机械设计基础-第6章-带传动和链传动

机械设计基础分章知识点第一章：机械设计概述机械设计是一门工程技术学科，主要研究机械系统的结构、工作原理、选材、制造工艺等方面内容。

它是机械工程学科的重要组成部分，对于各个行业的机械产品设计与开发具有重要意义。

第二章：材料力学基础在机械设计中，对材料的力学性能有着重要的考虑。

了解材料力学基础知识对于正确选择合适的材料、设计结构具有指导作用。

材料力学基础涉及弹性、塑性、疲劳等内容。

第三章：机械连接机械连接是机械设计中不可或缺的部分。

它包括螺栓连接、键连接、销连接等，具有固定和传递力的作用。

机械连接的设计需考虑连接强度、连接刚度和连接可靠性等因素。

第四章：轴系设计轴系设计主要涉及轴的强度计算、轴的选择和轴的配合等内容。

合理的轴系设计可以保证机械系统的正常运行，减少故障和失效。

第五章：机械零件设计机械零件设计是机械设计的重要组成部分。

它包括零件的尺寸设计、几何形状设计、加工工艺选择等内容。

合理的零件设计可以提高机械产品的性能和可靠性。

第六章：机械传动机械传动是机械设计中的关键部分。

它包括齿轮传动、带传动、链传动等多种形式。

机械传动的设计需要考虑传动比、传动效率和传动可靠性等因素。

第七章：机械弹性变形机械弹性变形是指机械在受到外力作用时产生的变形。

了解机械弹性变形的原因、计算方法等对于机械结构的设计和使用具有重要意义。

第八章：机械设计的优化机械设计的优化是指通过改变设计参数，使设计方案在满足设计要求的前提下，具有更好的性能和更低的成本等。

机械设计的优化需要综合考虑多个因素，包括力学性能、制造成本、使用寿命等。

第九章：机械设计的检验与试验机械设计的检验与试验是为了验证设计方案的可行性和性能是否满足要求。

它包括静态试验、动态试验和性能测试等内容。

合理的检验与试验可以及时发现问题，提高设计方案的可靠性。

第十章：机械设计的CAD与CAMCAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）技术在机械设计中的应用越来越广泛。

机械设计基础（第3版）复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答：两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。

平面高副是点或线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。

平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。

2-2 答：机构具有确定相对运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。

2-3 答：计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。

2-4 答：1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。

2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局部运动的自由度称为局部自由度。

3. 说虚约束是不存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的。

2-5 答：机构中常出现虚约束，是因为能够改善机构中零件的受力，运动等状况。

为使虚约束不成为有害约束，必须要保证一定的几何条件，如同轴、平行、轨迹重合、对称等。

在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。

2-6 答：1.在分析和研究机构的运动件性时，机构运动简图是必不可少的；2. 绘制机构运动简图时，应用规定的线条和符号表示构件和运动副，按比例绘图。

具体可按教材P14步骤（1）~（4）进行。

2-7 解：运动简图如下：2-8 答：1. F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2.机构的运动简图如下：2-9答：（a）1.图（a）运动简图如下图；2.F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1，该机构的自由度数为1CB4（b）1.图（b）运动简图如下图；2. F=3n－2P L－P H =3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2-10 答：（a）n=9 P L=13 P H=0F=3n－2P L－P H=3×9－2×13－0=1该机构需要一个原动件。

习题与参考答案一、单项选择题( 从给出的A、 B、 C、 D 中选一个答案 )1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。

A. 带与带轮接触面之间的正压力B. 带与带轮接触面之间的摩擦力C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力2 带张紧的目的是 D 。

A. 减轻带的弹性滑动B. 提高带的寿命C. 改变带的运动方向D. 使带具有一定的初拉力3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。

A. 工作平稳，基本无噪声B. 承载能力大C. 传动效率高D. 使用寿命长4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 D 。

A. 传动效率高B. 带的寿命长C. 带的价格便宜D. 承载能力大5 选取 V 带型号，主要取决于A 。

A. 带传递的功率和小带轮转速B. 带的线速度C. 带的紧边拉力D. 带的松边拉力6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。

A. 传动比B. 带的线速度C. 带的型号D. 带传递的功率7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由D决定。

A. 小带轮直径B. 大带轮直径C. 两带轮直径之和D. 两带轮直径之差8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。

A. 带的弹性滑动加剧B. 带传动效率降低C. 带工作噪声增大D. 小带轮上的包角减小9 带传动的中心距过大时，会导致 D 。

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. 带在工作时出现颤动10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力 F elim与初拉力 F 0之间的关系为C。

A.C. FFelim2 F0 e f v /( e f v 1) B. Felim2 F0 (e f 1) /(e f 1) D. Fv velim2 F0 (e f 1) /(e f 1)v velim2F 0 (e f v 1) / e f v11 设计 V 带传动时，为防止 A ，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12 一定型号 V 带内弯曲应力的大小，与B成反比关系。

第5章 带传动与链传动5-1 带传动的弹性滑动是怎样产生的？能否防止？对传动有何影响？它与打滑有何不同？答：带传动的弹性滑动是由于带的弹性和拉力差而引起的带和带轮面间的局部的、微小的相对滑动，这是摩擦型带传动正常工作时的固有特性，是不可防止的。

