机械设计题库06带传动要点.doc

带传动一 选择题(1) 带传动不能保证精确的传动比，其原因是A. 带容易变形和磨损 B. 带在带轮上打滑C. 带的弹性滑动 D. 带的材料不遵守胡克定律(2) 带传动的设计准则为。A. 保证带传动时，带不被拉断B. 保证带传动在不打滑的条件下，带不磨损C. 保证带在不打滑的条件下，具有足够的疲劳强度(3) 普通V带轮的槽楔角随带轮直径的减小而A. 增大 B. 减小 C. 不变(4) V带轮槽楔角与V带楔角间的关系是A. = B. C. (5) 设计V带传动时发现V带根数过多，最有效的解决方法是。A. 增大传动比 B. 加大传动中心距 C. 选用更大截面型号的V带(6) 带传动中紧边拉力为F1，松边拉力为F2，则其传递的有效圆周力为A. F1+F2 B. (F1-F22 C. (F1+F22 D. F1-F2(7) 要求单根V带所传递的功率不超过该单根V带允许传递的功率P，这样，带传动就不会产生 失效。A. 弹性滑动 B. 疲劳断裂 C. 打滑和疲劳断裂D. 打滑 E. 弹性滑动和疲劳断裂(8) 在普通V带传动中，从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，则v2v1，其速度损失常用滑动率=(v1-v2）/v1表示，值随所传递的载荷的增加而A. 增大 B. 减小 C. 不变(9) 设计V带传动时，如小带轮包角1过小 (140 B. =40 C. v=v2C. v1=vv2 D. v1vv2(48) 在传动比不变的条件下，增大V带传动的中心距，小带轮上的包角， 因而承载能力 A 。A. 增大 B. 减小 C. 不变(49) 由双速电机带动的V带传动，设传递功率一定，则V带应按A. 高速 B. 低速 C. 任一种速度都可以(50) 在V带传动中，若不改变n1,i和a/D2，而增大D1，则传递的功率。A. 增加 B. 减小 C. 不变(51) 带传动中弹性滑动的大小随着有效拉力F的增大而。A. 增加 B. 减小 C.不变(52) 设计V带传动时，对每种型号都推荐了相应的最小直径，其目的在于。A. 稳定弹性滑动量 B. 限制弯曲应力 C. 建立规定的初拉力(53) 设计V带传动时，若发现速度过高(vvmax)，在不改变n1,n2的情况下，可采取的补救措施是。A. 增大dd1 B. 减小dd1 C. 增大中心距 D. 减小中心距(54) 计算V带传动作用在轴上的压力Fp的公式是。 A. Fp=2zF0sinC. Fp=12 B. Fp=zF0sin12 zF0Fsin1 D. Fp=0sin1 2222(55) 在设计V带传动中，选取小带轮直径的dd1dd1min,dd1min主要依据选取。A. 带的型号 B. 带的线速度C. 传动比 D. 高速轴的转速(56) 带传动的挠性磨擦欧拉公式推导的前提条件是A. 带即将打滑 B. 忽略带的离心力C. 带即将打滑，并且忽略带的离心力D. 带即将打滑，并且忽略带的弯曲应力(57) 带传动中，用1加大。A. 增大小带轮直径dd1 B. 减小带轮直径dd1C. 增大大带轮直径dd2 D. 减小中心距a(58) 影响单根带所能传递的功率增量P0的主要因素是。A 带的速度v B 传动比 C 带的长度Ld(59) 从结构、效率和过载保护等方面分析，对于一台长期运转的带式运输机械装置，下面中的案较合理。A 电动机一带传动一齿轮传动一工作机B 电动机一链传动一齿轮传动一工作机C 电动机一齿轮传动一蜗杆传动一工作机二 填空题(1) 带传动中，传动带受的三种应力是应力。最大应力等于1c+b，它发生在 带的紧边开始绕上小带轮 处，若带的许用应力小于它，将导致带的 疲劳 失效。(2) 带传动中，打滑是指轮上。即将打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为 F1/F2=ef。(3) 带传动的传动比不宜过大，若传动比过大，将使1，从而使带的有效拉力值减小。(4) 控制适当的预紧力是保证带传动正常工作的重要条件，预紧力不足，则；预紧力过大则 带的磨损加剧、轴受力大 。