途632 销连接的强度计算第七章带传动71 带传动的类型和工作原理711 平带传动712 V 带传动713 同步带传动72 V 带和带轮721 V 带的结构和标准722 带轮的结构和材料73 带传动的工作情况分析731 带传动中的力分析732 带的应力分析733 带传动的弹性滑动和打滑74 带传动的设计计算741 设计准则和原始数据742 设计计算的内容和步骤第八章链传动81 链传动的类型和特点811 滚子链传动812 齿形链传动82 链条和链轮821 链条的结构和标准822 链轮的结构和材料83 链传动的运动特性和受力分析831 链传动的运动不均匀性832 链传动的受力分析84 链传动的设计计算841 设计准则和原始数据842 设计计算的内容和步骤第九章齿轮传动91 齿轮传动的类型和特点911 圆柱齿轮传动912 锥齿轮传动913 蜗杆蜗轮传动92 齿轮的失效形式和设计准则921 轮齿的失效形式922 设计准则93 齿轮的材料和热处理931 齿轮常用材料932 齿轮的热处理94 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算941 受力分析942 强度计算95 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算951 受力分析952 强度计算96 锥齿轮传动的受力分析和强度计算961 受力分析962 强度计算97 蜗杆蜗轮传动的受力分析和强度计算971 受力分析972 强度计算第十章蜗杆传动101 蜗杆传动的类型和特点102 蜗杆和蜗轮的结构103 蜗杆传动的失效形式和设计准则104 蜗杆传动的材料和热处理105 蜗杆传动的受力分析和强度计算106 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章轴111 轴的分类和材料1111 轴的分类1112 轴的材料112 轴的结构设计1121 轴上零件的定位和固定1122 轴的结构工艺性113 轴的强度计算1131 按扭转强度计算1132 按弯扭合成强度计算1133 轴的疲劳强度校核第十二章滑动轴承121 滑动轴承的类型和结构1211 整体式滑动轴承1212 剖分式滑动轴承1213 调心式滑动轴承122 滑动轴承的材料1221 金属材料1222 非金属材料123 滑动轴承的润滑1231 润滑剂的选择1232 润滑方式124 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第十三章滚动轴承131 滚动轴承的类型和特点1311 滚动轴承的分类1312 滚动轴承的特点132 滚动轴承的代号1321 基本代号1322 前置代号和后置代号133 滚动轴承的选择1331 类型选择1332 尺寸选择134 滚动轴承的组合设计1341 轴承的固定1342 轴承的配合1343 轴承的装拆1344 滚动轴承的润滑和密封第十四章联轴器和离合器141 联轴器1411 联轴器的类型和特点1412 联轴器的选择142 离合器1421 离合器的类型和特点1422 离合器的选择第十五章弹簧151 弹簧的类型和特点152 弹簧的材料和制造153 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十六章机械系统设计161 机械系统设计的任务和过程162 机械系统总体方案设计163 机械系统的执行系统设计164 机械系统的传动系统设计165 机械系统的支承系统设计第十七章机械设计中的创新思维171 创新思维的概念和特点172 创新思维在机械设计中的应用173 培养创新思维的方法和途径第十八章机械设计实例分析181 简单机械装置的设计实例182 复杂机械系统的设计实例183 设计实例中的经验教训和改进方向。
带传动与链传动
2.19 5(4.71)
2.81 4(3.82)
3.63 3(2.97)
讨论：
由上述结果可知，在合理的带速范围内，V
