第5章机械传动练习题及答案

第5章机械传动

5-1带传动有哪些类型？带传动有什么特点？

解：带传动的类型有摩擦带传动和啮合带传动。带传动的特点如下：

（1）带传动属于挠性传动，传动带具有一定的弹性，能缓冲、吸振，使运动平稳无噪声。

（2）过载时，传动带在带轮上打滑，可防止其他零件因过载而损坏，起到安全保护作用。

（3）带传动适用于两轴中心距较大的传动，结构简单，制造、安装精度要求低，使用维护方便，成本低。

（4）带传动由于受摩擦力和带本身弹性变形的影响，因而不能保证恒定的传动比。

（5）带传动外廓尺寸较大，传动效率低，使用寿命短，对轴的作用力较大。

（6）不宜在易燃易爆的场合工作。

5-2 简述带传动中打滑和弹性滑动现象，并指出哪种现象是避免不了的。

解：弹性滑动是指正常工作时普通V带和普通V带轮产生的微量滑动现象，是不可避免的。

在一定初拉力的作用下，普通V带与普通V带轮接触面间摩擦力的总和有一极限值，当传递运动和动力所需要的有效拉力超过普通V带与普通V带轮接触面间摩擦力的总和时，普通V带在普通V带轮上将发生打滑。普通V带打滑时，从动轮转速急剧下降，使传动失效，同时也加剧了普通V带的磨损，因此，应尽量避免打滑现象的发生。

5-3 带传动中，什么情况下使用安装张紧轮的方法张紧？在安装张紧轮时，需要注意什么？

解：根据摩擦传动原理，普通V带必须在预张紧后才能正常工作；运转一定时间后，普通V带会松弛，为了保证传动能力，必须重新张紧。普通V带传动的张紧方法有调整中心距和利用张紧轮两种。

当中心距不便调节时，可采用具有张紧轮的装置。普通V带传动，其张紧轮安放在V 带松边内侧，且靠近大带轮，使普通V带只受单方向弯曲，可提高普通V带的使用寿命，以保证小带轮上的包角。

5-4 链传动有哪几种类型？链传动有什么特点？

解：链传动的类型很多，按用途不同，链可分为传动链、输送链，起重链。

链传动与带传动相比，具体特点如下：

（1）链传动无弹性滑动和打滑，能获得准确的平均传动比，但瞬时传动比不恒定。相同工作条件下，链传动结构更为紧凑，传动效率较高。图5-21 链传动

（2）链条不需要像带那样的张紧力，对轴的压力较小。

（3）链传动传递的功率较大，过载能力强，能在低速重载下较好工作。

（4）链传动能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。

但是链传动的瞬时链速和瞬时传动比不为常数，传动平稳性较差，工作时有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。

链传动适用于两轴线平行且距离较远、瞬时传动比无严格要求及工作环境恶劣的场合。链传动适用的范围为：传递功率P≤100 kW，中心距a≤6 m，传动比i≤8，链速v≤15 m/s，传动效率为0.95～0.98。

5-5 什么是渐开线？渐开线有哪些性质？

解：用一直线沿一半径为r b 的圆周作纯滚动时，其上任意一点K 的轨迹AK 称为该圆的渐开线，这个圆称为基圆，直线NK 称为渐开线的发生线。渐开线齿轮轮齿的齿廓由同一基圆上产生的两条反向且对称的渐开线组成。

由渐开线的形成可知，渐开线具有以下性质：

（1）发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK =NA 。

（2）渐开线上任一点的法线均与基圆相切。发生线NK 沿基圆作纯滚动，它与基圆始终保持相切，NK 与基圆的切点N 即为渐开线上点K 的曲率中心。NK 是K 点的曲率半径。

（3）渐开线上任一点K 处的正压力方向与该点速度方向v K 所夹的锐角称为渐开线齿廓在K 点的压力角。

（4）渐开线的形状取决于基圆半径。

（5）基圆内无渐开线。渐开线是从基圆开始向外展开的，因此基圆内无渐开线。 5-6 渐开线齿廓啮合时有什么特性？

解：1）瞬时传动比恒定；2）中心距可分性；3）啮合角恒定；4）齿廓间正压力方向恒定；5）齿廓间具有相对滑动

5-7 什么是模数？当齿轮的齿数不变时，模数与齿轮的几何参数和承载能力有什么关系？

解：齿轮的分度圆周长为zp d =π，则πzp d =。由于π是个无理数，因而其计算所得的分度圆周长也是个无理数。为了便于设计、制造和检验，将分度圆上齿距p 与π的比值规定为标准值，并将该标准值称为齿轮的模数。

模数是齿轮尺寸计算中重要的参数，齿轮分度圆直径可以表示为d =zm 。当齿数相同时，模数越大，则齿轮的尺寸越大，齿轮所能承受的载荷也越大，

5-8 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是什么？

解：由于渐开线直齿圆柱齿轮模数m 和压力角α均已标准化，因而其正确啮合的条件是：（1）两渐开线直齿圆柱齿轮的模数相等，即m m m ==21。

（2）两渐开线直齿圆柱齿轮的压力角相等，即ααα==21。

5-9 某齿轮传动的小齿轮丢失。但已知与之相配的大齿轮的为标准齿轮，其齿数=z 52，齿顶圆直径135a =d mm ；标准安装中心距=a 112.5 mm 。试求丢失的小齿轮的齿数、模数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。

解：设小齿轮各项参数下标为1，大齿轮各项参数下标为2。

mm d h d d h mz d a a a a 133222*222*22=⇒+=⇒+=

5.2)2(*222=⇒+=m m h z d a a

mm d d a d d d a 9222

12121=⇒-=⇒+= 37111=⇒=z mz d

mm d h d d a a a 9421*111=⇒+=

mm d m c h z d f 5.82)22(1*1*a11f1=⇒--=

所以有，丢失的小齿轮的齿数为37个、模数为2.5、分度圆直径为92mm 、齿顶圆直径为94mm 和齿根圆直径82.5mm 。

5-10 有一对磨损严重的直齿圆柱齿轮，数得齿数1z =20，=2z 80，并量得=a1d 66 mm ，=a2d 246 mm ，两轮中心距=a 150 mm 。估计︒=20α。现需重新配制一对，试确定该齿轮的模数。

解：3)2(11*111=⇒+=m m h z d a a mm d m z d 601111=⇒=

3)2(22*222=⇒+=m m h z d a a mm d m z d 2402222=⇒=

mm a d d a 1502

21=⇒+= 确定该齿轮的模数m=3。

5-11 一对标准直齿圆柱齿轮啮合传动，已知主动轮转速=1n 840 r/min ，从动轮转速=2n 280 r/min ，中心距=a 270 mm ，模数=m 5 mm 。求两齿轮齿数1z 和2z 。 解：根据公式1

2211221n z n z z z n n =⇒= )(22)(211221n n m an z m z m z a +=⇒+=

将1z 、2z 两式联立：

81)(2221121

221=⇒⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫+==

z n n m an z n z n z 271=z 求得：两齿轮齿数1z 为27齿，2z 为81齿。

5-12 斜齿轮传动、锥齿轮传动适用于什么场合？其正确啮合条件是什么？

解：斜齿齿轮可实现平行轴或交错轴的传动，适合于高速、重载传动的场合的场合，其正确啮合条件如下：

（1）模数相等，即t2t1n2n1m m m m ==或。

（2）压力角相等，即t2t1n2n1αααα==或。

（3）螺旋角大小相等，当斜齿圆柱齿轮外啮合时，旋向应相反，即21ββ-=；当斜齿圆柱齿轮内啮合时，旋向应相同，即21ββ=。