(机械制造行业)机械设计基础习题(西北工业大学版)

第九章

9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？

解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。

由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。 影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。

避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。 9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。

1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）

12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。

9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？

解：ec 01

F =2F F 1f e f e e αα

-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。

9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速

1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。

解：

1.计算功率ca P

查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型

根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。 3.确定带轮的基准直径12D D 和

参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径

2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。

查表取标准值2315D mm =。

12 3.15i =满足条件。

4．验算带的速度v

11

1001440

/7.54/601000

601000

D n v m s m s ππ⨯⨯=

=

=⨯⨯

带速介于5~25m/s 之间，合适。 5.确定中心距a 和带的基准长度d L

初定中心距为0800a mm =.则带的基准长度d L 为

2

2

1

122

()2()24(315100)

[2800(100315)]2266.3324800

d D D L a D D a

mm mm

π

π-'≈+++-=⨯+++=⨯ 按表9-2选取d L =2240mm,则V 带传动实际中心距为

022402266.33

(800)786.8422

d d L L a a mm mm '--≈+

=+= 6.验算小带轮上的包角1α

000000211315100

18057.318057.3164.34120(786.84

D D a α--≈-

⨯=-⨯=>合适）

7.带的根数z

根据表9-4a 、b,当110120100,1440/min 1.32,3P =0.17kW.mm n r P kW i ====∆D 时，当时，查表9-5得L K 0.96;9-2K =1.06.α=查表得则带的根数为

008.4

5.54()(1.320.17)0.96 1.06

ca L P z P P K K α=

==+∆+⨯⨯

取z=6

8.确定带的张紧力0F 根据表9-1查得q=0.10kg/m

220500 2.55008.4 2.5

(1)[(1)0.107.54]154.667.540.96

ca P F qv N N zv k α⨯=

-+=⨯-+⨯=⨯ 9.计算压轴力Q F

1

0164.342sin 26154.6sin 1837.922

Q F zF N N α==⨯⨯⨯=

第十章

10-1.为避免槽轮在开始和终止转动时产生刚性冲击，设计时应注意什么问题？ 10-2.何谓槽轮机构的运动系数？为什么k 必须大于零而小于1？k 有何几何意义？

10-3.如图所示为自行车后轮轴上的棘轮机构，试分析当脚蹬踏板前进和不蹬踏板自由滑行时棘轮机构的工作过程。

第十一章

11-1.常用的连接有哪些类型？它们各有哪些优点？各适用于什么场合？

解：常用的连接有螺纹连接、键连接、销连接、铆钉连接、焊接、胶接、过盈配合连接以及型面连接等。

螺纹连接具有结构简单、装拆方便、连接可靠、互换性强等特点。

键连接具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点，在机械的轴类连接中应用。 销连接主要用于确定零件间的相互位置，并可传递不大的载荷，也可用于轴和轮毂或其他零件的连接。

铆接具有工艺设备简单，工艺过程比较容易控制，质量稳定，铆接结构抗振、耐冲击，连接牢固可靠，对被连接件材料的力学性能没有不良影响等特点。在承受严重冲击或剧烈振动载荷的金属结构连接中应用。

焊接是具有结构成本低、质量轻，节约金属材料，施工方便，生产效率高，易实现自动化等特点。主要应用在五拆卸要求的对受力要求不太高的场合。

胶接具有连接后重量轻，材料利用率高，成本低，在全部胶接面上应力集中小，抗疲劳性能好，密封性和绝缘性好等特点。主要用于应力要求不高，对密封性要求较高的场合。 11-6.在螺纹连接中，为什么要采用防松装置？ 解：

11-8.平键的截面尺寸b ×h 和键的长度L 如何确定？平键连接的失效形式是什么？如何进行强度校核？

解：b ×h 根据轴径d 有表中查标准得。键长L 按轮毂的长度确定，一般略短于轮毂长度，并符合标准中规定的长度系列。平键的主要失效形式是侧面工作面的压溃。 按[]bs 4bs F T kl dhl

σσ=

=≤进行强度校核。 11-14.图示刚性联轴器用螺栓连接，螺栓性能等级为8.8，联轴器材料为铸铁（HT250），若传递载荷T=1500T ·N 。

1）采用4个M16的铰制孔用螺栓，螺栓光杆处的直径17s d mm =，受压的最小轴向长度

14mm δ=，试校核其连接强度。

2）若采用M16的普通螺栓连接，当接合面摩擦因素f=0.15，安装时不控制预紧力，试确定所需螺栓数目（取偶数）。