机械设计习题 第八章
机械设计基础---带传动设计(第八章)
带传动概述
一、类型、特点
1．带传动的组成及工作原理
组成： 固联于主动轴上的带轮1(主动轮)；
固联于从动轴上的带轮3(从动轮)； 紧套在两轮上的传动带2。
传动原理
摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从 动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动） 。 啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动 轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。
∴ 带绕过主动轮时，将因缩短而使带相对于轮1向后滑动，使 带速落后于轮速，即 v带<v1；带绕过从动轮时情况相反。 因带两边拉力不等、带的弹性变形量变化所导致的带与轮之间 的相对运动称为弹性滑动。弹性滑动只发生在接触弧的局部。
（演示→ ）
带传动的几何计算和基本理论
弹性滑动后果： (1) v1 > v带 > v2 (2) η↓ (3) 带磨损 (4) 带温度↑ 速度降低的程度可用滑动率ε来表示：
带传动的张紧装臵
一、定期张紧装臵
（详细介绍）
普通Ｖ带传动的结构设计
二、自动张紧装臵 三、采用张紧轮张紧装臵
带传动的张紧2
张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲。同时张紧轮应尽 量靠近大轮，以免过分影响在小带轮上的包角。张紧轮的轮槽尺寸与带轮 的相同。
链传动概述
组成：主、从动链轮、传动链 工作原理：链传动是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动 和动力。
一、链传动的特点和应用
◆ 与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，径向压轴力小，适于低
速情况下工作。 ◆ 与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。 ◆ 链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。 ◆ 链传动主要用在要求工作可靠、转速不高，且两轴相距较远，以及其它不 宜采用齿轮传动的场合。
机械设计课后参考答案第八章
7．带传动经过一定时间运转后，由于塑性变形而松弛，使张紧力降低，为保证其传动能力，应有张紧装置。
常用的张紧装置有：定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。
当中心距不能调节时，可采用张紧轮张紧装置。 张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大带轮，以免过分影响带在小带轮上的包角。
4．带传动一般应放在高速级。置于高速级时，带速较高，在传递相同功率时，圆周力较小，有可能减少带的根数或采用截面积较小的型号的带，因而传动结构紧凑，成本降低。
5．不合理。因为带传动中存在弹性滑动，带轮工作面粗糙将会加剧带的磨损，磨损后将降低张紧力，从而减小摩擦力。
6．带传动的主要失效有：带的疲劳破坏和打滑。
O1O2
① 主动轮转矩：T1=， 方向：；
从动轮转矩T2=， 方向：；
②在图中画出紧边拉力F1，松边拉力F2，包角α1，α2；
③带传动的有效拉力 Fe =；
④要打滑时，最大有效拉力Fec与F1的关系：Fec=；.
⑤在图中绘出各种应力的分布图。
2．V带传动的n1=1450 r/min， 带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51，包角α1=1800，预紧力F0=360N 。 试问： ①该传动所能传递的最大有效拉力为多少?
Tmax = Fec×dd1／2 = 23．92 Nm
P出= Fec×ν×η／1000=3．45 KW ；
3．Fe = P×1000／ν= 750 N ， Fe = F1－F2F1=2F2F0=（F1＋F2）／2 =1.5 F2
F1= 1500N F2= 750 N F0= 1125 N
4．i = n1/n2= 3．625 dd2= i×dd1= 507．5mm选：KA= 1．3Kα= 0．96Kι= 1．08
《机械设计》第8章 轴承
四 向心角接触轴承轴向力的计算
1 派生轴向力
R S0
P0 N0
1 派生轴向力
向心角接触轴承的派生轴向力
圆锥滚子轴 承
角接触球轴承
C型
AC型
B型
（α=15°) （α=25°) （α=40°)
S=R/(2Y)
S=eR S=0.68R S=1.14R
2 轴向力A的计算
R1
R2
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1>S2,
滑动轴承的特点、应用及分类
在以下场合，则主要使用滑动轴承： １．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。
６．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
S1
R1 1被放松
A1=S1
S2
ΔS
ΔS
R2
2被压紧
A2=S2+ΔS =S1+Fa
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1<S2,
ΔS
S1
R1 1被压紧 A1=S1+ΔS =S2-Fa
S2 R2 2被放松
A2=S2
结论：——实际轴向力A的计算方法
1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被 “压紧”和“放松”的轴承。
1.基本概念
⑴轴承寿命
