机械设计带传动习题解答作业讲评

1、1 带传动习题解答带传动习题解答 2 8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带一带式输送机装置如图所示。已知小带 轮基准直径轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径，大带轮基准直径 dd2=400mm，鼓轮直径，鼓轮直径d=250mm，为了提，为了提 高生产率，拟在输送机载荷不变高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力即拉力f不不 变变)的条件下，将输送带的速度的条件下，将输送带的速度v提高，设电提高，设电 动机的功率和减速器的强度足够，且更换大动机的功率和减速器的强度足够，且更换大 小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影 响可忽略不计，为了实现这一增速

2、要求，试响可忽略不计，为了实现这一增速要求，试 分析采用下列哪种方案更为合理，为什么分析采用下列哪种方案更为合理，为什么? (1)将大带轮基准直径将大带轮基准直径dd2减小到减小到280mm； (2)将小带轮基准直径将小带轮基准直径ddl增大到增大到200mm； (3)将鼓轮直径将鼓轮直径d增大到增大到350mm。 4 . 1 250 350 140 200 280 400 00 1 1 2 0 2 d d d d d d d d d d 3 但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。 方案一：仅使包角方案一：仅使包角1 1略有增加，但

3、带速没有增加，小轮的略有增加，但带速没有增加，小轮的 弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。 方案三：完全没有考虑带的传动能力。方案三：完全没有考虑带的传动能力。 方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角1 1略有增加略有增加 更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的 传动功率得到根本改善。传动功率得到根本改善。 结论：方案二合理结论：方案二合理 解：解： 仅从仅从运动学运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且的角度来看三种方案都可以提高生

4、产率，而且 提高的幅度是相同的。提高的幅度是相同的。 4 . 1 250 350 140 200 280 400 00 1 1 2 0 2 d d d d d d d d d d 4 链传动习题解答链传动习题解答 5 9-18 有一链传动，小链轮主动，转速有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/min，齿数，齿数 z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到 n2250r/min，链条长度不变，试问：，链条长度不变，试问： (1)若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少?此时链此时链 条所能传

5、递的功率有何变化条所能传递的功率有何变化? (2)若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少?此时链此时链 条所能传递的功率有何变化条所能传递的功率有何变化? 解：新的传动比是解：新的传动比是 1 1、“减少小链轮齿数减少小链轮齿数” 方案方案 此时链的传动功率下降此时链的传动功率下降 2 2、“增加大链轮齿数增加大链轮齿数“方案方案 对传动功率影响很小对传动功率影响很小。 6 . 3 250 900 2 1 n n i 21 6 . 3 75 6 . 3 2 1 z z 90256 . 36 . 3 1 2 zz 6 9-20 单排滚子链传动，主动链

6、轮转速单排滚子链传动，主动链轮转速n1=600r/min，齿数，齿数 zl=21，从动链轮齿数，从动链轮齿数z2=105，中心距，中心距a=910mm，该链的节，该链的节 距距p=25.4mm，工况系数，工况系数ka=1.2，试求链传动所允许传递的，试求链传动所允许传递的 功率功率p。 解：由节距解：由节距p=25.4mm,p=25.4mm,查表查表9-109-10得该链型为得该链型为16a16a 由由n1=600r/minn1=600r/min及及16a16a型链在图型链在图9-139-13上查得上查得p0=25kwp0=25kw 11. 1 19 21 19 08. 108. 1 1 z

7、k z 08. 1 100 139 100 26. 026. 0 p l l k kw 25 2 . 1 108. 111. 125 0 a pl k kkkp p 139 910 4 .25 2 21105 2 10521 4 .25 9102 2 节 p l 该链传动所允许传递的功率为该链传动所允许传递的功率为: : 7 齿轮传动习题解答齿轮传动习题解答 8 10-33 10-33 设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为 h1=700mpah1=700mpa， h2=600mpah2=600mpa，求得中心距，求得中心距a a =1

8、00mm=100mm；现改用；现改用 h1=600mpah1=600mpa， h2=400mpah2=400mpa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接 触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距。触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距。 9 接触疲劳强度的接触疲劳强度的校核公式校核公式 mm 150 400 600 100 11 2 11 1 2 1 122 2 2 2 1 1 a u u b d t kzz u u b kfzz d u u bd kf zz h h e h t h e h t heh 接触疲劳强度的接触疲劳强度的设计公式设计公式 mm

