機械設計習題集答案第十二章帶傳動設計

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1、第十二章 帶傳動設計 題?12-1 單項選擇題?（選一正確答案，并將其符號填入題中空白處） （1）標準?V?帶型號的選定取決于?C。 A．帶的線速度 B．帶的有效拉力 C．帶傳遞的功率和小輪轉速 （2）設計?V?帶傳動，限制帶輪最小直徑是為了限制?C。 A．小輪包角α B．帶的長度 C．帶的彎曲應力 （3）V?帶傳動的實際中心距?a?一般與設計時初定中心距?a0?不一致，這主要是由于?A。 A．要滿足標準帶長 B．存在安裝誤差 C．使用前要張緊 （4）帶傳動中，若產生打滑現(xiàn)象，是?A。 A．沿小輪先發(fā)生 B．沿大輪先發(fā)生 C．沿兩輪同時發(fā)生 （5）帶輪的結構形式取決于?

2、B。 A．帶輪材料 B．帶輪直徑 C．傳遞功率 （6）采用張緊輪張緊?V?帶傳動時通常應安裝在?C。 A．緊邊內側靠近小輪 B．松邊內側靠近小輪 C．松邊內側靠近大輪。 題?12-2 填空題 （1）帶傳動按其工作原理分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動，摩擦型傳動帶按其橫截 面形狀又可分為平帶、V?帶、多楔帶和圓帶，其中傳動能力最大的是多楔帶。嚙合型傳動 帶只有同步齒形帶一種。 a （2）以下特點中（?傳動平穩(wěn)、b?效率高、c?宜用于許多特殊場合、d?有過載保護性能、 e?輪軸上受力較小、f?結構簡單），屬于帶傳動優(yōu)點的是?a、d、f。 （3）某普通?V?帶傳動，已知兩帶輪

3、直徑為?150mm?和?400mm，中心距為?1000mm，則 小輪包角α?1為?165.68?度，其帶輪槽角一定小于?40?度。 （4）某普通?V?帶傳動，傳遞功率?P=7.5KW，帶速?V=10m/s，緊邊拉力是松邊拉力的 二倍，則?F1=1500N、F2=750N。 （5）帶傳動在工作時，帶中的應力有拉應力、離心拉應力、彎曲應力，其中在所有橫 剖面上都相等的應力是離心拉應力，帶中的最大應力將產生在帶的緊邊繞上小帶輪處。 （6）彈性滑動是帶傳動的固有特性，它是有害的，也是無法避免的，而打滑是由于有 效拉力?F?達到或超過極限值?Fflim，帶與帶輪在整個接觸弧上發(fā)生相對滑動所

4、產生的，這是 必須避免的。 （7）帶傳動的主要失效形式為打滑和疲勞破壞，其設計準則是在保證不打滑的前提下， 使傳動帶具有一定的疲勞強度和壽命。 題?12-3 簡答題 （1）帶傳動的帶速?V?為什么規(guī)定在?5~25m/s?范圍內？ 答：因?P=FV/1000KW，故當?P?確定，V?過小時，F(xiàn)?過大使帶的根數(shù)過多，故?V?不 宜小于?5m/s。而?V?過大時，由于離心力過大，帶與輪間正壓力減小，摩擦力?Fflim 嚴重下降，容易使得?F≥Fflim?產生打滑，且此時抖動嚴重，故?V?不宜大于?25m/s。 （2）帶傳動為什么要限制最大中心距、最大傳動比、最小帶輪直徑

5、？ 答：中心距過大，將引起嚴重抖動。在中心距一定條件下，傳動比大，小帶輪包角 過小。帶輪直徑過小彎曲應力則過大。故應對三個參數(shù)加以限制。 （3）帶傳動為什么要張緊？常用的張緊方法有哪幾種？若用張緊輪則應裝在什么地 1 （1）帶速?V?=??????? =?????????? =?12.56m?/?s 聯(lián)解?? F1?? =?e?fa1 方？ V 答：帶是不完全彈性體，在拉力作用下會產生塑性伸長，使張緊力逐漸減小而松弛。 這將使帶傳動的傳動能力下降，甚至失效。因此，帶傳動需要定期張緊或采用自動 裝緊裝置。?帶傳動若采用張緊輪宜放在松邊內側靠近大輪或松邊外側靠近小輪處

6、。 題?12-4 單根?V?帶（三角帶）傳動的初拉力?F0=354N，主動帶輪的基準直徑?dd1=160mm， 主動輪轉速?n1=1500r/min，主動帶輪上的包角α?1=150°，帶與帶輪上的摩擦系數(shù)為?f=0.485。 試求：（1）V?帶緊邊、松邊的拉力?F1?和?F2；（忽略帶的離心拉力的影響）?（2）V?帶傳動 能傳遞的最大有效圓周力?F?及最大功率?P0。 解答： pd?n p?′160?′1500 1?1 60?′1000 60?′1000 （2）F1+F2=2F0=2×354=708N F?2 180??0??′?p?=

