机械设计基础习题答案第5章

5-1如图所示的V带在轮槽内的三种安装情况，哪一种正确？为什么？答：第一种安装方式正确。因为第二种安装方式，使带缠身较大的弯曲变形，带在传动中受到的弯曲应力增大，影响带的使用寿命。第三种安装方式，使带的工作面与带轮的接触面积减小，影响带传动的传动能力。5-2什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间的关系？答：紧边和松边拉力的差值为带传动中起传递转矩作用的拉力，称为有效拉力F。为保证带传动正常工作，传动带必须以一定的张紧力紧套在带轮上，由于静止不动，带两边承受相等的拉力，称为初拉力Fo。1120eeFffF5-3小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角的计算公式？答：F随α的增大而增大。增加α会使接触弧上摩擦力的总和增加，从而使F增大，提高其传动能力。由于大带轮到包角α2大于小带轮的包角α1，打滑首先发生在小带轮，因此，只考虑小带轮的包角α1。5-4带传动工作时，带的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：（1）拉应力：作用于带的全长。带的紧边σ1为，松边为σ2，σ1＞σ2。（2）弯曲应力：绕过带轮处受到弯曲应力的作用。σb1＞σb2。（3）离心拉应力：沿带长均匀分布。当带在紧边绕上小带轮时应力达到最大值，其值为σmax=σ1+σb1+σC5-5带传动的弹性滑动和打滑是如何产生的？它们对带传动的影响？是否可以避免？答：弹性滑动是由于带的弹性变形，只要传递圆周力，就会产生弹性滑动，不可避免。弹性滑动引起带的传动比的变化。打滑是由于过载引起的，能够避免。5-6链传动的主要失效形式有哪几种？答：链板疲劳破坏；滚子和套筒的冲击疲劳破坏；链条铰链磨损；链条铰链的胶合；静力拉断。5-7链传动为何要适当张紧？与带传动的张紧有什么区别？答：链传动中，不需要给链条初拉力。链传动张紧的目的，是为了避免松边下垂量过大而引起啮合不良或振动现象。带传动工作一段时间后会由于塑性变形和磨损而松弛，使初拉力减小，传动能力下降。为了保证带传动的传动能力，应定期检查初拉力的数值，发现不足必须要重新张紧。5-8已知：带传动传递的功率P=5kW，小带轮转速n1=400r/min，中心距a=1500mm，小带轮基准直径dd1=450mm，dd2=650mm，fv=0.2，求带速V、包角α1和有效拉力F。解：42.910006040045014.310006011nddvm/s15004506503.571803.571800022001adddd=172.36042.9510001000vPF=530.8N5-9普通V带传动由电动机驱动，电机转速n1=1450r/min，小带轮基准直径dd1=100mm，大带轮基准直径dd2=280mm，中心距a约为350mm，传动用两根A型V带，两班制工作，载荷平稳，试求此传动所能传递的最大功率。解：1.确定带的基准长度（1）初定中心距a0=350mm（2）初算带长L03504)280100(214.33502412)(22)100280()(2022100addddaLdddd=1319.7mm（3）根据l0查表5-3取Ld=1250（4）计算中心距a27.1319-1250350200aaLLd=315.2mm2.计算小带轮包角2.3151002803.571803.571800022001adddd=147.303.计算带传动所能传递的计算功率Pd因为KKPPPPPLddz111所以KKpppLdz)(11（1）根据A型带，小带轮转速n1=1450r/min，小带轮基准直径dd1=100，查表5-5，p1=1.32kW。（2）根据A型带，小带轮转速n1=1450r/min，i=2.8，查表5-6，Δp1=0.17。（3）根据α1=147.30，查表5-7，Kα=0.91。（4）根据A型带，Ld=1250mm，查表5-3，KL=0.93KKpppLdz)(11=2×（1.32+0.17）0.91×0.93=2.524.计算带传动的最大功率KPAPd，查表5-8，KA=1.2。带入公式2.152.2dKPAP=2.1kW5-10试设计一鼓风机V带传动。已知电动机功率P=7.5kW，转速n1=970r/min，从动轮转速n2=330r/min，允许的传动比误差±5%，工作时有轻微冲击，两班制工作。解：1.确定带传动的计算功率Pd查表5-8，KA=1.3，Pd=KAP=1.3×7.5=9.75（kW）2.选择带的型号根据计算功率Pd和小带轮转速查图5-12，选择B型普通V带。3.确定带轮的基准直径(1)初选小带轮的基准直径根据图5-12确定了小带轮基准直径dd1的取值范围为dd1=125～140mm，查表5-9，取标准值dd1=140mm。(2)验算带的速度v由公式（5-16）得)/(1.710006097014014.310006011smvnddv在5～25m/s之间，合适。(3)计算大带轮的基准直径)(5.4111403309701212mmdnnddd计算结果查表5-9圆整为标准值，dd2=400mm。(4)验算传动比误差大带轮的基准直径圆整后，带传动的传动比与题目要求的传动比将产生一定的误差，应验算其误差值△i，△i在±5%之内就合格。