《机械基础》考前概念梳理与常考题选讲 第七讲 带传动和链传动（全国版）含答案

《机械基础》考前概念梳理与常考题选讲第7讲带传动和链传动一、考纲要求1．了解带传动的组成、工作原理、传动特点及类型。2．掌握V带的结构、标记。3．了解V带轮的材料和结构。4．掌握V带的张紧、安装与维护方法。5．掌握常见带传动的失效形式及设计准则。6．了解同步带的特点和应用。7．掌握链传动的特点、种类及应用。二、知识梳理带传动一、带传动的组成及原理1．组成带传动由主动带轮、从动带轮和传动带组成。2．原理工作时靠带和带轮之间的摩擦力或啮合力来传递运动和动力。静止时，两边带上拉力相等。传动时，两边带上拉力会有差值，拉力大的一边称为紧边，拉力小的一边称为松边。一般安排紧边在下，松边在上，当载荷超过最大静摩擦力时，带将沿带轮发生全面滑动，从动轮将停止转动，这种现象称为打滑，打滑可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。3．传动比在带传动中，主动轮的转速与从动轮的转速之比，称为带传动的传动比。即式中，——主动轮转速；——从动轮转速；——主动轮基准直径；——从动轮基准直径。通常，V带传动的传动比，常用。二、带传动的类型及传动特点1．带传动的类型根据工作原理不同，带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动，属于摩擦型带传动的有平带传动、V带传动、圆带传动等，属于啮合型带传动的有同步带传动。（1）平带传动平带传动靠带的内表面与带轮外圆间的摩擦力传递动力，结构简单，制造成本低，适用于两轴中心距较大的场合。（2）V带传动V带传动靠带两侧面与带轮的轮槽之间产生的摩擦力来传递动力，在相同初拉力条件下，V带传递的功率是平带的3倍，因此应用最广。（3）圆带传动圆带传动牵引力小，用于仪器、包装机、纺织机等机器中。（4）同步带传动同步带传动靠带与带轮之间的啮合来传递动力，也称为齿形带，带与带轮间无滑动，能保证准确的传动比。2．带传动的特点（1）带传动柔和，能缓冲、吸振，传动平稳，无噪声；（2）过载时打滑，防止零件损坏，起安全保护作用，但不能保证准确传动比；（3）结构简单，制造容易，成本低廉，适用于两轴中心距较大的场合；（4）外廓尺寸较大，传动效率较低。三、普通V带的结构、型号、标记及主要参数1．普通V带的结构普通V带是无接头的环形带，是标准件，截面形状为等腰梯形，由顶胶、抗拉体、底胶和包布四部分组成。两侧面为工作面，楔角，分为帘布芯和绳芯两种结构。帘布芯结构抗拉强度较高，应用最广。绳芯结构柔韧性好，疲劳强度高，用于带轮直径较小、转速较高的场合。顶胶、底胶主要材料是橡胶，所以存在一定弹性，带在工作时松边和紧边存在拉力差，由于拉力差和带的弹性变形而引起的带相对于带轮的局部滑动，称为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的。2．普通V带的型号普通V带已经标准化，按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，Y型尺寸最小，E型尺寸最大，实际应用中以Z、A、B、C型应用最多。在相同条件下，截面尺寸越大，则传递的功率越大。3．V带的标记每根V带的顶面都压印有标记，分别由型号、基准长度和标准编号组成。如B2240GB/T11544表示B型V带，基准长度，标准编号为GB/T11544。带的基准长度：普通V带的基准长度是指在规定的张力下，V带位于测量带轮基准直径上的周长，也叫节线长度，用表示。4．普通V带的楔角与V带带轮的轮槽角带的两侧面的夹角称为带的楔角，通常，但安装到带轮上后，带的弯曲会使楔角变小。为保证带传动时带和带轮轮槽工作面接触良好，V带带轮的轮槽角要比适当小一些，一般取、、；带轮基准直径越小，带变形越严重，对应的轮槽角要越小。5．V带带轮的主要参数（1）V带带轮的基准直径是指带轮上与所配用V带节宽相对应处的直径，带轮的基准直径是带传动的主要设计参数之一，已标准化。在带传动中，带轮基准直径越小，传动时带在带轮上的弯曲变形越严重，V带的弯曲应力就会越大，所以各型号都规定了最小直径。（2）小带轮的包角包角是带与带轮接触弧所对应的圆心角。两带轮中心距越大，小带轮包角越大，带能传递的功率也越大，反之能传递的功率就越小，为保证带传动可靠性，一般小带轮包角。（3）中心距a中心距是两带轮中心连线的长度，一般情况下，两带轮的中心距越大，带的传递能力越高；但中心距过大，在高速传动时易发生振动，反而使带的传递能力下降。