⑵基本额定寿命L10 ——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%
的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10（以106r 为单位）或一定转速下的工作时数 Lh ⑶基本额定动载荷C
L10=1时，轴承所能承受的载荷 由试验得到
机械设计基础第八章
27
蜗杆蜗轮啮合
n1 z 2 i12 n2 z1
方向如图中箭头所示
28
定轴轮系
n1 i14 ? n4
29
n1 z2 i12 n2 z1
i23 z3 n2 n3 z2
n3 z4 i34 n4 z3
30
n2 n2
n1 n2 n3 i12 i23 i34 n2 n3 n4 z3 z2 z4 ( ) ( ) z1 z 2 z3
时针(h)
分针(m)
12
滚齿机：实现轮坯与滚刀范成运动。轴I的运动和 动力经过锥齿轮1、2传给滚刀，经过齿轮3、4、5、 6、7和蜗杆传动8、9传给轮坯。
13
6. 运动的合成和分解
运动的合成 将两个独立的转动合成为一个转动。 运动的分解 将一个转动分解成两个独立的转动。
14
二、轮系的分类
根据轮系在传动中各齿轮轴线的 位置是否固定，将轮系分类。
A 13
z2 z3 101 99 (1) z1 z2 100 100 n1 101 99 1 1 nA 100 100 10000
2
iA1 nA n1 10000
系杆转10000圈，齿轮1同向转1圈 四个齿轮的齿数相差不多，但可得到大的传动比
52
如果齿轮3的齿数由99改为100
注意的问题
（1）n1、nk、nH必须 是轴线平行的相应构 件的转速； （2）各转速代入公式 时，应带有本身的正
n1 nH i nk nH
H 1k
号或负号。
49
例题6 如图所示行星轮系，各轮 齿数为z1=40, z2=20，z3=80。 试计算中心轮1和系杆H的传动 比i1H。
机械设计第八章习题集答案
L
4 . 32 3 . 68 (1 . 07 0 . 17 ) 0 . 955 0 . 99
取 z 4 ，型号为 A 型。 8—22 解： 由公式（8-4） ，带传动的有效拉力
Fe 1000 P 7.5 1000 750 N v 10
查表 8-2， L d 2500mm ，由公式（8-7） ，小带轮的包角
1 180
57 . 5 180
查表 8-5， K 0.95 ，查表 8-2， K L 1.09 。查表 8-4a， P0 2.28kW 。查表 8-4b， P0 0.17kW ， 查表 8-7，取 K A 1.2 。带的计算功率 Pca K A P ，由公式（8-26） ，带所允许传递的功率
Ld 0 2a (d d 2 d d 1 ) 2 2 4a ( 400 140 ) 2 2 815 (140 400 ) 2499 mm 2 4 815 (d d1 d d 2 )
d d 2 d d1 a 400 140 57 . 5 161 . 7 815
由公式（8-3） ，有效拉力 Fe F1 F2 2 F2 F2 F2 。因此，带的松边拉力和紧边拉力分别为
F2 Fe 750N ； F1 2 F2 1500N
由公式（8-1） ，带的初拉力
F0 1 1 ( F1 F2 ) (1500 750) 1125N 2 2
结构尺寸紧凑。带传动中心距 a 过大的优缺点则相反，且中心距过大使得带传动时松边抖动过大， 传动不平稳。 初拉力 F0 过小，带的传动能力过小，带的传动能力没有得到充分利用。初拉力 F0 大，则带的传动 能力大，但是，初拉力过大将使的带的寿命显著下降，也是不合适的。 带的根数 z 过少（例如 z=1） ，这有可能是由于将带的型号选得过大而造成的，这使得带传动的结 构尺寸偏大而不合适。如果带传动传递的功率确实很小，只需要一根小型号的带就可以了，这时使用 z=1 完全合适。带的根数 z 过多，将会造成带轮过宽，而且各根带的受力不均匀（带长偏差造成） ，每 根带的能力得不到充分利用，应当改换带的型号重新进行设计。 8—16 答： 输送机的 F 不变， v 提高 30%左右，则输出功率增大 30%左右。三种方案都可以使输送带的速度 v 提高，但 V 带传动的工作能力却是不同的。 （1）d d 2 减小，V 带传动的工作能力没有提高 （ P0 ，K L ， K a ，P0 基本不变） ，传递功率增大 30% 将使小带轮打滑。故该方案不合理。 （2） d d1 增大，V 带传动的工作能力提高（ P0 增大 30%左右， K L ， K a ， P0 基本不变） ，故该方 案合理。 （3） D 增大不会改变 V 带传动的工作能力。故该方案不合理。 8—17 答： 应全部更换。因为带工作一段时间后带长会增大，新、旧带的长度相差很大，这样会加剧载荷在各 带上分配不均现象，影响传动能力。 8－18 答： 带在使用过程中会伸长变形，造成带对轮的张紧力下降。将中心距设计成可调节的，可方便的调 节带中的张紧力大小。对于中心距不可调节的带传动，只能采用张紧轮来调节带中的张紧力。对于 V 带传动，张紧轮应当布置在松边靠近大带轮处，并且从内向外张紧。 8－19（略） 8—20 解： 由公式（8-22） ，带的基准长度
机械设计第八章习题答案
机械设计第八章习题答案8-1 V带传动的n1= 1450 r/min ，带与带轮的当量摩擦系数f v= 0.51 ，包角α1= 180°，初拉力F0= 360 N 。