带的传递功率随带速增加而提高。为了充分发
挥带的传动能力，在传动尺寸允许的条件下，
可以选用较大直径的带轮。同时，这样做还可 以减少V带根数，使传动的轴向尺寸减小。在 本例中，若对传动尺寸的大小没有限制，则取 小带轮直径dd1=160mm。
1. 组成
① 具有特殊齿廓的主动链轮； ② 从动链轮； ③ 一闭合链条（传动链）。
2.工作原理
链传动以链条作中间挠性件， 依靠链节与链轮轮齿连续不断 地啮合来传递两平行轴间的运 动和动力。
3.特点
中心距范围大（amax=8m）； 传动效率较高，可达0.98 平均传动比固定，瞬时传动比周期变化的； 张紧力小，对轴压力小，F∑＝（1.2～1.3）F（有 效圆周力）； ⑤ 结构较带传动紧凑，耐高温，油污； ⑥ 传动稳定性差，无过载保护作用，制造成本、安装 精度高。
一、带传动的张紧 1.调整中心距 1 2.张紧轮装置 二、带传动的维护与安装 1.型号与长度。型号与带轮轮槽尺寸相符，新旧V 带不可同时使用。 2
2.两带轮轴线平行。对应轮槽的中心线重合。
3.按规定的张紧力张紧. 4.多根V带采用配组带。 5.应加防护罩。 6.工作温度 。 7.拆装。
§8-2 带传动工作情况分析 一、带传动的受力与打滑
讨论：
由计算结果可知，本例选B型或C型带均能满
足使用要求，若考虑使结构紧凑，则可选用B型
带；但如果带传动的轴向尺寸要求较小，则可
选用C型带。由此可知，带传动设计时，有时要
选择两种乃至三种带型并取不同的小带轮直径dd
进行计算，以从中选取较满意的结果。
机械设计基础题库
《机械设计基础》题库教材名称：机械设计基础主编人：陈立德出版社：高等教育出版社第二版本书共一册出题人：王培芹试题知识点分布表一、判断题（共80题）1. 止回棘爪和锁止圆弧的作用是相同的。
( )2. 带传动传动比不能严格保持不变，其原因是容易发生打滑。
( )3. V带底面与带轮槽底面是接触的。
( )4. 压力角的大小影响从动件正常工作。
( )5. 虚约束没有独立约束作用，在实际机器可有可无。
( )6. V带传动不能用于交叉传动之中。
( )7. 尖顶从动件的凸轮，是没有理论轮廓曲线的。
( )8. 同一直径的螺纹按螺旋线数不同，可分为粗牙和细牙两种。
( )9. 螺栓的标准尺寸为中径。
( )10. 偏置曲柄滑块机构没有急回特性。
( )11. 槽轮机构和棘轮机构一样，可以方便地调节槽轮转角的大小。
( )12. 双摇杆机构无急回特性。
( )13. 带轮的轮槽角应小于V带横截面楔角。
( )14. 螺旋传动中，螺杆一定是主动件。
( )15. 三角螺纹具有较好的自锁性能，在振动或交变载荷作用下不需要防松。
( )16. 平面连杆机构的基本形式是铰链四杆机构。
( )17.盘形凸轮的基圆半径越大，行程也越大。
( )18.机构具有确定运动的条件为自由度大于0。
( )19.虚约束没有独立约束作用，在实际机器可有可无。
( )20.锯齿形棘轮的转向必定是单一的。
( )21.带传动传动比不能严格保持不变，其原因是容易发生打滑。
( )22.带传动使用张紧轮后，可使传动能力加强。
( )23.润滑油的粘度随温度的升高而降低。
( )24.限制小轮的直径，其目的是增加包角。
( )25. 螺旋传动中，螺杆一定是主动件。
( )26. 槽轮机构和棘轮机构一样，可以方便地调节槽轮转角的大小。
( )27. 虚约束条件对运动不起独立限制作用。
( )28. 偏置曲柄滑块机构没有急回特性。
( )29.双摇杆机构无急回特性。
( )30. 带轮的轮槽角应小于V带横截面楔角。
带传动和链传动
力要比平带的摩擦力要大，所以 V 带传动能力强，结构更紧凑，
在机械传动中应用最广泛。 V 带按其宽度和高度相对尺寸的不 同， 又分为普通V带、窄V带、宽V带、 汽车V带、齿形V带、 大楔角 V带等多种类型。目前，普通V带应用最广， 本章主要 讨论普通V带的比准确、效率高、传动平稳、
噪音低、使用寿命长、中心距允许范围大、轴上压力小、 能承