△%7.2%330970140400330970%211221nnddnnddi合格。4.确定中心距a和带的基准长度Ld（1）初定中心距a00.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）378≤a0≤1080取a0=700mm（2）初算带的基准长度L07004)400140(214.37002412)(22140400)(2022100）（addddaLdddd=2271.9mm（3）确定带的基准长度Ld查表5-3，在表中选择与L0最接近的数值作为带的基准长度Ld。Ld=2240mm。（4）计算中心距a68429.22712240700200LLadamm（5）验算小带轮包角α11203.1583.571800012001adddd合格。5.确定V带的根数ZKKPPPPPLddz111根据截型、小带轮转速和基准直径，查表5-5得P1=2.11（Kw）根据截型、小带轮转速和传动比查表5-6得△P1=0.31（Kw）根据小带轮包角查表5-7得Kα=0.95根据带的基准长度查表5-3得KL=1带入公式得Z=4.2取Z=5。6.计算初拉力F0VKpKFqZVd205.2500查表5-2得q=0.20kg/m带入公式得F0=234.1N7.计算带对轴的压力FQ)(2sin210NZFFQ=2299.2N8.带轮的结构设计（略）5-11设计某机床用的普通V带传动，已知电动机功率P=5.5kW，转速n1=1440r/min，传动比i=1.92，要求两带轮中心距不大于800mm，每天工作16h。解：1.确定带传动的计算功率Pd查表5-8，KA=1.2，Pd=KAP=1.2×5.5=6.6（kW）2.选择带的型号根据计算功率Pd和小带轮转速查图5-12，选择A型普通V带。3.确定带轮的基准直径(1)初选小带轮的基准直径根据图5-12确定了小带轮基准直径dd1的取值范围为dd1=112～140mm，查表5-9，取标准值dd1=140mm。(2)验算带的速度v由公式（5-16）得)/(6.10100060144014014.310006011smvnddv在5～25m/s之间，合适。(3)计算大带轮的基准直径8.26814092.112ddddimm计算结果查表5-9圆整为标准值，dd2=265mm。(4)验算传动比误差大带轮的基准直径圆整后，带传动的传动比与题目要求的传动比将产生一定的误差，应验算其误差值△i，△i在±5%之内就合格。△%6.1%92.114026592.1%12iiidddd合格。4.确定中心距a和带的基准长度Ld（1）初定中心距a0a0≈800mm（2）初算带的基准长度L08004)265140(214.38002412)(22140265)(2022100）（addddaLdddd=2240.8mm（3）确定带的基准长度Ld查表5-3，在表中选择与L0最接近的数值作为带的基准长度Ld。Ld=2240mm。（4）计算中心距a80028.22402240800200LLadamm（5）验算小带轮包角α11201713.571800012001adddd合格。5.确定V带的根数ZKKPPPPPLddz111根据截型、小带轮转速和基准直径，查表5-5得P1=2.27（Kw）根据截型、小带轮转速和传动比查表5-6得△P1=0.15（Kw）根据小带轮包角查表5-7得Kα=0.98根据带的基准长度查表5-3得KL=1带入公式得Z=2.8取Z=3。6.计算初拉力F0VKpKFqZVd205.2500查表5-2得q=0.11kg/m带入公式得F0=173.3N7.计算带对轴的压力FQ)(2sin210NZFFQ=1036.6N8.带轮的结构设计（略）5-12链传动的布置如图所示，小链轮为主动轮，试在图上标出其正确的转动方向。答：5-13设计一往复式压气机上的滚子链传动。已知：电动机额定功率P=3kW，n1=960r/min，压气机n2=830r/min，试确定大、小链轮轮齿数，链条节距，中心距和链节数。解：1.选择链轮齿数根据传动比i，830960i21nn=1.16，查表5-16，选取Z1=27Z2=iZ1=1.16×27=31.32，取Z2=312.初定中心距a0=40p3.按功率曲线确定链的型号，链条节距由表5-11查得KA=1.3；由表5-12查得Kz=1.46；由表5-13查得Ki=0.83；由表5-14查得Ka=1；采用单排链，由表5-15查得Kpt=1。由式（5-28）计算特定条件下链传动的功率23.31183.046.133.10KKKKKPptaizAPkW根据图5-25，选取链号为8A；查表5-10，节距p=12.7mm。5.计算链速5.51000609602.712710006011nzpvm/s6.确定链节数由公式（5-30）2.1094023127p4021222)14.322731(2202210ppppPaZZZZaLP取Lp=110。7.计算中心距根据式（5-31）2212821242221ZZZZLZZLppap22731231271102282312711047.12=516mm若中心距设计成可调整的，则不必精确计算实际中心距，可取a≈a0=40p=40×12.7=508mm本资料由百万课件网收集