试问：（ 1 ）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（ 2 ）若d d1= 100 mm ，其传递的最大转矩为多少？（ 3 ）若传动效率为0.95 ，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少？解：（1 ）由p148式8-7得F ec= 2 F01− 1e f v α1 1+ 1e f v α1= 2 ×360 ×1− 1e0.51 π1+ 1e0.51 π= 478.4 N（2 ）T = F ec d d12= 478.4 ×100 × 10− 32= 23.92 N·m（3 ）由从动轮输出功率P = P主·η，其中P主=F ec V1000，故P = F ec V1000·η= F ec n1π d d11000 ×60 ×1000·η= 478.4 ×1450 ×3.14 ×1001000 ×60 ×1000×0.95 = 3.45 kW8-2 V带传动传递功率P = 7.5 kW ，带速v = 10 m/s ，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1= 2 F2，试求紧边拉力F1、有效拉力F e和初拉力F0。
解：∵P = F e v1000∴F e= 1000 Pv = 1000 ×7.510= 750 N∵F e= F1－F2且F1= 2 F2∴F1= 2 F e= 2 ×750 = 1500 N∵F1= F0+ F e2∴F0= F1－F e2= 1500 －7502= 1125 N8-4 有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动，电动机功率P = 7 kW ，转速n1= 960r/min ，减速器输入轴的转速n2= 330 r/min ，允许误差为±5% ，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。
机械设计基础习题答案第8章
机械设计基础习题答案第8章8-1解：依题意该转⼦的离⼼⼒⼤⼩为该转⼦本⾝的重量为则，即该转⼦的离⼼⼒是其本⾝重量的倍。
8-2答：⽅法如下：（1）将转⼦放在静平衡架上，待其静⽌，这时不平衡转⼦的质⼼必接近于过轴⼼的垂线下⽅；（2）将转⼦顺时针转过⼀个⼩⾓度，然后放开，转⼦缓慢回摆。
静⽌后，在转⼦上画过轴⼼的铅垂线1；（3）将转⼦逆时针转过⼀个⼩⾓度，然后放开，转⼦缓慢回摆。
静⽌后画过轴⼼的铅垂线2；（4）做线1和2的⾓平分线，重⼼就在这条直线上。
8-3答：（1）两种振动产⽣的原因分析：主轴周期性速度波动是由于受到周期性外⼒，使输⼊功和输出功之差形成周期性动能的增减，从⽽使主轴呈现周期性速度波动，这种波动在运动副中产⽣变化的附加作⽤⼒，使得机座产⽣振动。
⽽回转体不平衡产⽣的振动是由于回转体上的偏⼼质量，在回转时产⽣⽅向不断变化的离⼼⼒所产⽣的。
（2）从理论上来说，这两种振动都可以消除。
对于周期性速度波动，只要使输⼊功和输出功时时相等，就能保证机械运转的不均匀系数为零，彻底消除速度波动，从⽽彻底消除这种机座振动。
对于回转体不平衡使机座产⽣的振动，只要满⾜静或动平衡原理，也可以消除的。
（3）从实践上说，周期性速度波动使机座产⽣的振动是不能彻底消除的。
因为实际中不可能使输⼊功和输出功时时相等，同时如果⽤飞轮也只能减⼩速度波动，⽽不能彻底消除速度波动。
因此这种振动只能减⼩⽽不能彻底消除。
对于回转体不平衡产⽣的振动在实践上是可以消除的。
对于轴向尺⼨很⼩的转⼦，⽤静平衡原理，在静平衡机上实验，增加或减去平衡质量，最后保证所有偏⼼质量的离⼼⼒⽮量和为零即可。
对于轴向尺⼨较⼤的转⼦，⽤动平衡原理，在动平衡机上，⽤双⾯平衡法，保证两个平衡基⾯上所有偏⼼质量的离⼼⼒⾷量和为零即可。
8-4图8 . 7解：已知的不平衡质径积为。
设⽅向的质径积为，⽅向的质径积为作图8 . 7 所⽰。
由静平衡条件得：由图8-7 量得，。
8-5图8 . 9解：先求出各不平衡质径积的⼤⼩：⽅向沿着各⾃的向径指向外⾯。
机械设计第八章例题
1、（中南大学2001年考研试题）单根V 带传动的预紧力F0=354N ，主动带轮（小轮）的基准直径D1=160mm ，转速n1=1500r/min ，小带轮包角︒=150α，V 带与带轮间当量摩擦系数485.0=v f ，求：（1）V 带紧边，松边的拉力F1，F2；（2）V 带能传递的最大圆周力Fec 和最大功率Pec ；（3）定性画出带的应力分布图。
2、（*)某一普通 V 带传动,已知带轮直径mm d 1801=，从动轮直径mm d 6302=，传动中心距mm a 1600=，主动轮转速min /14501r n =，由4根B 型带组成，V 带与带轮表面摩擦系数4.0=v f ，V 带的弹性模量MPa E 200=，设V 带即将打滑时传递的最大功率为kw P 40=，要求：（1） 计算V 带中各类应力的大小；(6分)（2） 各应力成分在V 带最大应力max σ中所占的百分比。
(4分)注意：B 型带截面面积为2140mm ，带截面高度为mm h 0.11=，楔角 40=ϕ，单位长度质量m kg q /17.0=。
A qv c 2=σ ，d Eh b =σ3、（*)一平带传动，已知两带轮直径分别为150mm 和400mm ，中心距为400mm ，小轮主动、转速为1460r/min 。
若传递功率为5kW ，带与带轮间的摩擦系数f ＝0.3。
试求：（1）小带轮包角；（2）带的紧边拉力和松边拉力；（3）此带传动所需的初拉力。
4、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 =0.5，小带轮上的包角α1=180°，预紧力F 0=450N 。
忽略离心力的影响，试问该传动是否会出现弹性滑动现象？是否会出现打滑现象？为什么？。
机械设计(第八版)课后习题答案(细心整理最全系列)(8~10章)
第八章 带传动8-1：V 带传动的min 14501r n =，带与带轮的当量摩擦系数51.0=v f ，包角︒=α1801，初拉力N 3600=F 。