受一定冲击、不需润滑、较其他类型带传动结构紧凑等优点。同 步带传动的速度最大可到80 m/s，单级传动比可达10，传动效率 可达0.98～0.99，传动功率可到几百千瓦。现已广泛用于各种精 密仪器、计算机、汽车、数控机床、石油机械等机械传动中。
第7章 带传动和链传动 表7-1 机械传动的形式和应用特点
第7章 带传动和链传动 表7-1 机械传动的形式和应用特点
第7章 带传动和链传动
7.2 带 传 动 概 述
7.2.1 带传动的工作原理和应用
1. 带传动的工作原理
图7-1 磨擦型带传动工作原理
第7章 带传动和链传动
图7-2 啮合型带传动
第7章 带传动和链传动
图7-13 同步带传动
第7章 带传动和链传动
7.8 链 传 动 概 述
图7-15 滚子链传动
第7章 带传动和链传动 链传动为具有中间挠性件的啮合传动， 与带传动相比较， 其主要特点是： （ 1 ）能获得准确的平均传动比，但瞬时传动比不恒定。在 工况相同时， 链传动结构更为紧凑，传动效率较高。 （2） 链传动所需张紧力小， 故链条对轴的压力较小。
和疲劳裂纹。在正常润滑条件下，链板的疲劳强度是决定链传
动承载能力的主要因素。
第7章 带传动和链传动 (2) 链条铰链的磨损。 铰链磨损会使链节距增大而产生跳齿和脱链。该失效形式 一般发生在开式或润滑不良的链传动中。 (3) 链条铰链胶合。
机械设计习题及答案
机械设计复习题第二章螺纹连接一、填空题1.紧固连接件的基本类型包括、、和。
2.按螺栓主要受力状况不同可分为螺栓连接和螺栓连接。
3.对于螺纹的防松，就其工作原理来看，可分为、和三种。
4.对于受拉螺栓，只能承受静载荷的为螺栓。
5.设螺栓的刚度为c1，被连接件的刚度为c2，工作载荷F、预紧力F’和残余预紧力F’’。
写出以上三个载荷作用时的相互关系式。
（1）螺栓总拉力：（2）预紧力：（3）残余预紧力：6.当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用。
7.受翻转扭矩的螺栓组，靠近扭矩侧的螺栓受到了向上的拉力，其预紧力将减小。
8.螺栓组连接按受力形式可分为、、和受翻转力矩四种形式。
9.螺旋连接能满足的自锁条件是，防松的根本问题在于。
10紧螺栓连接在按拉伸强度计算时，为了安全，应将拉伸载荷增加到原来的倍。
11.对受轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，当预紧力F′和轴向工作载荷F一定时，为减小螺栓所受的总拉力F0，通常采用的方法是减小的刚度或增大的刚度。
12.从防松工作原理上看，弹簧垫圈属于防松，止动垫圈与圆螺母配合属于防松措施。
13.螺纹拧紧的作用包括、和。
14.当所受轴向载荷通过时，螺栓组中各螺栓承受的相等。
二、简答题1.提高螺栓连接强度的措施包括哪些？2.螺栓连接的主要失效形式是什么？主要发生在什么部位？为什么？3.作出受拉螺栓连接螺栓的伸长量和所受工作载荷之间的关系，并推导出螺栓总拉力计算公式。
4.当螺纹副满足自锁条件时，为什么要进行螺纹防松？四、计算题1.（例2-1）已知一机器底座用10个螺栓与地基连接，如图所示。
螺栓之间的相对距离为100mm，所受的工作载荷为M=500N·m。
试设计此螺栓组连接的螺栓直径。
取相对系数刚度为2.图示螺栓联接中，采用两个M16（小径d1=13.835mm，中径d2=14.701.mm，）的普通螺栓，螺栓材料为45钢，8.8级，σs=640MPa，联接时不严格控制预紧力（取安全系数S S=4，被联接件接合面间的摩擦系数f=0.2。
带传动和链传动—链传动(航空机械课件)
H
3
d1 ≥
2KT1
d
•
u 1 u
ZEZHZ Z
H
2
37
Z
4
3
1
Z cos
38
2．齿根弯曲强度计算
F
2KT1 bd1mn
YFSY Y
≤F
3
mn ≥
2KT1 cos2
d z12 F
YFSY Y
Y
1
120