弹性滑动导致传动效率降低、带磨损、传动比不准确。

打滑是由过载引起的带在带轮上的全面滑动，使传动失效。

打滑为非正常的工作状态，是必须防止也是可以防止的。

5-2带传动的中心距为什么要限制在一定的范围？答：带传动的中心距之所以要限制在一定的范围，是因为：1〕假设中心距过小，虽结构紧凑，但小带轮的包角太小，导致摩擦力和传动能力降低；2〕中心距过小，使带的长度过短，带的工作频率增加，降低带的疲劳强度和工作寿命；3〕中心距假设过大,不仅结构不紧凑，且皮带松边下垂，高速传动时易引起带的颤抖。

5-3．多根V 带传动时，假设发现一根已坏，应如何处置？答：多根V 带传动时，即使只发现一根已坏，也应该同时更换新的V 带，不可新旧混用。

5-4 已知一V 带传动，小带轮直径d 1d =160mm,大带轮直径d 2d =400mm ，小带轮转速n 1=960min r ,滑动率2=ε00，试求由于弹性滑动引起的大带轮的转速损失。

解： 假设无弹性滑动，大带轮的理想转速n 2应为：1122n d 960160n 384(r /min)d 400⨯=== 所以，由弹性滑动引起的大带轮的转速损失为：2n =3840.02=7.68(r /min)ε⨯5-5 为什么链传动具有运动不平稳性？答：由于链传动的多边形效应，使其瞬时速度和瞬时传动比周期性变化，从而引起动载荷，所以链传动具有运动不平稳性。

5-6 为什么链条节数常取偶数，而链轮齿数取为奇数？答： 因为假设链节数为奇数，则需要采用过渡链节，当链条受拉时，过渡链节的弯链板承受附加的弯矩作用，强度降低，所以链节数常取为偶数。

正因为链节数常为偶数，为使磨损均匀，链轮齿数一般取为奇数。

a目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。

3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。

4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。

1.2常见的失效形式有哪几种？答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。

1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。

对于载荷而言称为承载能力。

根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。

1.4标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。

第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。

干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。

《机械设计基础》分章复习题及答案第1章绪论1．（机械）是机器与机构的总称。

2. ( D )是专用零件。

A）螺栓B）齿轮 C）滚动轴承 D）曲轴3．构件是机器的（运动）单元体，零件是机器的（制造）单元体。

4．机构由（构件）组合而成，它们之间具有确定的 (相对运动）。

5. 机构与机器相比，不具备下面（ C ）特征。

A. 人为的各个实物组合B. 各实物之间有确定的相对运动C. 做有用功或转换机械能D. 价格较高6. 在机械中属于制造单元的是 ( C ) 。

A）. 机构 B）. 构件 C）. 零件 D）. 部件7．把各部分之间具有确定相对运动构件的组合称为（ C ）。

A. 机器B. 机械C. 机构D. 机床8. 构件是加工制造的单元，零件是运动的单元。

（×）9. 同一构件中的零件相互之间没有相对运动。

（√）10. 机构与机器的区别是：机构的主要功用在于传递运动或转换运动形式，而机器的主要功用在于为了生产目的而利用或转换机械能。

（√）11. 两个构件之间的连接称为运动副。

（×）12. 指出并说明机械的各组成部分。

答：机械的各组成部分包括：原动机：提供动力；传动装置：传递运动和动力；工作机：执行部分；控制系统：根据机械系统的不同工况对原动机、传动装置和工作机实施控制的装置。

13.机构的主要特征是什么？答：机构由构件组成，且各构件之间具有确定的相对运动。

第2章平面机构的运动简图及自由度1．运动副是使两构件直接接触而又能产生相对运动的连接，机构中各构件间运动和动力的传递都是由运动副来实现的。

2．按接触形式不同，运动副可分为高副和低副。

两构件之间以面接触所组成的运动副称为低副，两构件之间通过点或线接触所组成的运动副称为高副。

3. 对组成运动副两构件之间的相对运动所加的限制称为约束。

4. 当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为 2 个，至少为 1 个。

《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

机械设计基础课程设计目录一、课程目标知识目标：1. 掌握机械设计的基本原理，理解机械结构设计的基本流程；2. 学会运用力学知识进行机械零件的受力分析；3. 掌握常用机械传动装置的工作原理及其在设计中的应用；4. 了解并掌握机械设计的相关标准和规范。

技能目标：1. 能够运用CAD软件进行简单的机械零件设计和绘制；2. 能够根据实际需求，运用力学原理进行机械结构的受力分析；3. 能够运用所学知识，完成简单的机械传动装置设计；4. 能够撰写机械设计报告，并进行口头汇报。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发学生的创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，提高学生的动手能力；3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力；4. 引导学生关注机械设计在国民经济发展中的应用，提高学生的社会责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握机械设计基本知识的基础上，提高实际操作能力，培养创新意识和团队协作精神。

通过课程学习，使学生具备初步的机械设计能力，为后续专业课程学习打下坚实基础。

同时，注重培养学生的情感态度价值观，使其成为具有社会责任感和创新精神的高素质人才。

二、教学内容1. 机械设计基本原理：包括机械设计概述、设计要求和设计步骤，引导学生理解机械设计的基本流程和方法。

教材章节：第一章 机械设计概述2. 机械零件受力分析：介绍力学基础知识，重点讲解受力分析的方法及其在机械设计中的应用。

教材章节：第二章 机械零件受力分析3. 常用机械传动装置：讲解齿轮传动、链传动、带传动等常用机械传动装置的工作原理、性能及其在设计中的应用。

教材章节：第三章 常用机械传动装置4. 机械设计CAD软件应用：介绍CAD软件的基本操作，教授学生如何运用CAD软件进行简单机械零件设计和绘制。

教材章节：第四章 机械设计CAD软件应用5. 机械设计实例分析：分析典型机械设计实例，使学生了解实际设计过程中的要点和注意事项。