试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若mm 100d d1=，其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出效率为多少？[解] ()N 4.4781111360211112151.01151.00=+-⨯⨯=+-=ππααeeee F F v vf f ec()mm N 92.232101004.4782d 2-3d1⋅=⨯⨯==ecF T()kW45.395.0100060100010014.314504.4781000601000d 10003d11=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∙⨯⨯=∙=ηn F ηνF Pec ec π8-2 V 带传动传递效率7.5kW =P ，带速s m 10=ν，紧边拉力是松边拉力的两倍，即21F F =，试求紧边拉力1F 、有效拉力e F 和初拉力0F 。
[解] 1000νF P e =N 750105.710001000=⨯==∴νP F e21212F F F F F e =-=且 1500N 750221=⨯==∴e F F 201e F F F +=1125N27501500210=-=-=∴eF F F 8-38—3解法二：8-4 有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V 带传动，电动机功率P=7kW ，转速min 9601r n =，减速器输入轴的转速min 3302r n =，允许误差为%5±，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。
[解] （1）确定计算功率ca P由表8-7查得工作情况系数2.1A =K ，故 4k W .872.1A ca =⨯==P K P （2）选择V 带的带型根据ca P 、1n ，由图8-11选用B 型。
机械设计作业集解题指南(8-11章)(西北工业大第八版)
第八章带转动8—1 （2）；8—2 （3）；（3）；；带的紧边开始绕上小带轮；8—3拉应力，离心拉应力，弯曲应力；σ1+σb1c8—4 （2）；8—5 预紧力F0 、包角α和摩擦系数f ；8－6（略）8－7 答：P0 随小带轮转速增大而增大，当转速超过一定值后，P0 随小带轮转速的进一步增大而下降。
这是因为P=F e v，在带传动能力允许的范围内，随着小带轮转速的增大（带速v 增大）带传递的功率增大。
然而当转速超过一定值后，由于离心力的影响，使得带所能传递的有效拉力F e 下降，因此，小带轮转速进一步增大时，带的传动能力P0 下降。
8－8（略）8－9 答：V 带绕在带轮上，顶胶变窄，底胶变宽，宽度不改变处称为带的节宽b P。
把V 带套在规定尺寸的测量带轮上，在规定的张紧力下，沿V 带的节宽巡行一周的长度即为V 带的基准长度L d。
V 带轮的基准直径是指带轮槽宽尺寸等于带的节宽尺寸处的带轮直径。
8－10 答：若大带轮上的负载为恒功率负载，则转速高时带轮上的有效拉力小，转速低时有效拉力大。
因此，应当按转速为500r/min 来设计带传动。
若大带轮上的负载为恒转矩负载，则转速高时输出功率大，转速低时输出功率小。
因此，应当按转速为1000r/min 来设计带传动。
8－11 答：因为单根普通V 带的基本额定功率P0 是在i=1（主、从动带轮都是小带轮）的条件下实验得到的。
当i＞1 时，大带轮上带的弯曲应力小，对带的损伤减少，在相同的使用寿命情况下，允许带传递更大一些的功率，因此引入额定功率增量△P0。
8—12 答：摩擦系数f 增大，则带的传动能力增大，反之则减小。
这样做不合理，因为若带轮工作面加工得粗糙，则带的磨损加剧，带的寿命缩短。
8—13 答：在带传动中，带的弹性滑动是因为带的弹性变形以及传递动力时松、紧边的拉力差造成的，是带在轮上的局部滑动，弹性滑动是带传动所固有的，是不可避免的。
弹性滑动使带传动的传动比增大。
机械设计制造基础 第八章 练习题与答案
第八章练习题1. 单项选择1-1 装配系统图表示了（）。
①装配过程②装配系统组成③装配系统布局④机器装配结构1-2 一个部件可以有（）基准零件。
①一个②两个③三个1-3 汽车、拖拉机装配中广泛采用（④多个）。
①完全互换法②大数互换法③分组选配法④修配法1-4 高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（①完全互换法②大数互换法③分组选配法）。
④修配法1-5 机床主轴装配常采用（）。
①完全互换法②大数互换法③修配法④调节法1-6 装配尺寸链组成的最短路线原则又称（）原则。
①尺寸链封闭②大数互换③一件一环④平均尺寸最小1-7 修选配法通常按（）确定零件公差。
①经济加工精度②零件加工可能达到的最高精度③封闭环④组成环平均精度1-8 装配的组织形式主要取决于（）。
①产品重量②产品质量③产品成本④生产规模1-9 牛头刨床总装时，自刨工作台面，以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。
这属于（）。
①选配法②修配法③调节法④试凑法1-10 据统计，机器装配费用约占机器总成本的（）。
①1/10~1/5 ②1/5~1/3 ③1/3~1/2 ④1/2~2/32. 多项选择2-1 机器由（）装配而成。
①零件②组件③部件④标准件2-2 机械装配的基本作业包括清洗、连接、调整、（①检测②平衡③加工④修配）等。
2-3 常见的可拆卸连接有、和（）等。
①螺纹连接②铆钉连接③销连接④键连接2-4 常用的机械装配方法有（）和修配法等。
①完全互换法②大数互换法③调整法④选配法2-5 机械产品的装配精度一般包括（）。
①相互位置精度②相互配合精度③相互运动精度④工作稳定性2-6 在确定各待定组成环公差大小时，可选用（）。
①等公差法②等精度法③随机分配法④按实际加工可能性分配法2-7 协调环通常选（）的尺寸。
①尺寸链中最小②尺寸链中最小③易于制造④可用通用量具测量2-8 分组选配法进行装配时适用于（）的情况。
①大批量生产②配合精度要求很高③参与装配零件本身精度很高④参与装配零件数较少2-9 自动装配条件下对零、部件结构工艺性的要求包括（）等。