因此，两带轮的中心距一般在倍的范围内。（4）带的线速度带速一般取5~25m/s，带速过高或过低都不利于带的传动，带速太低，在传递功率一定时，所需圆周力增大，会引起打滑；带速太高，离心力又会使带和带轮间的压紧程度减小，传动能力降低。（5）V带的根数zV带的根数影响到带的传动能力。根数多，传递功率大，所以V带传动中所需带的根数应按具体的传递功率而定。为了使各带的受力均匀，带的根数不宜过多，最多不超过10，通常应小于7。（5）V带的根数zV带的根数影响到带的传动能力。根数多，传递功率大，所以V带传动中所需带的根数应按具体的传递功率而定。为了使各带的受力均匀，带的根数不宜过多，最多不超过10，通常应小于7。6．V带带轮的结构V带带轮的常用结构有实心式、腹板式、孔板式、轮辐式四种。带轮由轮缘、轮辐、轮毂组成。其结构主要是根据带轮的基准直径进行选择。当时，可制成实心式；当时，可制成腹板式（或孔板式）；当时，可制成轮辐式。7．带轮的材料带轮常用的材料有灰铸铁、铸钢、铝合金和工程塑料。高速时，常用铸钢；低速或小功率传动时，可选用工程塑料、铝合金或钢板冲压，如家用洗衣机的带轮用工程塑料、台式钻床的带轮用铝合金。一般较多选用铸铁材料作带轮。四、带传动的安装维护与张紧装置1．V带传动的安装与维护（1）安装带轮时，两轮轴线应平行，主动带轮与从动带轮的轮槽要对正，端面与中心垂直，两带轮轮槽的对称面应重合，偏角误差小于。（2）按设计要求选带的型号、根数、标准长度，带的张紧程度要适当，以大拇指按下10~15mm为宜。（3）新旧带不能混用。（4）V带在轮槽中应有正确的位置，V带表面与带轮外缘平齐或略高出一点，底面与槽底间应留有一定空隙。高出太多，会减少接触面积；陷得太深，达不到设计要求。（5）严防V带与酸、碱、油等介质接触，为防止老化，应避免日光暴晒。为保证安全，应加防护罩。2．V带传动的张紧V带传动在运行一段时间后会因为塑性变形和磨损而松弛，影响正常工作，所以要定期张紧。常用张紧方法主要有调整中心距、安装张紧轮，张紧轮通常应安装在松边靠近大带轮的内侧。五、带传动的失效形式和设计准则1．失效形式主要失效形式为带和带轮之间的打滑和带的疲劳断裂。（1）打滑：传动带和带轮之间之所以会打滑，是因为带传动的工作阻力大于它的承载能力。（2）疲劳断裂：传动带疲劳断裂是因为带传动时传动带必须绕两个带轮弯曲，这样带内就会产生弯曲应力，带轮直径越小，弯曲应力越大。带绕过带轮后，弯曲应力消失，如此不断反复，带就会疲劳断裂。所以带的寿命主要取决于带的弯曲应力和弯曲次数。2．设计准则在保证不打滑的条件下，带传动具有一定的疲劳强度和使用寿命。六、同步带传动1．同步带传动的组成同步带一般由同步带轮和紧套在两轮上的同步带组成。2．同步带传动的工作原理同步带传动是一种啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的特点。同步带传动是依靠同步带齿与同步带轮齿之间的啮合实现的，两者无相对滑动。3．同步带传动的特点带与带轮无相对滑动，能保证准确的传动比；传动平稳，冲击小；传递功率范围大，允许的线速度范围大；但制造要求高，安装时对中心距要求严格，价格高。链传动一、链传动的种类及应用1．链传动的种类链传动的类型很多，按用途分为传动链、运输链和起重链。（1）传动链传动链常用于机械传动中传递运动和动力，如自行车、摩托车等传动。①套筒滚子链：滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子等组成，销轴和外链板、套筒和内链板分别采用过盈配合固定；而销轴与套筒、滚子与套筒之间则为间隙配合。套筒滚子链的接头有三种形式，当链节为偶数时，采用开口销或卡簧式（卡簧开口装在其运动相反的方向），链节为奇数时采用过渡链节式。②齿形链：又称为无声链，也属于传动链中的一种形式。与滚子链相比，其传动平稳性好，传动速度快，噪声较小，承受冲击性能较好，但结构复杂，拆装困难，质量较大，易磨损，成本较高。（2）运输链运输链主要用于输送工件、物品和材料。（3）起重链起重链主要用于各种起重机械中，如港口用的集装箱起重机械和叉车提升装置。2．链传动的应用链传动多用在不易采用带传动和齿轮传动的场合以及两轴平行且传递功率大、平均传动比准确的场合。二、链传动的特点链传动具有平均传动比准确、传动功率大、传动效率高、对环境条件要求不高，并对轴及轴承作用力小等优点；但也有成本高、易磨损、易伸长、传动平稳性差、对两轴平行及链轮垂直要求比较严等缺点。