39
23
2．端面参数和法面参数的关系
（1）齿距与模数
pn mn
pt cos mt cos
24
图8-2 斜齿圆柱齿轮的展开图
25
（2）压力角
tan an tan at cos
26
3．外啮合斜齿轮的正确啮合条件
mn1
n1
mn2
n2
mn
n
1 2
27
图8-3 斜齿轮法面和端面压力角的关系
图8-1 圆柱齿轮齿面接触线
21
斜齿轮传动的一对轮齿啮合过程长、 重合度大，且受力不具有突加性，故斜齿 轮传动较直齿轮传动平稳，承载能力高。
22
8.1.2 斜齿圆柱齿轮的基本参数、正确 啮合条件和几何尺寸计算
1．螺旋角
一般机械推荐=8°～25°，而对于 噪声有特殊要求的齿轮，还要大一些。如 小轿车齿轮，可取=35°～37°。
u2
YFS 1
≤F
15
设计公式
3
m≥
4KT1
R (1 0.5R )2 z12 F u2 1
16
第8章 齿 轮 传 动
8.1
斜齿圆柱齿轮传动
8.2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算
带传动与链传动设计手册
带传动与链传动设计手册第一章带传动原理和设计1.1 带传动原理带传动是一种通过带子传递动力的机械传动装置。
带传动由带轮、传动带和传动装置组成。
带传动主要使用在轻载、速度不高和动力传递平稳的场合。
带传动可分为平行轴带传动和交叉带传动两种类型，根据具体的应用场合，选择不同类型的带传动结构。
1.2 带传动的设计在设计带传动系统时，需要考虑传动比、带轮和传动带的选择、传动功率等因素。
传动比决定了带传动的速度比，带轮和传动带的选择则直接影响传动的可靠性和寿命。
传动功率则是决定带传动系统所能承受的最大功率。
第二章链传动原理和设计2.1 链传动原理链传动是一种通过链条传递动力的传动方式，链传动一般用于大功率和高速传动的场合。
链条是链传动的核心部件，其传递动力的同时也具有较高的耐磨性和承载能力。
链传动一般使用在需要传递较大功率的机械设备上，如汽车、机床等。
2.2 链传动的设计在设计链传动系统时，需要考虑链条的选择、链轮的设计、张紧装置的布置等因素。
链条的选择直接影响链传动的寿命和可靠性，链轮的设计则影响传动比和传动精度。
张紧装置的布置则是为了有效防止链条的松弛和打滑。
第三章带传动与链传动比较3.1 传动效率带传动的传动效率一般在95%左右，而链传动的传动效率则可以达到98%以上。
3.2 传动范围带传动适用于中小功率、速度不高的场合，而链传动适用于大功率、高速传动的场合。
3.3 寿命和维护链传动的寿命一般比带传动长，但链传动在运行过程中需要定期加油和维护，而带传动则无需频繁的维护。
3.4 成本带传动的成本相对较低，而链传动的成本则较高。
结语带传动与链传动各有其适用的场合，设计人员在选择传动方式时需要充分考虑具体的应用需求和经济成本，以确保传动系统的可靠性和经济性。
带传动与链传动设计手册
带传动与链传动设计手册第一章带传动与链传动基础知识1.1 传动的概念传动是将动力从一个部件传递到另一个部件的过程。
在机械传动中，常见的传动方式包括带传动和链传动。
1.2 带传动的原理及特点带传动是通过皮带将两个轴之间的运动和动力传递给另一个轴的一种传动方式。
其特点是传动平稳、噪音小、结构简单，但传动效率相对较低。
1.3 链传动的原理及特点链传动是通过链条将两个轴之间的运动和动力传递给另一个轴的一种传动方式。
其特点是传动效率高、承载能力强、适用于高负载和高速传动。
第二章带传动设计与选择2.1 带传动的设计原则带传动的设计原则包括根据传动比选择合适的带轮、确定合适的带速比、选择合适的带材以及考虑传动系统的安全性和可靠性等。
2.2 带传动的选择与计算在带传动的选择与计算中，需要考虑主要参数包括传动比、带速比、带轮的选用、带材的选择以及传动功率的计算等。
2.3 带传动的安装与维护带传动安装时需要注意对带轮和皮带进行正确的对中和张紧，同时在使用过程中需要定期检查带的磨损情况以及及时更换磨损严重的带子。
