機械設(shè)計習(xí)題集答案第十二章帶傳動設(shè)計

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1、第十二章 帶傳動設(shè)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(biāo)準(zhǔn)?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(zhuǎn)速 （2）設(shè)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(yīng)力 （3）V?帶傳動的實際中心距?a?一般與設(shè)計時初定中心距?a0?不一致，這主要是由于?A。 A．要滿足標(biāo)準(zhǔn)帶長 B．存在安裝誤差 C．使用前要張緊 （4）帶傳動中，若產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(yīng)安裝在?C。 A．緊邊內(nèi)側(cè)靠近小輪 B．松邊內(nèi)側(cè)靠近小輪 C．松邊內(nèi)側(cè)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(jié)構(gòu)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(yīng)力有拉應(yīng)力、離心拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力，其中在所有橫 剖面上都相等的應(yīng)力是離心拉應(yīng)力，帶中的最大應(yīng)力將產(chǎn)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(dá)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(chǎn)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(shè)計準(zhǔn)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(nèi)？ 答：因?P=FV/1000KW，故當(dāng)?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(yán)重下降，容易使得?F≥Fflim?產(chǎn)生打滑，且此時抖動嚴(yán)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(yán)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(yīng)力則過大。故應(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(nèi)側(cè)靠近大輪或松邊外側(cè)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(zhǔn)直徑?dd1=160mm， 主動輪轉(zhuǎn)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(zhǔn) 直徑?d1=100mm?，?d2=400mm?，?小帶輪轉(zhuǎn)?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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)計用電動機驅(qū)動破碎機的普通?V?帶傳動。已知電動機額定功率?P=5.5kw，轉(zhuǎn) 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(shè)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(zhǔn)直徑 參考最小基準(zhǔn)直徑及帶輪基準(zhǔn)系列，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑?d1=125mm； 大帶輪基準(zhǔn)直徑?d2=id1=250mm。 （2）帶速 pd?n 1?1 60?′1000 （3）確定基準(zhǔn)帶長?Ld 根據(jù)?0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及設(shè)計要求初選中心距?a0=500mm， -?d?)2 2 1 2 由基準(zhǔn)帶長系列選取基準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)中 發(fā)生了嚴(yán)重打滑現(xiàn)象，后帶輪直徑改為?d1=150mm，d2=225mm，帶長相應(yīng)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(guān)，關(guān)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