机械设计第八章-带传动-思考题-答案(完整资料).doc

第8章带传动8.1 带传动的主要类型有哪些？各有何特点？试分析摩擦带传动的工作原理。

答：按传动原理的不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮型带传动。

前者是依靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动；后者是依靠带内侧凸点与带轮外像上的齿槽相啮合实现传功。

摩擦带传动是由主动轮、从动轮、紧套在两轮上的传功带及机架组成的，当原动机驱动主功轮转动时，由于带与带轮间摩擦力的作用，使从动轮一起转动，从而实现运动和动力的传递。

8.2 什么是有效拉力？什么是初拉力？它们之间有何关系？答：当传动带静止时，带两边承受相等的拉力，此力称为初拉力F0。

当传动带传动时，带两边的拉力不再相等。

紧边拉力为F1，松边拉力为F2。

带两边的拉力之差称为带传动的有效拉力F 。

设环形带的总长度不变，可推出F0 12 F1 F28.3 小带轮包角对带传动有何影响？为什么只给出小带轮包角 1的公式？答： 1角增大说明了整个接触弧上的摩擦力的总和增加，从而提高传动能力。

由于大带轮的包角 2大于小带轮的包角 1，打滑首先发在小带轮，因此，只要考虑小带轮的包角1值。

8.4 带传动工作时，带截面上产生哪些应力？应力沿带全长是如何分布的？最大应力在何处？答：带传动时，带中的应力有三个：（1）由拉力产生的拉应力，带全长上分布的，紧边上为 1、松边上为 2、 1> 2。

（2）由离心力产生和离心拉应力 c，作用于带的全长的。

（3）带绕过带轮时发生弯曲，产生的弯曲后应力 b，发生在带上包角所对的圆孤部分，b1 b2。

最大应力发生在带左紧边进入小带轮处。

8.5 带传动的弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们对传动有何影响？是否可以避免？答：弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。

打滑是指过载引起的全面滑动，是可以避免的。

而弹性滑动是由拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会发生弹性滑动，是一种不可避免的物理现象。

8.6 一般来说，带传动的打滑多发生在大带轮上还是小带轮上，为什么？答：因为 1 2，故打滑总是先发生在小轮上。

机械设计第八章习题答案8-1 V带传动的n1= 1450 r/min ，带与带轮的当量摩擦系数f v= 0.51 ，包角α1= 180°，初拉力F0= 360 N 。

试问：（ 1 ）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（ 2 ）若d d1= 100 mm ，其传递的最大转矩为多少？（ 3 ）若传动效率为0.95 ，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少？解：（1 ）由p148式8-7得F ec= 2 F01− 1e f v α1 1+ 1e f v α1= 2 ×360 ×1− 1e0.51 π1+ 1e0.51 π= 478.4 N（2 ）T = F ec d d12= 478.4 ×100 × 10− 32= 23.92 N·m（3 ）由从动轮输出功率P = P主·η，其中P主=F ec V1000，故P = F ec V1000·η= F ec n1π d d11000 ×60 ×1000·η= 478.4 ×1450 ×3.14 ×1001000 ×60 ×1000×0.95 = 3.45 kW8-2 V带传动传递功率P = 7.5 kW ，带速v = 10 m/s ，紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1= 2 F2，试求紧边拉力F1、有效拉力F e和初拉力F0。

解：∵P = F e v1000∴F e= 1000 Pv = 1000 ×7.510= 750 N∵F e= F1－F2且F1= 2 F2∴F1= 2 F e= 2 ×750 = 1500 N∵F1= F0+ F e2∴F0= F1－F e2= 1500 －7502= 1125 N8-4 有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动，电动机功率P = 7 kW ，转速n1= 960r/min ，减速器输入轴的转速n2= 330 r/min ，允许误差为±5% ，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。

8-1解：依题意该转子的离心力大小为该转子本身的重量为则，即该转子的离心力是其本身重量的倍。

8-2答：方法如下：（ 1）将转子放在静平衡架上，待其静止，这时不平衡转子的质心必接近于过轴心的垂线下方；（ 2）将转子顺时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。

静止后，在转子上画过轴心的铅垂线1；（ 3）将转子逆时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。