9、 150 400 600 100 1 )( 1 2 1 )( 1 2 12 3 2 3 2 1 1 3 2 3 2 1 1 3 2 1 1 a zz u u d b kt zz u u kt d zz u ukt d h he h eh d h eh d 解解： 10 10-34 一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=60，m=4mm，b1=45mm， b2=40mm，齿轮材料为锻钢，许用接触应力h1=500mpa，h2=430mpa， 许用弯曲应力f1=340mpa， f2=280mpa，弯曲载荷系数k=1.85，接触载荷 系数k=1.40，求大齿轮所允许的输出转矩t2(不计功率损失)。

10、 解：解： 169nm: mn 737 01409. 0 1 85. 12 205 . 043 2 t 01409. 0 280 73. 128. 2 01276. 0 340 55. 180. 2 : mn 169 8 .1894 . 123. 2 43035 . 0803 ) 1(32. 2 t mpa 430 8 .189 : 3 20 60 5 . 0 80 40 240604 80204 : 23 22 2 1 23 12 2 22 1 11 23 23 23 2 2 1 3 12 2 1 2 1 2 22 11 大齿轮可传递的转矩为结论 的输出转矩满足齿根弯曲疲劳强度 的输出转矩满

11、足齿面接触疲劳强度 基本数据 safa f f d f safa f safa e h hd hh e d yyk zm t yy yy zk d t z z z d b mzd mzd 169nm: mn 737 01409. 0 1 85. 12 205 . 043 2 t 01409. 0 280 73. 128. 2 01276. 0 340 55. 180. 2 : mn 169 8 .1894 . 123. 2 43035 . 0803 ) 1(32. 2 t mpa 430 8 .189 : 3 20 60 5 . 0 80 40 240604 80204 : 23 22 2 1

12、 23 12 2 22 1 11 23 23 23 2 2 1 3 12 2 1 2 1 2 22 11 为大齿轮允许传递的转矩结论 的输出转矩满足齿根弯曲疲劳强度 的输出转矩满足齿面接触疲劳强度 基本数据 safa f f d f safa f safa e h hd hh e d yyk zm t yy yy zk d t z z z d b mzd mzd 11 蜗杆传动习题解答蜗杆传动习题解答 12 11-15 图示蜗杆传动均是以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗 轮(或蜗杆)的转向，蜗轮齿的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受 各分力的方向。 13 11-17 图示为简单手动起重装置。若按图示方向转

13、动蜗杆， 提升重物g，试确定： (1)蜗杆和蜗轮齿的旋向； (2)蜗轮所受作用力的方向(画出)； (3)当提升重物或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双 侧受载? 14 11-22 为什么普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗 轮轮齿的强度，用碳钢或合金钢制造蜗轮有何不利? 15 螺纹联接习题解答螺纹联接习题解答 16 17 5-22 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用 橡胶垫片橡胶垫片。已知预紧力。已知预紧力f0=1500n，当轴向工作载荷，当轴向工作载荷 f=1000n时，求螺栓所受的时，求螺栓所受的总拉力总拉力及被联接件之间的及被联接件之间的

14、 残余预紧力残余预紧力。 解解: n 140010002400 ： n 240010009 . 0150 9 . 0 21 2 12 fff f cc c f cc c f fff mb b mb b 残余预紧力 螺栓的总拉力 18 教材第74页 19 5-23 图示图示凸缘联轴器凸缘联轴器 (gb/t5843-1986)的型号为的型号为 yldl0，允许传递的最大，允许传递的最大 转矩转矩t= 630nm，两半联，两半联 轴器采用轴器采用4个个m12的铰制孔的铰制孔 用螺栓联接，螺栓规格为用螺栓联接，螺栓规格为 m1260(gb/t 27-1988)， 螺栓的性能等级为螺栓的性能等级为8.8

15、级，级， 联轴器材料为联轴器材料为ht200，试，试 校核其联接强度。校核其联接强度。 20 教材第336页 21 。 ld f d f s r t r rt f p p b p i i 满足要求剪切强度和挤压强度均结论 螺栓光杆部分直径 联轴器许用挤压应力 螺栓的许用剪切应力 页第机械设计课程设计手册参见螺栓的最短承载长度 制孔螺栓组联接题意为受转矩作用的铰 ： mpa 10 1813 2423 mpa 18 13 24234 4 mm 13d mpa 100 25. 2 225 mpa 256 5 . 2 640 s mm 1820l -60lmin 38 n 2423 654 10630

