机械设计教材习题解答第5章

第5章习题解答5-1带传动中的弹性滑动与打滑有何区别？对传动有何影响？如何避免打滑？答：区别如下:(1)弹性滑动是由于带传动在工作时，两边拉力不同，而两边的伸长变形不同，导致带与带轮不能同步转动，而带与带轮轮缘之间发生相对滑动;而打滑是由于工作载荷过大，使带传动传递的有效圆周力超过了最大(临界)值而引起的。(2)弹性滑动只发生在带由主、从动轮上离开以前那一部分接触弧上，而打滑发生在相对于全部包角的接触弧上，即前者静弧≠0，后者静弧=0。影响：弹性滑动是摩擦式带传动中不可避免的现象，它使从动带轮的圆周速度2v小于主动带轮的圆周速度1v，而产生速度损失和一定量的磨损。而打滑导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失效。但打滑现象的好处在于：过载保护，即当高速端出现异常（比如异常增速），可以使低速端停止工作，保护相应的传动件及设备。避免打滑措施：适当的张紧带轮，减轻负载，以避免打滑。5-2带传动的主要失效形式有哪些？带传动的设计准则是什么？答：带传动的主要失效形式有：打滑、疲劳破坏和过度磨损等。带传动的设计准则是：在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和使用寿命。5-3带传动的张紧目的是什么？采用张紧轮张紧时，对张紧轮的布置有什么要求？答：带工作一段时间后会变松驰，为了保证带传动能正常工作，避免打滑，就必须对其重新张紧。采用张紧轮张紧时，张紧轮一般安装在带的松边内侧。使带只受单向弯曲应力以增加使用寿命。尽量靠近大带轮。以免小带轮包角减小太多。张紧会降低传动能力，一般中心距不可调时才用。5-4V带传动的传递功率10PkW，带的速度12/vms，紧边拉力1F是松边拉力2F的二倍，即122FF，试求紧边拉力1F、松边拉力2F、有效拉力eF和预紧力0F。解：100010001083312ePFNV;NF12661;NF8332;01049.5FN5-5已知普通V带传动的1960/minnr，2350/minnr，1180ddmm，两轮中心距1800amm，V带型号为A型，带的根数Z=4根，工作时有振动，一天工作16h（即两班制工作），电机驱动，试求该V带能传递的最大功率。解：（1）传动比129602.743350nin（2）大带轮直径212.743180493.7dddidmm根据表5-9，取2500ddmm（3）确定带长dL221221000()()3.14(500180)221800(180500)4681.8224241800ddddddddLamma由表5-2，取4500dLmm实际中心距0045004681.821800170922dLLaamm（4）小带轮上的包角121150018018057.318057.3169.271709dddda（5）计算单根A型V带的许用功率0[]P由1180ddmm1960/minnr查表5-4线性插值法可得02.742.272.27(960950)2.2891200950PkW查表5-5线性插值法可得00.150.110.11(960950)0.1121200950PkW查表5-6，由线性插值法可得0.980.960.96(169.27165)0.977170165K查表1.21lK000[]()(2.2890.112)0.9771.212.84LPPPKKkW（6）V带能传递的功率由载荷性质，工作时间查得1.3AK0[]42.848.741.3AzPpkwk≤5-6试设计一带式输送机中的普通V带传动。已知电动机的额定功率P=12kW，小带轮转速11460/minnr，大带轮转速2550/minnr，转速允许误差为5%，两班制工作，要求两轮中心距约为500mm。解：（1）确定计算功率cP由表5-7查得1.2AK由式（5-20）得1.21214.4cAPKPkW（2）选择V带型号根据14.4cPkW，11460/minnr，由图5-11选取B型V带。（3）确定带轮基准直径，并验算带速v①初选小带轮直径由图5-11可知，小带轮基准直径的推荐值为125～140mm,由表5-8和表5-9，则取1140ddmm②验算带速v由式（5-21）得带速113.14140146010.7/601000601000ddnvms因为v值在5～25m/s范围内，带速合适。③计算大带轮直径12114602.65550nin212.65140371dddidmm根据表5-9，取2355ddmm④验算带速误差从动轮实际转速1122(1)1401460(10.02)564r/min355dddnnd带速误差222564550100%2.59%5%550nnn（4）确定带长dL由式（5-23）计算带所需的基准长度221221000()()3.14(355140)22500(140355)18002424500ddddddddLamma由表5-2，取1800dLmm（5）验算小带轮上的包角121135514018057.318057.3155.36500dddda＞120（6）确定V带根数Z①计算单根V带的许用功率0[]P查表5-4，由线性插值法可得03.02.822.82(14601450)2.83216001450PkW查表5-5，由线性插值法可得00.510.460.46(14601450)0.46316001450PkW查表5-6，由线性插值法可得0.950.930.93(155.36155)0.931160155K查表5-2，可得0.95LK000[]()(2.8320.463)0.9310.952.91LPPPKK②计算V带的根数由式（5-26）得V带根数Z014.44.94[]2.91cPZP取整数，故5Z根（7）计算单根V带的初拉力0F查表5-1得B型带的单位长度质量0.18/qkgm,由式（5-27）得单根V带的初拉力0F2205002.550014.42.5(1)(1)0.1810.7247510.70.931cPFqvNZvK（8）计算V带对轴的压力Q由式（5-28）得V带对轴的压力Q为10155.362sin25247sin241322QZFN（9）V带轮的结构设计，并绘制V带轮的零件工作图（略）。