静止后画过轴心的铅垂线2；（ 4）做线1和2的角平分线，重心就在这条直线上。

8-3答：（ 1）两种振动产生的原因分析：主轴周期性速度波动是由于受到周期性外力，使输入功和输出功之差形成周期性动能的增减，从而使主轴呈现周期性速度波动，这种波动在运动副中产生变化的附加作用力，使得机座产生振动。

而回转体不平衡产生的振动是由于回转体上的偏心质量，在回转时产生方向不断变化的离心力所产生的。

（2）从理论上来说，这两种振动都可以消除。

对于周期性速度波动，只要使输入功和输出功时时相等，就能保证机械运转的不均匀系数为零，彻底消除速度波动，从而彻底消除这种机座振动。

对于回转体不平衡使机座产生的振动，只要满足静或动平衡原理，也可以消除的。

（3）从实践上说，周期性速度波动使机座产生的振动是不能彻底消除的。

因为实际中不可能使输入功和输出功时时相等，同时如果用飞轮也只能减小速度波动，而不能彻底消除速度波动。

因此这种振动只能减小而不能彻底消除。

对于回转体不平衡产生的振动在实践上是可以消除的。

对于轴向尺寸很小的转子，用静平衡原理，在静平衡机上实验，增加或减去平衡质量，最后保证所有偏心质量的离心力矢量和为零即可。

对于轴向尺寸较大的转子，用动平衡原理，在动平衡机上，用双面平衡法，保证两个平衡基面上所有偏心质量的离心力食量和为零即可。

8-4图 8 . 7解：已知的不平衡质径积为。

设方向的质径积为，方向的质径积为，它们的方向沿着各自的向径指向圆外。

用作图法求解，取，作图 8 . 7 所示。

《带传动》课堂练习题一、填空题1、普通V带传动中，已知预紧力F0=2500 N，传递圆周力为800 N，若不计带的离心力，则工作时的紧边拉力F1为2900 ，松边拉力F2为2100 。

2、当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到最大，而带传动的最大有效拉力决定于F0、α、 f 三个因素。

3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度，并具有一定的寿命。

4、在同样条件下，V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多，原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。

5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。

6、皮带传动中，带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处；皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。

7、皮带传动中，预紧力F0过小，则带与带轮间的摩擦力减小，皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。

8、在V带传动中，选取小带轮直径D1≥D1lim。

的主要目的是防止带的弯曲应力过大。

9、在设计V带传动时，V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。

10、带传动中，打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动，多发生在小带轮上。

刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为F1=F2e fα。

11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的，可引起速度损失，传动效率下降、带磨损等后果，可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。

12、带传动设计中，应使小带轮直径d≥d rnin，这是因为直径越小，带的弯曲应力越大；应使传动比i ≤7，这是因为中心距一定时传动比越大，小带轮的包角越小，将降低带的传动性能。