(5) 某V带传动，带的横截面积A=142mm，由预紧力产生的应力0=1.5MPa，有效拉力2Fe=300N，不计离心力的影响，紧边拉力F1和松边拉力F2分别为 N和 N。(6) 常见的带传动张紧装置有、。(7) V带传动的传动比不恒定主要是由于有。(8) 带传动中，带中的最小应力发生在(9) 带传动中，带中的最大应力发生在(10) 在传动比不变的条件下，V带传动的中心距增大，则小轮的包角，因而承载能力 可提高 。(11) 当采用张紧轮装置将带张紧时，为了带只受单向弯曲，张紧轮一般放在轮应尽量靠近 大 带轮，以免对小带轮包角影响过大。如果主要考虑包角的影响，则张紧轮应放在靠近 小 带轮处的 松边外 侧。(12) 在带传动中，带的离心应力发生在(13) V带传动限制带速vv2(3) 在带传动中，为什么要限制其最小中心距和最大传动比?答：一方面，中心距愈小，带长愈短，因此，在一定的带速下，单位时间内带的应力变化次数愈多，从而使带的疲劳强度较低；另一方面，在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮的包角也越小，从而使传动能力降低。所以，在带传动设计中，需要限制最小中心距。在中心距不变的情况下，当传动比过大时，会导致小带轮的包角过小，从而使传动能力降低，因此，要限制其最大传动比。(4) 在V带传动设计中，为什么小带轮的包角不能过小，并给出几种增大小带轮包角的措施。答：因为带的包角过小，容易导致带传动发生打滑失效。当其他条件不变时，可以通过减小传动比、加大中心距、增大小带轮的基准直径以及使用张紧轮张紧装置(张紧轮装于松边外侧靠近小带轮处)等手段来增大小带轮的包角。(5) 图8-2(a)、(b)两图所示分别为减速带传动和增速带传动。现已知：在两带传动装置中，带轮的基准直径dd1=dd4，dd2=dd3，而且，带轮的材料、带的材料和规格、带传动的中心距以及初拉力均相同。设两传动装置的主动轮分别为带轮1和带轮3，且主动带轮转速均为n，试分析： 哪种带传动装置传递的最大有效拉力大？ 哪种带传动装置传递的功率大？ 哪种带传动装置中带的寿命长？ l1l，v2=2 tt(a) 减速带传动 (b)增速带传动图8-2答： 当带在带轮上有打滑趋势时，摩擦力总和达到极限值，此时传递的有效拉力为最大，且最大有效拉力为：Fe=2F0-1 。 e+1fvfv根据题意，有dd1=dd4，dd2=dd3，传动中心距a相等，因而，两带传动装置的最小包角min相等。另已知，带轮材料、带的材料和尺寸均相同，故两带传动装置的摩擦系数f相同。又因为带传动的初拉力F0也相等，因此，这两种带传动装置所传递的最大有效拉力一样大。 由知，两种带传动装置所能传递的最大有效拉力相等。又因为，两带传动装置的主动带轮的转速n相等，而图8-2(b)中的主动带轮的基准直径dd3大于图8-2(a)中主动带轮的基准直径dd1，因此，根据带速计算公式v=dn601000可知，8-2(b)图所示装置的带速大于8-2(a)图的带速。再根据带传动装置所能传递的功率计算公式P=Fev可知，8-2(b)图所示带传动装置所能传递的功率大。 由知，图8-2(a)所示传动装置的带速低于(b)图，因此，带在单位时间内绕转次数少，即在相等的时间内，带的应力循环次数少；另一方面，由知，两种带传动装置所能传递的最大有效拉力相等，而(a)图传动装置的带速较低，因此，相应的离心应力小，而两带传动装置的拉应力1、弯曲应力b1均相同，所以，(a)图所示传动装置中带的寿命较长。(6) 带传动有何特点?在什么情况下宜采用带传动?同步带传动和一般带传动的主要区别是什么?答：摩擦型带传动的特点：1) 传动带具有弹性和挠性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小。2) 当过载时，打滑可起过载保护的作用。3) 适用于主、从动轮中心距较大的场合。4) 结构简单，制造、安装和维护较方便。5) 由于有弹性滑动的存在，故不能保证准确的传动比。6) 结构尺寸较大、效率较低、寿命较短。7) 由于需施加张紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受较大的力。