第三章链传动设计与选择3.1 链传动的设计原则链传动的设计原则包括选择合适的链条类型、合理设计链轮、确定链条的张紧方式以及考虑传动系统的安全性和可靠性等。
3.2 链传动的选择与计算在链传动的选择与计算中，需要考虑主要参数包括传动比、链速比、链条类型的选择、链轮的选用以及传动功率的计算等。
3.3 链传动的安装与维护链传动安装时需要保证链条的正确张紧以及链轮的正确对中，同时在使用过程中需要定期润滑链条，检查链条的磨损情况以及及时更换磨损严重的链条。
第四章带传动与链传动的比较与应用4.1 带传动与链传动的比较在传动系统的选择中，需要根据具体的传动要求，综合考虑带传动和链传动的特点、优缺点、适用范围以及成本等因素进行比较和选择。
4.2 带传动与链传动的应用带传动与链传动在各种机械设备中都有广泛的应用，需要根据具体的传动要求选择合适的传动方式，并根据实际工况进行设计和选择。
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dα 2F
F2
正压力：dFN 摩擦力： f dFN 两端的拉力：F 和F+dF
dFN
dl
f dFN α 设计：潘存云
力平衡条件：忽略离心力, 水平、垂直力分别平衡
dα
dFN
F sin
d
2
(F
dF)sin
d
2
dα 2
d
d
fdFN (F dF) cos 2 F cos 2
F+dF
F1
由力平衡条件：
带轮之间产生压力。主动轮转动时，依靠摩擦力托动
从动轮一起同向回转。
带传动的类型
摩擦型 类型
啮合型
平皮带 V 型带 ----摩擦牵引力大 多楔带 ----摩擦牵引力大 圆形带 ----牵引力小，用于仪器
同步带
设计：潘存云
抗拉体
设计：潘存云
应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。
平带的极限摩擦力为: FN f = FQ f
紧边和松边的拉力之比为： F1 e f →绕性体摩擦的基本公式 F2
欧拉公式
联立求解：
F=F1 - F2
F1 e f F2
分析： f↑ α↑
e f F1 F e f 1
F2
F
e
1 f 1
→ F ↑ ∵ α1< α2
F
F1
F2
F1
(1
1 e f
)
用α1 → α
F － 此时为不打滑时的最大有效拉力， 正常工作时，有效拉力不能超过此值
F1↑ ，紧边 F2 ↓松边
设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等：
F1 – F0 = F0 – F2
F0 = (F1 + F2 )/2
称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力：
F = F1 - F2 且P 增传大递时功，率所与需圆的周F (力即F和f )带加大速。之但间F有f 不如可下能关无限系增：大P。
同步带传动简介
pb 节距
组成：同步带（同步齿形带）是以钢
丝为抗拉体，外包聚氨脂或橡胶。
节园
结构特点：横截面为矩形，带面
设计：潘存云
具有等距横向齿的环形传动带，节线源自带轮轮面也制成相应的齿形。
传动特点：靠带齿与轮齿之间的啮合
实现传动，两者无相对滑动，而使圆
周速度同步，故称为同步带传动。
优点：1.传动比恒定；
2.结构紧凑；
3.由于带薄而轻，抗拉强度高，故带速高达40
m/s，传动比可达10，传递功率可达200 KW； 4.效率高，高达0.98。
缺点：成本高；对制造和安装要求高。
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三、带传动特点
优点：1）中心距变化范围大，适宜远距离传动；
2）过载时，可以防止其它零件的损坏；
3）制造和安装精度较低，结构简单、价格低廉；
三、带传动的应力分析
工作时，带横截面上的应力由三部分组成：
由紧边和松边拉力产生的拉应力； 由离心力产生的拉应力； 由弯曲产生的弯曲应力。