机械设计基础第8章习题答案
解：查附表8-4（P191）
查表8-9
改选轴承型号：7308AC 7000AC FS=0.68FR C=38.5KN，C =30.5KN FS1=0.68FR1=0.68X4000=2720N
0
FS2=0.68FR2=0.68X3000=2040N FS1+FX=2720+2500=5220N>FS2 轴承2---压紧，轴承1—放松 FA2=FS1+FX=5220N
FA2=FS2=2040N
3
8-8 试选择支承蜗杆轴的一对角接触球轴 承，要求工作寿命Lh0=4000h。已知两轴 FS1 承的径向反力分别为：FR1=4000N， FR2=3000N，蜗杆轴向力FX=2500N，方 向如图；蜗杆的转速n=340r/min，轴颈 直径d=40mm，有中等冲击。
FR1 FX
9
10
FR1
FR20 6 f t C 3 10 6 1 52.9 10 3 3 Lh ( ) ( ) 3327 h Lh 0 (10000 h) 60 n f p FP 60 100 1.3 15000
轴承6309寿命不满足要求。 改选轴承6409，查附表8-3，C=77.40KN 计算出Lh=10442h>Lh0 轴承6409寿命合适。
作业
8－5、8－7、8－8
1
8-5 一6309型轴承的工作条件为：轴承径向载荷FR=15000N，转速 n=100r/min，工作中有中等冲击，温度低于100℃，轴承的预期使用寿 命Lh0=10000h，试验算该轴承的寿命。 解：查附表8-3 轴承6309 C=52.9KN
温度低于100℃ ，ft=1 中等冲击， fp=1.3，FP=FR=15000N
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 o=25OO 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 i为2900 ，松边拉力F2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__ 0 _________ 、__________ 、 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F0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。
&在V带传动中，选取小带轮直径D1 > D llim。
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Pea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F1与松边拉力F2的关系为—F1=F2e f。
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______；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1+ b1+c ,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。
陈立德版机械设计基础第8、9章课后题答案
、第8章 带传动带传动的主要类型有哪些各有何特点试分析摩擦带传动的工作原理。
答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。
前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。
摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。
什么是有效拉力什么是初拉力它们之间有何关系答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力0F 。
当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。
紧边拉力为1F ，松边拉力为2F 。
带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。
设环形带的总长度不变，可推出()01212F F F =+ 小带轮包角对带传动有何影响为什么只给出小带轮包角1α的公式【答：1α角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。
由于大带轮的包角2α大于小带轮的包角1α，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1α值。
带传动工作时，带截面上产生哪些应力应力沿带全长是如何分布的最大应力在何处答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为1δ、松边上为2δ、1δ> 2δ。
（2）由离心力产生和离心拉应力c δ，作用于带的全长的。
（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力b δ，发生在带上包角所对的圆孤部分，12b b δδ>。
最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。
带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的它们对传动有何影响是否可以避免答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。
打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。
而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是一种不可避免的物理现象。