7、?2.618弧度 其中 a1?=?150?0 e?fa1?=?(2.718)?0.485′2.618?=?3.559 ?F1?/?F?2?=?3.559 即 ìF(xiàn)1?+?F?2?=?708 í 解得 F1=552.713N，F(xiàn)2=155.286N （3）V?帶傳動能傳遞的最大有效圓周力?F?及最大功率?P0 F?=?2F?0 e?fa1?-?1 e?fa1?+?1 =?2?′?354?′?3.559?-?1?=?397.406?N 3.559?+?1 P0=?FV  1000 =

8、 397.406?′?12.56 1000 =?4.99?KW V?=???????? =??????????? =?7.6m?/?s?； F?=?????? =???????? =?1316N?； n???=?(1?-?e)???1???1?=?(1?-?0.02)?????? =?358r?/?mim?。 d 2??????????????????? 400 題?12-5 一?帶傳動的大、小帶輪的基準 直徑?d1=100mm?，?d2=400mm?，?小帶輪轉?速 n1=1460r/min，滑動率ε?=0.02，傳遞功率?P=10KW。求帶速、有效拉

9、力、大帶輪實際轉速 各為多少？ 解答： 1、帶速 pd?n p?′100?′1460 1?1 60?′1000 60?′1000 2、有效拉力 1000P 1000?′10 V 7.6 3、大帶輪實際轉速 d?n 100?′1460 2 2 小輪包角?a???=?180?0?- 2?? 1?′?57.30???140?0????，查表得包角系數(shù)?Kα?=0.89； a 題?12-6 測得一普通?V?帶傳動的數(shù)據(jù)如下：n1=1460r/min，中心距?a=400mm，小帶輪 直徑?d1=140mm，大帶輪直徑?d2=400mm，B?型帶共?3

10、?根，傳動水平布置，張緊力按標準規(guī) 定，采用電動機傳動，一班制工作，工作平穩(wěn)，試求允許傳遞的最大功率。 解答： 查表得單根?B?型帶所能傳遞的功率?P?=2.83KW； 傳動比?i=d2/d1=2.86，查表并用插入計算得功率增量 P0=0.47KW； d?-?d 1 )+??d?2?-?d1???2????1634mm p?(d??+?d z????????????? 4a 膠帶計算長度?Lc???2a?+  1?2 (?) V?=???????? =?6.28m?/?s?，符合?5-25m/s?要求。 )+??(d

11、 Lc???2a0?+??p z??(d 4a0?? ??1597mm?， 1??+?d 取基準長度?1600mm，查表得長度系數(shù)?KL=0.92； 則允許傳遞的最大功率?P=Z（P0+ 0）Kα?KL=8.11kw。 題?12-7 設計用電動機驅動破碎機的普通?V?帶傳動。已知電動機額定功率?P=5.5kw，轉 速?n1=960r/mim，帶傳動傳動比?i=2，兩班制工作，要求軸間中心距?a＜600mm。 解答： （一）選型 查表取工況系數(shù)?KA=1.4， 設計功率?Pc=KAP=7.7kw， 由?Pc?及?n1?查選型圖選取?A?型帶。 （二）幾何

12、參數(shù)計算 （1）帶輪基準直徑 參考最小基準直徑及帶輪基準系列，選取小帶輪基準直徑?d1=125mm； 大帶輪基準直徑?d2=id1=250mm。 （2）帶速 pd?n 1?1 60?′1000 （3）確定基準帶長?Ld 根據(jù)?0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及設計要求初選中心距?a0=500mm， -?d?)2 2 1 2 由基準帶長系列選取基準帶長?Ld=1600mm。 （4）計算實際中心距?a a?=?a0+ d L?-?Lc 2 =?501mm?。 a???=?180°?- 2??? 1?′?57.3°?=?165.7°

13、?3?120°(適用)。 a （5）驗算小輪包角α?1 d?-?d 1 （三）確定?V?帶根數(shù)?Z 查表得單根?A?帶基本額定功率?P?=1.4KW， 查表用插入法計算得功率增量 P0=0.12kw， 查表得包角系數(shù)?Kα?及長度系數(shù)?KL?為：Kα?=0.965、KL=0.99， 3 則帶根數(shù)：?Z?=????? Pc???? =?5.3?，取?Z=6。 (p?+?Dp?)k?K o o a L （四）計算初拉力?F0?及壓軸力?FQ 查得?A?型帶?q=0.1kg/m， 500P???2.5?-?Ka F?= o c?(

14、??????)?+?qV2???168N?， ZV????Ka FQ?=?2ZF?0?sin 1???2001N?。 a 2 （五）帶輪結構和尺寸（略） 題?12-8 某帶傳動裝置主動軸扭矩為?T，兩輪直徑?d1、d2?各為?100mm?與?150mm，運轉中 發(fā)生了嚴重打滑現(xiàn)象，后帶輪直徑改為?d1=150mm，d2=225mm，帶長相應增加，傳動正常， 試問其原因何在？?討論要點：1）有效拉力?F、摩擦力的極限?Fflim?與哪些因素有關，關系 的大小。 分析與思考： 因?F=2000T/d1，小輪直徑由?100mm?變?yōu)?150mm，擴大了?1.5?倍，則有效拉力?F?下降 1.5?倍，而摩擦力?Fflim?卻變化不太大，故此時可能使得?F≤Fflim，避免了打滑。 4