16、 4 p min0 2 2 0 0 s 0 3 4 1 2 max max 解解: 22 机械设计课程设计手册第38页 23 5-26 试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。试指出下列图中的错误结构，并画出正确的结构图。 24 25 滑动轴承习题解答滑动轴承习题解答 26 12-21 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分 析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载 能力。能力。 (1)转速由转速由n=500r/min改为改为n=700r/min； (2)宽径比宽径比b/d由由1.0改为

17、改为0.8； (3)润滑油由用润滑油由用46号全损耗系统用油改为号全损耗系统用油改为68号全损耗系号全损耗系 统用油；统用油； (4)轴承孔表面粗糙度由轴承孔表面粗糙度由rz=6.3m改为改为rz=3.2m。 答：（答：（1 1）承载能力提高）承载能力提高 （2 2）承载能力下降）承载能力下降 （3 3）承载能力提高）承载能力提高 （4 4）承载能力提高）承载能力提高 27 12-22 在设计液体润滑轴承时，当出现下列情况之在设计液体润滑轴承时，当出现下列情况之 一后，可考虑采取什么改进措施一后，可考虑采取什么改进措施(对每种情况提出对每种情况提出两两 种改进措施种改进措施)? (1)当当hm

18、inh时；时； (2)当条件当条件pp，vv，pvfd1 2#放松a2=fd2=2720n 1#压紧fa1=fae+fd2=4890 36 13-26 按要求在给出的结构图中填画合适的轴承按要求在给出的结构图中填画合适的轴承(图中箭头图中箭头 示意载荷方向示意载荷方向)。 a)单向固定支承单向固定支承 b)双向固定支承双向固定支承 c)游动支承游动支承 37 d)游动支承游动支承 e)单单-向固定支承向固定支承 f)承受单向推力支承承受单向推力支承 38 滚动轴承寿命计算习题滚动轴承寿命计算习题 （教材教材334页，习题页，习题13-5） 根据工作条件：根据工作条件： 决定在轴的两端选用决定在

19、轴的两端选用=25的两个角接触球轴承的两个角接触球轴承, 如图如图13-13b所示为正装。所示为正装。 轴颈直径轴颈直径d=35mm， 工作中有中等冲击，转速工作中有中等冲击，转速n=1800r/min， 已知两轴承径向载荷分别为已知两轴承径向载荷分别为fr1=3390n， fr2=1040n， 外加轴向力外加轴向力fae=870n，作用方向指向轴承，作用方向指向轴承1。 试确定其工作寿命。试确定其工作寿命。 39 2# 1# fr1=3390nfr2=1040n fae=870n fd2fd1 d=35 n=1800n/min 中等冲击 40 解：由表13-7 角接触球轴承7000ac 派生

20、轴向力 fd=0.68fr fd1=0.68fr1=0.68*3390=2305 n fd2=0.68*fr2=0.68*1040=707 n fd2+fae=707+870=1577fd1 1# 放松 fa1=fd1=2305 n 2# 压紧 fa2=fd1-fae=2305-870=1480 n fa1/fr1=2305/3390=0.69 fa2/fr2=1480/1040=1.4 由表13-5 当e0.68时: x=0.14 y=0.87 1#当量动载荷 p1=fp(x1*fr1+y1*fa1)=1.5*(0.41*3390+0.87*2305)=5093 n 2#当量动载荷 p2=f

21、p(x2*fr2+y2*fa2)=1.5*(0.41*1040+0.82*1480)=2460 n p1p2 由设计手册查得 7407ac的基本额定动载荷 cr=42.5kn 因此,轴承的寿命为: l=(c/p1) =(42.5/5.09) 3 =572*106 ( r )=5300 ( h) 41 键联接习题解答键联接习题解答 42 43 44 6-16 图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿 轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩轮之间分别采用键联接。已知轴传递的转矩 t=1000nm，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材，齿轮的材料为锻钢，凸缘联轴器材 料为料为ht200，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮，工作时有轻微冲击，联接处轴及轮 毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核毂尺寸如图示。试选择键的类型和尺寸，并校核 联接的强度。联接的强度。 45 解解: 79-gb1096 7025 90 79-gb1096 100c20 70 ：4 mpa 70 457090 10102102 mpa 53 906