一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么 答：因为12αα<，故打滑总是先发生在小轮上。
机械设计基础习题答案第8章
7.绘制扭矩图。如图（g）所示。
N·mm
8.作当量弯矩图，如图（h）所示。
最大当量弯矩在D点处，取α=0.6，其值为
N·mm
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
（g）
（h）
9.确定最大当量处的轴径
查表8-1得45钢调质处理的弯曲强度极限σ-1b=650。查表8-4许用弯曲应力［σ-1b］=60MPa，D点处的直径为
mm
轴与轮毂配合处直径d=30mm，强度足够。
8-11有一直齿圆柱齿轮减速器如图所示。所传递的功率P =15.8kW，主动轮转速n1=980r/min，从动轮转速n2=215r/min，从动轮齿数Z2=82，主动轮齿数Z1=18，模数m =5mm，齿宽B =80mm。试设计从动轴的结构和尺寸。假设采用深沟球轴承。
（5）寿命指数ε ε=3
kN
3.选择轴承型号
根据轴径d=55mm，查轴承标准应选用6011型轴承，额定动载荷C=30.2kN，符合要求。
8-16如图所示为一斜齿圆柱齿轮减速器的高速轴。根据工作情况，选用了一对角接触球轴承，面对面安装在轴上。已知：轴承所受径向载荷Fr1=1000N，Fr2=2100N，轴上所受轴向外载荷A=900N，轴的直径d=35mm，转速n=3000r/min，运转过程中承受中等冲击载荷，温度正常，要求使用寿命Lh=2000h，试选择轴承型号。
（3）确定轴的各段长度
因齿轮轮毂长为80 mm，为使套筒紧贴齿轮端面，取轴头长度为78 mm；滚动轴承的宽度为18mm，因此取轴颈长度为18mm；根据跨距L = 170mm，取轴环宽度为32mm；套筒长度亦取32mm。由结构草图得
4.进行强度验算
机械设计试题及答案第八章 齿轮传动
8－20 直齿圆锥齿轮齿面上所承受的法向载荷Fn通常被视为集中作用在_______, Fn可分 解为_______、_______、_______三个分力，三个分力的方向的判定法则为 _______，其大小与_______、________、______有关。
答案：平均分度国上；径向力 Fr 、圆周力 Ft 、轴向力 Fa；径向力 Fr指向轴心、 主动齿轮的圆周 Ft切于分度圆且与其转动方向相反、轴向力指向大端；所传 递的功率、转速、平均分度圆直径、压力角、分度圆锥角。
8－16 斜齿圆柱齿轮的节点处的法面曲率半径n与端面曲率半径t的关系是 _______,在综合曲率计算时，使用的是______曲率半径。
答案：n=t/cosb；法面。 8－17 斜齿圆柱齿轮传动齿面的接触疲劳强度应取决于_______,实用的许用接触应力 约可取为________。
答案：大、小齿轮；[]H =（[]H1+[]H2）/2 8－18 直齿圆锥齿轮传动以_______端参数为标准值。在强度计算时，以______作为计
8－3 在设计开式齿轮传动时，一般选择保证_______作为设计准则；对于闭式 较齿面齿轮传动，通常以保证______为主，校核其________。
答案：齿根弯曲疲劳强度；齿面接触疲劳强度；齿根弯曲疲劳强度。
第二页，共66页。
8－4 对齿轮轮齿材料性能的基本要求为_______、________；齿轮材料的选择原 则______、_______。
答案：载荷作用于单齿对啮合的最高点；全部载荷作用于齿顶。
第四页，共66页。
8－10 直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，引入了齿形系数Y Fa和应力校正系数Y Sa，随着齿轮齿数的增多， Y Fa 的值。将_______, Y Sa 的值将_______。
机械设计(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚第8章带传动
以Pca，和n1 查图 8-8、9 *型号↑⇒Ζ↓
10
机械设计 第 8 章带传动
⑷确定a,Ld 计算式（8-21）（8-20） (若 a 事先未给定) a 的预定:P154
2005。车辆工程 03 级
（9） 带轮结构设计、绘制零件图。
⑸验算包角α1≥120º 式（8-6） ⑹确定带的根数Ζ 1） 计算式：Pc/Ζ≤[P0]=( P0+Δ P0)K αKL Δ P0—功率增量(i>1, da1<da2 , σb2<σb1 承载能力↑) K α—包角系数 ，表 8-8 KL—长度系数，表 8-2
圆型带（线、绳）；
同步齿型带：啮合传动，能保证主、从动轮同步。
2005。车辆工程 03 级
组合例：万用表、PDA/mP3/mp4 手机
1
机械设计 第 8 章带传动
（2）带传动的型式
① 开口传动
α---包角 同转向传动
皮带过两侧轮的位置变化
②交叉传动（反转向传动）
轴线相对位置变化
③半交叉传动
* ②③应使用平、圆型带
侧放松—松边；
F2
F2
F1
F1
紧边
5
机械设计 第 8 章带传动
8.2.2 最大有效拉力及影响因素
(1) F1、F2与 F0 、Fe (设带总长不变 0)：
F1- F0 = F0-F2
(F1-F2=Fe)
F1= F0+ Fe /2
①
F2= F0-Fe /2
(2) 最大有效拉力Femax 打滑临界点欧拉公式： F1/F2 =efα
作业： 习题 8-4
2） Ζ的值圆整问题： 一般情况往上圆整，若要求紧凑可往下圆整⇒结构↓
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①主动轮转矩：T1=，方向：；
从动轮转矩：T2=，方向：；
②在图中画出紧边拉力F1，松边拉力F2，包角α1，α2；
③带传动的有效拉力Fe =；
④要打滑时，最大有效拉力Fec与F1的关系：Fec=；.
