机械设计习题集答案第十二章带传动设计

第十二章 带传动设计 题12-1 单项选择题 （选一正确答案，并将其符号填入题中空白处） （1）标准V带型号的选定取决于C。 A．带的线速度 B．带的有效拉力 C．带传递的功率和小轮转速 （2）设计V带传动，限制带轮最小直径是为了限制C。 A．小轮包角α B．带的长度 C．带的弯曲应力 （3）V带传动的实际中心距a一般与设计时初定中心距a0不一致，这主要是由于A。 A．要满足标准带长 B．存在安装误差 C．使用前要张紧 （4）带传动中，若产生打滑现象，是A。 A．沿小轮先发生 B．沿大轮先发生 C．沿两轮同时发生 （5）带轮的结构形式取决于B。 A．带轮材料 B．带轮直径 C．传递功率 （6）采用张紧轮张紧V带传动时通常应安装在C。 A．紧边内侧靠近小轮 B．松边内侧靠近小轮 C．松边内侧靠近大轮。 题12-2 填空题 （1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。 （2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。 （3）某普通V带传动，已知两带轮直径为150mm和400mm，中心距为1000mm，则小轮包角α1为165.68度，其带轮槽角一定小于40度。 （4）某普通V带传动，传递功率P=7.5KW，带速V=10m/s，紧边拉力是松边拉力的二倍，则F1=1500N、F2=750N。 （5）带传动在工作时，带中的应力有拉应力、离心拉应力、弯曲应力，其中在所有横剖面上都相等的应力是离心拉应力，带中的最大应力将产生在带的紧边绕上小带轮处。 （6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。 （7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。 题12-3 简答题 （1）带传动的带速V为什么规定在5~25m/s范围内？ 答：因P=FV/1000KW，故当P确定，V过小时，F过大使带的根数过多，故V不宜小于5m/s。而V过大时，由于离心力过大，带与轮间正压力减小，摩擦力Fflim严重下降，容易使得F≥Fflim产生打滑，且此时抖动严重，故V不宜大于25m/s。 （2）带传动为什么要限制最大中心距、最大传动比、最小带轮直径？ 答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。 （3）带传动为什么要张紧？常用的张紧方法有哪几种？若用张紧轮则应装在什么地 12-1

方？ 答：带是不完全弹性体，在拉力作用下会产生塑性伸长，使张紧力逐渐减小而松弛。这将使带传动的传动能力下降，甚至失效。因此，带传动需要定期张紧或采用自动装紧装置。V带传动若采用张紧轮宜放在松边内侧靠近大轮或松边外侧靠近小轮处。 题12-4 单根V带（三角带）传动的初拉力F0=354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角α1=150°，带与带轮上的摩擦系数为f=0.485。试求：（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2；（忽略带的离心拉力的影响） （2）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0。 解答： ?d1n1??160?1500 （1）带速V???12.56m/s 60?100060?1000 （2）F1+F2=2F0=2×354=708N 联解 F1?ef?1 F2 其中 ?1?15001800???2.618弧度 ef?1?(2.718)0.485?2.618?3.559 即 ??F1?F2?708 F1/F2?3.559? 解得 F1=552.713N，F2=155.286N （3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0 F?2F0P0?FVef?1?1ef?1?1??2?354?3.559?1?397.406N 3.559?11000397.406?12.56?4.99KW 1000 题12-5 一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10KW。求带速、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？ 解答： 1、带速 ?d1n1??100?1460 V???7.6m/s； 60?100060?10002、有效拉力 1000P1000?10 F???1316N； V7.6 3、大带轮实际转速 n2??1??? 12-2

d1n1100?1460??1?0.02??358r/mim。 d2400题 12-6 测得一普通V带传动的数据如下：n1=1460r/min，中心距a=400mm，小带轮直径d1=140mm，大带轮直径d2=400mm，B型带共3根，传动水平布置，张紧力按标准规定，采用电动机传动，一班制工作，工作平稳，试求允许传递的最大功率。 解答： 查表得单根B型带所能传递的功率P0=2.83KW； 传动比i=d2/d1=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P0=0.47KW； d?d小轮包角?1?1800?21?57.30?1400 ，查表得包角系数Kα=0.89； a?d2?d1?2??1634mm 胶带计算长度Lc?2a??d1?d2??z4a取基准长度1600mm，查表得长度系数KL=0.92； 则允许传递的最大功率P=Z（P0+△P0）KαKL=8.11kw。 题 12-7 设计用电动机驱动破碎机的普通V带传动。已知电动机额定功率P=5.5kw，转速n1=960r/mim，带传动传动比i=2，两班制工作，要求轴间中心距a＜600mm。 解答： （一）选型 查表取工况系数KA=1.4， 设计功率Pc=KAP=7.7kw， 由Pc及n1查选型图选取A型带。 （二）几何参数计算 （1）带轮基准直径 参考最小基准直径及带轮基准系列，选取小带轮基准直径d1=125mm； 大带轮基准直径d2=id1=250mm。 （2）带速 ?d1n1V??6.28m/s，符合5-25m/s要求。 60?1000（3）确定基准带长Ld 根据0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选中心距a0=500mm， Lc?2a0??z?d1?d2???d2?d1?24a0?1597mm， 由基准带长系列选取基准带长Ld=1600mm。 （4）计算实际中心距a Ld?Lca?a0??501mm。 2（5）验算小轮包角α1 d?d?1?180??21?57.3??165.7??120??适用?。 a（三）确定V带根数Z 查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW， 查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw， 查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99， 12-3

则带根数：Z?Pc?5.3，取Z=6。

?po??po?k?KL（四）计算初拉力F0及压轴力FQ 查得A型带q=0.1kg/m， 500Pc2.5?K?Fo?()?qV2?168N， ZVK??1FQ?2ZF0sin?2001N。 2（五）带轮结构和尺寸（略） 题 12-8 某带传动装置主动轴扭矩为T，两轮直径d1、d2各为100mm与150mm，运转中发生了严重打滑现象，后带轮直径改为d1=150mm，d2=225mm，带长相应增加，传动正常，试问其原因何在？ 讨论要点：1）有效拉力F、摩擦力的极限Fflim与哪些因素有关，关系的大小。 分析与思考： 因F=2000T/d1，小轮直径由100mm变为150mm，扩大了1.5倍，则有效拉力F下降1.5倍，而摩擦力Fflim 却变化不太大，故此时可能使得F≤Fflim，避免了打滑。

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