8) 由于靠摩擦传动，传动带又由有机材料制成，所以一般不宜用于易燃易爆、高温及酸碱油等环境下工作。带传动适用于中小功率的动力传递，多用于中心距较大的场合。同步带传动与一般带传动的主要区别：同步带传动靠带齿和轮齿的啮合传动，能得到准确的传动比，而一般带传动不能。(7) 根据欧拉公式，用什么措施可使带传动能力提高？f1答： 由 Fec=2F0可知,增大f、1和F0,均可使带传动能力得到提高。 11+f1e1-1(8) 带传动中，当外载荷大小改变时，其紧边拉力、松边拉力、有效圆周力是如何随之改变的?FeF=F+01Fe=F1-F22 答： 因为 F2F0=F1+F2F2=F0-e2显然F1、F2与F0、Fe有关,而p=Fev,显然Fep (外载荷),在F0不变的情况下,当外载荷增大时, 1000Fe增大, F1增大, F2减小;当外载荷减小时, Fe减小, F1减小, F2增大。(9) 在V带传动设计中，为什么要限制dd1dmin,vvmax？答： 在V带传动设计中，限制dd1dmin。是因为：dd1若太小，由b1=2EbYa可知，小带轮上带dd1的弯曲应力b1就太大，则带就容易发生疲劳破坏，因此要限制dd1dmin。限制vvmax主要是因为：v超过vmax后，离心力Fc=mv2急剧增大，带对带轮的正压力减小，传递功率骤降。从max=1+b1+c可以看出，带可承受的最大应力中，因c占的比例比增大，使有效工作应力所占比例减小，传递功率大大减小。(10) 带传动弹性滑动和打滑又使传动产生什么影响?打滑首先发生在哪个带轮上?为什么?答：弹性滑动对传动的影响：从动轮的圆周速度总是落后于主动轮的圆周速度，传动比不准确；损失一部分能量。打滑的影响：打滑造成带的严重磨损，并使带的运动处于不稳定状态，使传动失效。因为带在大轮上的包角大于小轮上的包角，所以一般来说，打滑总是在小轮上先开始。(11) 带与带轮间的摩擦系数对带传动有什么影响?为增加承载能力，将带轮的工作面加工得粗糙些， 12以增大摩擦系数，这样做合理吗?为什么?f1答： 由 Fec=2F0 可知，增大带与带轮间的f，则带的传动能力增强，但为增加承载11+f1e1-1能力，将带轮的工作面加工得粗糙些，以增大摩擦系数，这种做法是不合理的因为带轮粗糙，会使带的磨损加剧，其寿命大大降低。(12) 带传动中小轮包角的大小对传动有何影响?如何增大小轮包角?f1答： 由 Fec=2F0 可知，增大1，可使F增大，即传动能力增大。增大1的方法：11+f1e1-1增大中心距；在带的松边外侧加张紧轮。(13) 影响带的疲劳强度和寿命的因素是什么?如何保证带具有足够的疲劳强度和寿命?答： 影响带的疲劳寿命的因素为max、和应力循环次数，因为max=1+b1+c，所以带的疲劳寿命与1、b1、c、及应力循环次数有关。保证带具有足够寿命的措施：1) 限制max的大小。 1=F1=AF0+AF。F0为初拉力，过小将产生打滑，过大会降低带的寿命。Fe为所传递的圆周力，V带在指定情况下，只允许传递一定的Fe，若过载使用，会出现打滑，使寿命显著降低。 b1=2Ey，为使b1不致过大，dd1dmin dd1mv2 c=，v过大，c就过大了，所占的比例大，就使对传动有用的1所占的比例减小，降低A了传动能力，因此普通V带v2530m/s。2) 限制应力循环次数u。u=2v，带长(或中心距)和带速影响带的循环次数。 L3) 影响的因素有带长L、带的型号和材质(包括结构、材料、工艺水平等)。(14) 试分析带传动中心距a、初拉力F0及带的根数z的大小对带传动工作能力有何影响?答：1) a小，结构紧凑，但若a太小，Ld太小，则带在单位时间绕过带轮的次数增加，降低了带的寿命，增加了带的磨损；同时i和dd1一定时，a小，1小，传动能力降低。a大，外形尺寸大，单位时间带绕过带轮的次数减小，增加了带的寿命，同时dd1和i一定时，a大，1大，传动能力增加。2)F0过小，易出现打滑，传动能力不能充分发挥；F0过大，带的寿命降低，且轴和轴承的受力增加。3) 带的根数多，带的传动能力强；但带的根数越多，其受力越不均匀，设计时应限制根数，一般z5根。用张紧轮，增加张紧力和小轮包角。