⑤在图中绘出各种应力的分布图。
2．V带传动的n1=1450 r/min，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51，包角α1=1800，预紧力F0=360N。试问：①该传动所能传递的最大有效拉力为多少?
27．当带速υ≤30m/s时,一般采用来制造带轮。
A．铸钢B．球磨铸铁C．灰铸铁
二、简答题：
1．何为带的弹性滑动？何为打滑？两者在本质上有何区别？
2．带的楔角和带轮的轮槽角是否一样？为什么？
3．普通V带有哪几种型号？窄V带有哪几种型号？
4．带传动一般应放在高速级还是低速级，为什么？
5．为了避免打滑，将带轮与带接触的工作表面加工粗糙些，以增大摩擦，这样做是否合理？为什么？
20．下列普通V带中以型带的截面尺寸最小。
A．Z B．C C．E
21．带传动中，紧边拉力F1，松边拉力F2，在空载时，它们的比值为；当载荷小于许用值时，它们的比值为；当载荷达到刚开始打滑的瞬间，它们的比值为；
A．F1/F2≈1 B．F1/F2=еfνα1C．1＜F1/F2＜еfνα1
22．V带截面楔角为400，V带轮相应的楔角应400。
17．与V带传动相比较，同步带传动的最大优点是。
A．传递功率大B．传动比准确C．传动效率高
18．带轮是采用轮辐式、腹板式或实心式，主要取决于。
A．带的横截面尺寸B．传递的功率C．带轮的直径
19．当摩擦系数与初拉力一定时，带传动在打滑前所能传递的最大有效拉力随的增大而增大。
A．带轮的宽度B．小带轮上的包角C．大带轮上的包角
P出= Fec×ν×η／1000=3．45 KW；
3．Fe = P×1000／ν= 750 N，Fe = F1－F2F1=2F2F0=（F1＋F2）／2 =1.5 F2
F1= 1500N F2= 750 N F0= 1125 N
4．i = n1/n2= 3．625 dd2= i×dd1= 507．5mm选：KA= 1．3Kα= 0．96Kι= 1．08
6．带传动的主要失效形式有哪些？设计准则是什么？
7．带传动为什么要张紧？常用的张紧方法有哪些？在什么情况下使用张紧轮？张紧轮应装在什么地方？
8．试说明带传动中的紧边拉力、松边拉力、有效拉力与张紧力之间的关系？
三、综合题：
1．已知：带传动的有关数据为：主动轮：转速n1(顺时针) ,直径dd1；从动轮：转速n2，直径dd2；小带轮包角α1，输出功率P2，摩擦系数fν,传动效率η,求：
α1= 1800－(dd2－dd1)／a×57．50= 166．790
L’d=2a＋π/2×(dd2＋dd1)＋(dd2－dd1)2／4 a=4238 mm
选：P0= 4．91△P0= 0．59
∴Pca= Z×(P0＋△P0)×Kι×Kα= 11．4 KW，
P=Pca／KA= 8．8 KW；
7．带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带处。
A．进入主动轮处B．进入从动轮处C．离开主动轮处
8．V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是。
A．传动比B．带的速度C．带的型号
9．带传动采用张紧轮的目的是。
A．减轻带的弹性滑动B．提高带的寿命C．调节带的预紧力
10．实践证明，带传动传递载荷时，带的弹性滑动发生在。
带传动的设计准则是：保证带传动工作时不打滑，同时又有足够的疲劳强度和寿命。
7．带传动经过一定时间运转后，由于塑性变形而松弛，使张紧力降低，为保证其传动能力，应有张紧装置。
常用的张紧装置有：定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。
当中心距不能调节时，可采用张紧轮张紧装置。张紧轮一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮还应尽量靠近大带轮，以免过分影响带在小带轮上的包角。
A．带的预紧力不够B.带的松、紧边拉力不等C.带与带轮间摩擦力不够
4．带传动的打滑总是。
A．在小轮上先开始B．在大轮上先开始C．在两轮上同时开始
5．带传动中，带每转过一周，拉应力是。
A．不变的B．有规律变化的C．无规律变化的
