考研机械设计-9

考研机械设计-9

(总分：100.01，做题时间：90分钟)

一、计算题(总题数：26，分数：100.00)

如下图所示为自动张紧的V带传动，主动轮转向如图所示。

（分数：6.00）

(1).V带能传递的最大功率P max，此时的紧边拉力F 1等于多少?松边拉力F 2等于多少?（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()

解析：解题要点：

当主动轮1按图示的方向旋转时，则带的紧边在下，松边在上。根据力矩平衡条件可得

F 2 (h+0.5d 1 )+F 1 (h-0.5d 1)=We ①

当V带传递最大功率时，紧边拉力F 1和松边拉力F 2之间的关系应符合欧拉公式，即

F 1 /F 2 =e f vα =e 0.3π②

联立求解式①和式②，可得

F 1 =198.4N， F 2 =77.3N

所以 P max =(F 1 -F 2 )v/1000=(198.4-77.3)×8/1000kW=0.97kW

(2).如果要求V带实际传递功率P=0.6kW，则此时的紧边拉力F 1等于多少?松边拉力F 2等于多少?（分数：2.00）

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解析：同理，根据力矩平衡条件可得

F 2 (h+0.5d 1 )+F 1 (h-0.5d 1)=We ③

因为V带实际传递功率P=0.6kw，根据功率的计算公式，可得

(F 1 -F 2)v/1000=0.6 ④

联立求解式③和式④，可得

F 1 =167.6N， F 2 =92.6N

(3).设主动轮的转向与图示相反，求此时V带能传递的最大功率P max。

(已知：W=30kg，h=150mm，e=120mm，d 1 =d 2 =100mm，v=8m/s，e f vα =e 0.3π，忽略带的离心拉力)（分数：2.00）

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解析：当主动轮1按图示的反方向旋转时，则带的紧边在上，松边在下。根据力矩平衡条件可得

F 1 (h+0.5d 1 )+F 2 (h-0.5d 1)=We ⑤

当V带传递最大功率时，紧边拉力F 1和松边拉力F 2之间的关系应符合欧拉公式，即

F 1 /F 2 =e f vα =e 0.3π⑥

联立求解式⑤和式⑥，可得

F 1 =147.6N， F 2 =57.5N

因此 P max =(F 1 -F 2 )v/1000=0.72kW

V带传动的功率P=3kW，小带轮的转速，n 1 =1450r/min，小带轮的直径d 1 =100mm，带与带轮间的当量摩擦系数f v =0.50，小带轮上的包角α1=180°，预紧力F 0 =450N。忽略离心力的影响。试问：（分数：5.01）

(1).该传动的滑动角α为多少?（分数：1.67）

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解析：[解析] 因为P=(F 1 -F 2 )v/1000

v=πd 1 n 1/(60×1000)=π×100×1450/(60×1000)m/s=7.59m/s

将P=3kW代入上式，可得

(F 1 -F 2)v=3000 ①

又因为 F 1 +F 2 =2F 0=900 ②

联立求解式①和式②，可得

F 1 =647.7N， F 2 =252.3N

根据欧拉公式

F1/F2=e f vα =e 0.5α

解得，滑动角α=108°。

(2).该传动是否会出现弹性滑动现象?是否会出现打滑现象?（分数：1.67）

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解析：带的弹性滑动是不可避免的，该传动会出现弹性滑动现象。但由于该传动的滑动角小于小带轮上的包角，因此该传动不会出现打滑现象。

(3).该传动能传递的最大功率P max为多少?（分数：1.67）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()

解析：因为 F 1 +F 2 =2F 0=900 ③

当V带传递最大功率时，紧边拉力F 1和松边拉力F 2之间的关系应符合欧拉公式，即

F 1 /F 2 =e f vα =e 0.5π=4.81 ④

联立求解式③和式④，可得

F 1 =745.1N， F 2 =154.9N

所以P max (F 1 -F 2 )v/1000=(745.1-154.9)×7.59/1000kW=4.48kW

1.V带传动传递的功率P=7.5kW，带速v=10m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F 1 =2F 2。试求紧边拉力F 1，有效拉力F e和预紧力F 0 (忽略离心力的影响)。

（分数：2.00）

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解析：解题要点：

因为P=(F 1 -F 2 )v/1000

将P=7.5kW代入上式，得

(F 1 -F 2)v=7500 ①

又因为 F 1 =2F 2②

联立求解式①和式②，可得

F 1 =1500N， F 2 =750N

有效拉力 F e =(F 1 -F 2 )=750N

预紧力 F 0 =(F 1 +F 2 )/2=1125N

选择下图所示轴承类型，并确定轴承与机座的固定方式。

（分数：4.00）

(1).锥齿轮一圆柱齿轮减速器(见上图)。锥齿轮z 1=16，z 2=64，m=4mm；斜齿轮z 3=14，z 4=70，m=5mm，β=17°20"29"；支承跨距a=220mm；输入轴功率P=5.5kW，输入轴转速n 1 =960r/min。（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()

解析：解题要点：

此减速器锥齿轮和斜齿轮都承受轴向力和径向力，转速不太高，考虑便于轴承安装与调整间隙，各轴都选