1、拉力F1、F2 产生的拉应力σ1 、σ2 紧边拉应力：σ1 ＝ F 1/A MPa 松边拉应力：σ2 ＝ F2 /A MPa
A － 带的横截面积
2.离心力产生的拉应力
则V带的极限摩擦力为 ：
FFN Nf fssinifFnQFfQ f ' FQ
22
FQ
设计：潘存云
FN
FN/2
FQ
设计：潘存云
FN/2
FN=FQ FN=FQ/sin(/2) f ’-----当量摩擦系数, f ’ >f
在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。 或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。 用 f ’ 代替 f 后，得以上计算公式：
将F1 ＝
F0 ＋F/2代入上式：
F
( F0
1 2
F )1
1 e f
整理后得：
F
2F0
e f e f
1 1
影响最大有效拉力的几个因素：
初拉力F0 ：F 与F0 成正比，增大F0有利于提高带的传动 能力，避免打滑。 但F0 过大，将使带发热和磨损加剧，从而缩 短带的寿命。
包角α ： α↑ →F ↑ , 带所能传递的圆周力增加，传动 能力增强，故应保证小带轮的包角α1。
§7-2 带传动的受力分析及运动分析
为了可靠工作，带必须以一定的初拉力张紧在带轮上。
n2
静止时，带两边的初拉力相等： F1 = F2 = F0
F0 F0
设计：潘存云
n1
n1
松边 F2 F2
n2
设计：潘存云
F0 F0
F1 F1 主动轮 紧边
从动轮
传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等：
F1 ≠ F2
带绕过带轮作圆周运动时会 产生离心力。
带在微弧段上产生的离心力：
F2
dFNc m a (rd )q r 2 (rd )q v2
r
dl dFNc
这一要求限制了最大传动比 i 和最小中心距 a 。
因为：i↑ →α1 ↓ ; a↓ →α1 ↓
摩擦系数 f ： f↑ →F↑ , 传动能力增加
对于V带，应采用当量摩擦系数 fv
当包角α ＝180°时： V 带 ： F1 /F2＝e fvπ≈5 平带： F1 /F2＝e fπ≈3
由此可见：相同条件下， V 带的传动能力强于平带
dFN
F sin d
2
(F dF)sin d
2
f dFN
(F
dF) cos d
2
F
cos d
2
因d 很小，可取 sin d d , cos d 1 去掉二阶微量dF d
22
2
2
dFN Fd fdFN dF
dF fd
F
积分得： F1 dF
f d
F F2
0
ln F1 f
F2
Fv 1000
当打当态圆滑F。f周.此经达力时到常，极F出>限F∑现1值达F打Ff到时f滑lim最，使时大带，带，与带的而传带F磨动2轮达损处之到加于最间剧即小出将、。现打传滑显动的著效临的率界滑降状动低，，称导为致
传动失效。以平带为例，分析打滑时紧边拉力F1和松 边拉力F2之间的关系。 取一小段弧进行分析：参数如图
§7-1带传动概述
挠性传动 ： 带有中间挠性件的传动方式。 包括：带传动、链传动和绳传动
一、按工作原理分。
带传动
摩擦带传动 啮合带传动
带传动组成： 主动轮＋从动轮＋传动带
动画演示
带传动的组成：
主动轮1、从动轮2、环形带3。
F0
1 n1
F0
2 n2
设计：潘存云
3
F0
F0
工作原理：
安装时带被张紧在带轮上，产生的初拉力使得带与
4）能起到缓冲和吸收振动，传动平稳，噪音小 。
5）维护方便，不需要润滑等。 缺点：1）带传动不能保持准确的传动比，传动效率较 低
2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力较大；
3）带的寿命较短。
四、带传动适用场合
常用于中、小功率，带速在5～25m/s，传动比
i 7, 0.94 ~ 0.97 的情况下。