(7) 普通V带传动所能传递的最大有效圆周力如何计算?解： Fe=F1-F2即将打滑、传递最大圆周力时F1F1 =ef1，F2=f1F2eFec=F1 1-111 ()=A1-=-A1- 1bcf1f1f1eee(8) 如图8-8所示，带传动中，带外表面点A的应力循环特性r应为什么?图8-8解： 由式min=2+c max=1+c+b12+cmin =max1+c+b1所以 r=为非对称循环变应力。(9) 设带所能传递的最大功率P=3kW，已知主动轮直径dd1=140mm，转速n1=1420rmin，小轮包角1=160 ，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.5，求最大有效圆周力Fec和紧边拉力F1。 解： 因为 v1=dp1n1601000=1401420601000=10.41s又由 P=Fecv1000P10003Fec=288.46N 1000v10.41F1 =efv1 F2F1-F2=Fe 联立式、，可解得F1=F1-1efv1=288.46=383.35N11-160e0.5180即带传递的最大有效圆周力Fe为288.46N，这时紧边拉力F1为383.35N。(10) 一V带传动中，初拉应力0=F0A=1.2MPa，传递的圆周力为750N，若不考虑带的离心力，求工作时松、紧边拉力F2、F1(A=4.76cm)。 2FeF1=F0+2Fe=F1-F2 解： F2F=F+Fe120F2=F0-2因为 0=F0=1.2MPa A=4.76cm2=476mm2 A所以 F0=0A=1.2476=571.2N而 Fe=750N代人式(3)，得F1=2F0+Fe2571.2+750=946.2N 222F0+Fe2571.2+750=196.2N 22 F2=(11) 图8-9为两级变速装置，如变速过程中，轴2上的功率不变，则应按哪一种转速计算胶带根数?如分别按两种转速计算，得出的胶带根数(型号相同)是否相差3倍?为什么?试用公式进行分析。图8-9解：应按n2=500r/min进行设计，因该n2小，需传递的有效圆周力Fe大。z=Pc P0+PKKe1Av ef11000 P0=(-b1-c) 1-P0v,vdn，若d不变，vn。P也与n成正比，但P0中的c随n的增大成平方增大,所以(P0+P0)不到3倍，根数也不到3倍。所以得出的胶带根数不可能相差3倍。(12) 带传动中松边拉力是否可以减小到0为什么?解：松边拉力为0，说明带传动已经打滑。由于预紧力的存在，正常传递功率时，松边拉力可以不为0。(13) 如图8-10所示，以下四种情况采用同样的V带传动，初拉力相同，但张紧力方式不同，哪种情况带可能先断?为什么?图8-10解：(d)图所示情况会先断。因为带要多经一次弯曲反复，并且总的应力和较大，故它可能先断。(14) 单根V带传递的最大功率P=4.7kW,dd1=200mm,n1=1800r/min，=130 ,f=0.25求紧边拉力F1和有效拉力Fe(带与轮间的摩擦力已达到最大时的摩擦力)。解：1） v=dd1n1/(601000)=18.85m/s;2） Fe=1000P=249.3N 18.8536=0.81 3） fv=f/sin2130=2.269rad4） = 1805） efv=6.283 216） F1=Feefv/(efv-1)=296.5N(15) 已知一V带传动如图8-11所示，在主动轮1和从动轮2上示意绘出滑动角和静角的部位，并指出工作时通过A1,B1,C1,A2,B2及C2点处的速度变化情况。当载荷增加时，和的变化情况。图8-11解：滑动角和静角部位如图2-5-2所示。和变化情况如下表所示。(16) 若带传动的n1,n2己给定，改变下列任一参数，而其余参数不变，对带传动能力和寿命有何影响：1)小带轮的直径；2)带传动的中心距a。解：小带轮直径dd1和带传动中心距a变化如下表所示。（1）改变对传动能力影响对带寿命影响dd1（2）改变dd1,v则P0；反之，相反dd1,b1,max寿命；反之，相反aa1,1,Fec,P反之，相反a，绕次u，寿命；反之，相反(17) 单根V带传动的预紧力F0=354N，主动带轮