6．V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了。
A．使结构紧凑B．限制弯曲应力C．限制小带轮包角
4．带传动一般应放在高速级。置于高速级时，带速较高，在传递相同功率时，圆周ห้องสมุดไป่ตู้较小，有可能减少带的根数或采用截面积较小的型号的带，因而传动结构紧凑，成本降低。
5．不合理。因为带传动中存在弹性滑动，带轮工作面粗糙将会加剧带的磨损，磨损后将降低张紧力，从而减小摩擦力。
6．带传动的主要失效有：带的疲劳破坏和打滑。
8．F1＋F2=2F0；Fe = F1－F2
三、综合题：
1．T1= 9550×P2／n1ηNm；方向为：顺时针
T2= 9550×P2／n1Nm；方向为：逆时针
Fe = F1－F2；Fec = F1（1－1／efα）
2.Fec =2F0×(еfνα－1)／(еfνα＋1) = 478.4 N
Tmax = Fec×dd1／2 = 23．92 Nm
②若dd1=100 mm，其传递的最大转矩为多少？
③若传动效率为0．95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少？
3．V带传动传递的功率P=7.5 KW，带速υ=10 m/s，F1=2F2，
试求：F1=？Fe = ?F0= ?
4．已知一窄V带传动的n1=1450 r/min，n2=400 r/min，dd1=140 mm，中心距a=1600 mm，窄V带为SPA型，根数Z=2，工作时有振动，一天运转16h，试求：带能传递的功率。
A．全部接触弧上B．带离开主、从动轮前的那一部分接触弧上C．带进入主、从动轮的那一部分接触弧上
11．带传动是依靠来传递运动和功率的。
A．带与带轮接触面间的正压力B．带与带轮接触面间的摩擦力C．带的紧边拉力
12．选取V带型号，主要取决于。
A．带传递的功率和小带轮转速B．带的线速度C．带的紧边拉力
13．与链传动相比较，带传动的主要优点是。
2．不一样。带的楔角应大于带轮的轮槽角。
因为带在工作时受力作用而产生弹性变形，带的顶胶层受拉而伸长，使宽度变窄。底胶层受压而缩短，使宽度变宽。从而使带的楔角减小，为使带与轮槽很好的接触，应使带的楔角大于带轮的轮槽角。
3．普通V带有：Y、Z、A、B、C、D、E；七种型号；窄V带有：SPZ、SPA、SPB、SPC；四种型号；
A．大于B．小于C．等于
23．带传动中，带每转一周，拉应力变化。
A．8次B．3次C．4次
24．带传动设计中，主要应防止。
A．打滑B．磨损C．静载拉断
25．不能提高带传动传递的功率。
A．增大F0B．增大a C．增加带轮表面粗糙度
26．同一V带传动，若主动轮转速不变，用于减速较用于增速所能传递的功率。
A．相等B．增加C．减少
一、选择题：
1．带传动中,υ1为主动轮圆周速度,υ2为从动轮圆周速度,υ为带的速度,它们之间的关系是。
A．υ1＞υ＞υ2B．υ1=υ2=υC．υ1＜υ＜υ2
2．带传动正常工作时，不能保证准确的传动比是因为。
A．带易变形和磨损B.带在带轮上打滑C.带的弹性滑动
3．带传动正常工作时，产生弹性滑动是因为。
A．承载能力大B．使用寿命长C．工作平稳，基本无噪音
14．与平带传动相比较，V带传动的主要优点是。
A．承载能力大B．带的寿命长C．传动效率高
15．中心距一定的带传动，小带轮上的包角大小主要由决定。
A．小带轮直径B．两带轮直径之和C．两带轮直径之差
16．带传动的中心距过大，会导致。
A．带的弹性滑动加剧B．带的工作噪音增大C．带在工作时出现颤动
一、选择题：
1．A 2．C 3．B 4．A 5．B 6．B 7．A 8．C 9．C 10．B 11．B 12．A 13．C 14．A 15．C 16．C 17．B 18．C 19．B 20．A 21．A、C、B；22．B 23．C 24．A
25．C 26．C 27．C
二、简答题：
1．由于带的弹性变形引起的带在带轮上的局部接触弧面上产生的微量相对滑动称为弹性滑动。弹性滑动是带传动的一种正常物理现象，是不可避免的。打滑是弹性滑动扩展到整个接触弧段，载荷超过带所能传递的最大有效圆周力时所发生的，打滑将使带与带轮严重磨损，从动带轮急剧失速，是必须避免的。