三、链传动的传动比链传动的传动比是主动链轮与从动链轮的转速之比，也是主动链轮的齿数与从动链轮的齿数之反比。链传动的传动比，低速传动时可达10，两轴中心距a可达5～6m，传动功率，链条速度，高速时可达20~40m/s，能保证准确的平均传动比，但瞬时传动比是变化的。链传动的传动比计算公式：式中，、——主、从动轮的转速，r/min；、——主、从动轮的齿数。三、高考常考题选讲（一）、判断题1.带传动中的打滑是可以避免的。（）【答案】√2带传动中，带的最大应力发生在带的紧边。【答案】×3.在链传动中，链节数应尽量多。【答案】×4.带传动中，带的应力是拉应力。【答案】√5.链传动中，链的节距越大，链的尺寸和重量越大。【答案】√6.带传动不能保证精确传动比，链传动可以保证精确的传动比。【答案】√7.链传动中，链条和链轮的啮合时有冲击和噪音。【答案】√8.带传动传递的功率范围比链传动要大。【答案】√9.带传动在工作时产生弹性滑动是由于带的紧边张力大于松边张力所致。【答案】×10.在链传动中，由于链条在链轮上啮合点是变动的，故链速是变化的。【答案】×（二）、填空题1.带传动由________、________、________组成，工作时靠带与带轮之间产生的________或________来传递运动和动力。【答案】主动轮、传动带、从动轮、摩擦力、啮合力【解析】熟悉带传动的组成和工作原理。2.为了使V带与带轮轮槽更好地接触，轮槽楔角应________于带截面的楔角，随着带轮直径减小，角度的差值越________。【答案】小、大3.带传动的常用张紧方法有________和________两种。【答案】调整中心距、安装张紧轮4.套筒滚子链为了避免采用过渡链节，链节应为________数。【答案】偶5.在一般传递动力的机械中，主要采用传动。【答案】V带6.平均传动比恒定，但瞬时传动比变化的是。【答案】链传动7.带传动中，带的紧边张力与松边张力的比值称为____。【答案】包角系数8.在链传动中，如果链速过高，则链节与链轮齿面的啮入和啮出会产生____和____。【答案】冲击；噪声9.带传动的主要类型有____、和。【答案】平带传动；V带传动；多楔带传动10.带传动的传动比范围大约是____。【答案】1~10（三）、单项选择题1.带传动不能保证准确的传动比，其原因是（）。A．带容易变形和磨损 B．带在带轮上出现打滑C．带传动工作时发生弹性滑动 D．带的弹性变形不符合胡克定律【答案】C【解析】因为带在工作时产生弹性滑动现象，所以不能保证准确的传动比。2.传动平稳无噪声，能缓冲吸振的是（）。A．齿轮传动 B．链传动 C．蜗杆传动 D．带传动【答案】D3.带传动在工作中产生弹性滑动的原因是（）。A．带与带轮之间的摩擦系数较小 B．带绕过带轮产生了离心力C．带的弹性与紧边和松边存在拉力差 D．带传递的中心距大【答案】C4.下列V带中，横截面尺寸最大的带的型号是（）。A．Y型 B．Z型 C．B型 D．E型【答案】D5.带传动的中心距过大时，会导致（）。A．带的寿命缩短 B．带的弹性滑动加剧C．带的工作噪声增大 D．带在工作时出现振动【答案】D【解析】中心距过大，在高速传动中易使带发生振动。6.设计V带传动时，为防止（），应限制小带轮的最小直径。A．带内的弯曲应力过大 B．小带轮上的包角过小C．带的离心力过大 D．带的长度过长【答案】A7.带轮是采用轮辐式、腹板式还是实心式，主要取决于（）。A．带的横截面尺寸 B．传递的功率C．带轮的线速度 D．带轮的直径【答案】D8.对于带速v在15～30m/s范围内的带传动，带轮常选用（）。A．铸铁 B．铸钢 C．铝合金 D．工程塑料【答案】B【解析】带的速度一般是5~25m/s，现在带速是15~30m/s，属于高速，所以带轮材料应选择铸钢。9.为了保证V带传动有一定的工作能力，通常要求小带轮的包角（）。A．大于 B．大于 C．大于 D．大于【答案】B10.图1-7-1中所示V带在轮槽中的四种位置，试指出哪一种位置正确。（）A． B．C． D．图1-7-1【答案】A【解析】带在安装时不能超出带轮的上边缘，这样会使带的接触面积减小，摩擦力减小，也不能低于带轮的上边缘，陷得太深，不能达到设计的传动能力。11.带传动的主要失效形式有（）。A．过载拉断 B．点蚀 C．过载打滑 D．弹性滑动【答案】C【解析】带的主要失效形式有过载打滑和疲劳断裂。【解析】链传动能保证准确的平均传动比，但由于链节的多边形运动，所以瞬时传动比是变化的。12.链传动的主动轮的齿数是21，从动轮