13、带传动中，带上受的三种应力是拉应力，弯曲应力和离心应力。

最大应力等于σ1+σb1+σc ，它发生在紧边开始绕上小带轮处处，若带的许用应力小于它，将导致带的疲劳失效。

14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级，否则容易产生打滑。

二、选择题1、带传动正常工作时，紧边拉力F1和松边拉力F2满足关系 B2、带传动中，选择V带的型号是根据 C 。

第11章带传动【思考题】11-1 带传动主要类型有哪些？各有什么特点？11-2 影响带传动工作能力的因素有哪些？11-3 带传动的主要失效形式是什么？设计中怎样考虑？11-4 为什么带传动通常布置在机器的高速级？带速为什么不宜太高也不宜太低？11-5 带传动在什么情况下才会发生打滑？打滑通常发生在大带轮上还是小带轮上？刚开始打滑前，紧边拉力与松边拉力有什么关系？11-6 带传动中带为何要张紧？如何张紧？11-7 为何V带轮的轮槽角要小于400？为什么带轮的基准直径越小，轮槽槽角就越小？11-8 试分析带传动中参数1、D1、i和a的大小对带传动的影响.A级能力训练题1.带传动标记：2-带B1250 GB11544-89表示 .2.设计V带传动的传动比i，一般可取 .（1）≤3～5 （2）≤7～10 （3）≤12～15 （4）≤18～203.带传动主要是依靠来传递运动和功率的 .（1）带的初拉力（3）带和两轮接触面之间的摩擦力（2）带的紧边拉力（4）带和两轮接触面之间的正压力4.在其他条件相同的情况下，V带与平型带传动相比较，可以传递更大的功率，是因为 .（1）V带没有接头，强度高（3）V带的挠性良好并与带轮紧密结合（2）V带的质量轻，离心力小（4）V带与轮槽工作面之间是楔面摩擦5.标准V带传动的带速，不宜超过 m/s.带传动，中心距一般不应大于两带轮直径之和的 .带传动的中心距过大时，会导致 .（1）15，0.8倍，很大的噪音（2）25，2倍，带在工作时颤动（3）35，1.5倍，带的寿命短（4）35，1倍，带的弹性滑动加剧6. 设计带传动时，中心距一定的小带轮上的包角大小取决于______.带的长度取决于______.（1）小带轮的直径 （2）大、小带轮的直径（3）大、小带轮的直径之差 （4）传动比7. 下列普通V 带中，以______型带的截面尺寸最小.选择V 带的型号是根据______.（1）A 型，计算功率和转速 （2）B 型，小带轮直径（3）C 型，传递功率 （4）D 型，小带轮转速8. 带在工作时产生弹性滑动，是由于 .这也是带传动不能保证准确传动比的原因.（1）带不是绝对挠性体 （2）带的紧边与松边拉力不等（3）带的预紧力不够 （4）带与带轮间的摩擦力不够9. 带传动中，若主动轮圆周速度为1v ，从动轮圆周速度为2v ，带的线速度为v ，则 .（1）21v v v >> （2）21v v v => （3）21v v v >= （4）21v v v ==10. 带传动工作时，若开始产生打滑现象，是 .（1）沿小带轮上先发生 （2）沿大带轮上先发生（3）沿两带轮上同时发生 （3）不确定11. 设计中，选取小带轮基准尺寸的依据是 .限制小带轮的最小直径的目的是 .（1）带的型号，限制弯曲应力 （2）带速度，限制弯曲应力（3）传动比，限制小带轮的包角 （4）高速轴的转速，使结构紧凑12. 工作条件与型号一定的V 带，其寿命随小带轮直径的增大而 .（1）降低 （2）增高 （3）无影响13. 帘布结构的V 带和绳线结构的V 带相比较，其优点是 .（1）耐磨损，寿命长 （2）抗弯强度高，可用于较小的带轮上（3）价格便宜 （4）抗拉强度高，传递载荷大14. 带传动中，采用张紧装置的目的是______.（1）提高带的寿命 （2）调节带的预紧力 （3）减轻带的弹性滑动15. 平型带的带轮表面稍呈微弧隆起，这是为了 .（1）减轻带的磨损 （2）安装带较方便（3）减轻带的滑动 （4）防止带从轮上脱落B 级能力训练题16. 设计带传动的基本原则：在一定工作周期内，保证不发生 .（1）带与带轮的磨损 （2）带在带轮上的打滑 （3）带的拉伸疲劳17. 普通V 带带轮的槽形角ϕ随带轮直径的减小而 .设计时，使V 带两侧面间的夹角vϕ大于轮槽楔角ϕ，是考虑 .（1）减小，带工作后的磨损 （2）增大，使V 带在轮槽内楔紧（3）不变，带沿带轮弯曲变形后，两侧面间的夹角减小18.在同一带传动中，若小带轮上的包角为α1，大带轮上为α2，通常______.若带传动的中心距与小带轮的直径一定时，增大传动比，则α1______.（1）α1=α2，不变（2）α1＞α2，增大（3）α1＜α2，减小19.设由疲劳强度决定的带的许用拉应力为[σ]，带内的初应力σ0，紧边拉应力σ1、松边拉应力σ2、在小带轮上的弯曲应力σb1、在大带轮上的弯曲应力σb2、离心应力σc，则从带的拉伸疲劳强度出发，应有______.（1）σ1≤[σ]- σ2-σb1-σ c （2）σ1≤[σ]- σ0-σ2-σb1-σb2-σc（3）σ1≤[σ]-σb1-σ c （4）σ1≤[σ]- σ0-σb1-σb2-σc20.带传动的圆周速度v>5m/s是有利于提高，而v<25m/s是为 .（1）承载能力（2）工作平稳性（3）传动准确性（4）减小弯曲应力（5）减少离心拉应力21.一定型号V带内弯曲应力的大小，与成反比关系.若小带轮直径D1保持一定，而增大其传动比i，则带绕在大带轮上的弯曲应力σb .（1）所绕过带轮的直径，减小（2）传动比，不确定（3）所绕过带轮上的包角，增大（4）直径的平方成反比，不变22.为了保证和检验带传动的初拉力，可在安装后测量带在跨距中点加上一定荷重G后 .对新带，所取初拉力应按规定值 .（1）所产生的挠度，增大50% （2）增大的包角，减小20%（3）发生的偏转角，增大80% （4）增大的应力，增大2023.设计D型V带传动时，取小带轮直径D1=400mm，发现带速已超过极限值，这时较合理的设计的办法是 .（1）降低原动机的转速（2）换用适用于高速的窄V带（3）减小带轮的直径24.带传动的主动轮直径D1＝180mm，转速n1=900r/min，从动轮要求的转速n1=252r/min，若滑动率ε=2%，则从动轮直径应取 .（1）630mm （2）635mm （3）640mm （4）645mm25.设计V带传动时，对合成纤维线绳结构的V带，应取其材质系数 .（1）1<q K（2）1≤q K（3）1=q K（4）1>q KC级拓展训练题26.标准V带的型号选定，取决于 .（1）传递的功率（2）带的圆周力（3）带的线速度（4）高速轴的扭矩27.带传动中，带每转过一周，带中拉应力要变化 .若有一个张紧轮时，带每转过一周，带中拉应力则变化 .（1）2次（2）4次（3）6次（4）8次28.一定型号的标准V带传动，当带速增大一倍时，带内的离心应力随之增大了 .（1）1倍（2）2倍（3）3倍（4）4倍29.带和带轮材料组合的摩擦系数与初拉力一定时，，则带传动不打滑时的最大有效拉力也愈大.若传动的几何参数保持不变，仅把带速v提高到原来的两倍，则V带所能传递的功率将原来的两倍.（1）带轮愈宽，大于或等于（2）小带轮包角α1愈大，低于（3）带速愈低，等于（4）大带轮包角α2愈大，大于30.某工作机械用转速为720r/min的三相异步发动机，通过一增速V带传动来驱动，采用B型带，小带轮直径为125mm，大带轮直径为250mm，现在需使工作机械的转速提高10%，较合理的措施是 .（1）增大主动轮直径（2）减小从动轮直径（3）换用电动机。

第八章 带传动8-1：V 带传动的min 14501r n =，带与带轮的当量摩擦系数51.0=v f ，包角︒=α1801，初拉力N 3600=F 。

试问：（1）该传动所能传递的最大有效拉力为多少？（2）若mm 100d d1=，其传递的最大转矩为多少？（3）若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出效率为多少？[解] ()N 4.4781111360211112151.01151.00=+-⨯⨯=+-=ππααeeee F F v vf f ec()mm N 92.232101004.4782d 2-3d1⋅=⨯⨯==ecF T()kW45.395.0100060100010014.314504.4781000601000d 10003d11=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∙⨯⨯=∙=ηn F ηνF Pec ec π8-2 V 带传动传递效率7.5kW =P ，带速s m 10=ν，紧边拉力是松边拉力的两倍，即21F F =，试求紧边拉力1F 、有效拉力e F 和初拉力0F 。

[解] 1000νF P e =N 750105.710001000=⨯==∴νP F e21212F F F F F e =-=且 1500N 750221=⨯==∴e F F 201e F F F +=1125N27501500210=-=-=∴eF F F 8-38—3解法二：8-4 有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V 带传动，电动机功率P=7kW ，转速min 9601r n =，减速器输入轴的转速min 3302r n =，允许误差为%5±，运输装置工作时有轻度冲击，两班制工作，试设计此带传动。

[解] （1）确定计算功率ca P由表8-7查得工作情况系数2.1A =K ，故 4k W .872.1A ca =⨯==P K P （2）选择V 带的带型根据ca P 、1n ，由图8-11选用B 型。