机械设计皮带计算题

(1)设计功率d p （kw ）d p = A K P（5-23）A K —工况系数，载荷变动小，每天工作大于16小时，轻载启动，取A K =1.2;P — 传递的功率，P =3.0KWd p = A K P =1.2 0.3⨯ =3.6KW(2)根据d p 和转速1n 选取普通V 带查机械设计 (孙志礼主编)图3-12,选A 型V 带。

[32] (3)传动比i由于采用变频器控制转速，且考虑到立轴尺寸，传动比可定为i = 0.9 。

(4)带轮基准直径查机械设计（孙志礼主编）表3-6,取d d =75 mm ，a d =80.5mm 。

(5)带速V （m/s ）1000601⨯=n d V d π（5-24）代入数据，得V =13.74 m/s< m ax V （普通V 带m ax V =25~30 m/s ） (6)初定轴间距,取 0a =600mm 。

(7)所需带的基准长度0d L (mm)d L = 2a +()()2421221a d d d dd d d d -++π（5-25）此时，mm d d d d 7521==最后代入数据,计算得0d L =1435.5mm查机械设计（孙志礼主编）表3-3,取标准值d L =1400mm 。

(8)实际轴间距a a ≈0a +20dd L L - ,代入数据,得a =617.75mm,取整得a=618mm 。

(9)带轮包角α( °) α = 180°(10)单根V 带的基本额定功率1P (kw) 由传动设计手册查得：带轮基准直径d d =75mm,带轮转速1n = 3000 r/min=366.52 rad/s 时,A 型V 带单根基本额定功率为: 0P =1.07 kw(11)单根V 带的基本额定功率增量0P ∆ 单根V 带的基本额定功率增量P ∆ =)11(1iw K n K -kW（5-26）K w — 弯曲影响系数，A 型V 带：K w =1.03×10-3K i — 传动比系数，i=1.00~1.04时，K i =1.00 带入如上数据，计算得：0P ∆= 0 kw (12)V 带的根数z()LdK K P P P z α00∆+=（5-27）αK —小带轮包角修正系数，查表得αK =1 ； L K —带长修正系数，查表得L K =0.96 ；代入数据，得z =3.50，考虑到污泥的性质变化会影响载荷的波动及离心机转子较大的转动惯量，为安全起见，并取整，令z =4 。

皮带机功率校核1. 原始参数及物料特性：以混16皮带机为例，输送能力按照一混混合机最大生产能力h t Q /560=；粒度2-5mm ，密度3/2000m kg =ρ；安息角︒=35α；机长80m L h =；高差m H 0=。

2. 现场设备参数：带宽mm B 1200=，带速s m v /6.1=，上托辊间距m a 2.10=，下托辊间距m a u 3=，上托辊槽角︒=35λ，下托辊槽角︒0，上下托辊辊径108mm ，导料槽长2.7m 。

3. 驱动力与所需传动功率计算： （1） 圆周驱动力21)]2([S S g G G B RU RO F F H q q q q q CfLg Fu ++++++= )132(-由表2-29查得系数53.1=C由表2-30查得03.0=f （多尘、吸潮）由表2-42查得上托辊Φ108，mm L 455=，轴承4G205。

由表2-72得单个上辊转动部分质量kg q RO 77.4='。

)/(925.112.177.43m kg a q n q u RORO =⨯='=由表2-50查得下托辊Φ108，mm L 1400=，轴承4G205。

由表2-70得单个下辊转动部分质量kg q Ru 03.10='。

343.3303.101=⨯='=u RuRu a q n q )/(m kg 计算B q 。

输送带NN-200， Z=8层。

查表1-6，NN-150输送带的每层质量2/15.1m kg ，上胶厚mm 5.7=δ，下胶厚mm 5.1=δ。

每毫米厚胶料质量2/19.1m kg 。

892.232.1]19.1)5.15.7(15.18[=⨯⨯++⨯=B q )/(m kg计算G q 。

由公式（2-14）得22.976.16.35606.3=⨯===v Q v I q v G ρ )/(m kg 计算1S F 。

无前倾0=εF由表2-32得导料槽阻力193.1296.16.356073.06.17.281.92200071.06.0222212221=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==b v glI F v g ρμ N 式中6.02=μ，m l 7.2=，m b 73.01=071.022006.35606.3=⨯==ρQ Iv s m /3 193.129193.129011S =+=+=g F F F ε N计算S2F 。

机械优化设计题目1、一直园杆，用锻铝制造，其强度极限δB=490Mpa，屈服极限δS=380Mpa，杆的直径d=25mm，承受轴向载荷P=45000N，弯矩M=17.5N.m，扭矩T=46.1N.m。

试用第三强度、第四强度理论计算杆的安全系数的最大值。

2、某一设备中的非变位普通圆柱蜗杆传动，蜗杆由电动机驱动，n1=1440r/min，传动比i=21。

由于结构限制，应使蜗杆传动的中心距a≤200mm。

蜗杆用45号钢淬火(HRC>45)，蜗轮采用ZQ19-4砂模铸造，滚刀加工，Z2<80。

折合一班制工作，使用寿命7年，单向传动，工作稳定。

试按传递最大功率的要求确定主要参数。

3、某一设备中的非变位普通圆柱蜗杆传动，蜗杆由电动机驱动，n1=1440r/min，传动比i=21。

由于结构限制，应使蜗杆传动的中心距a≤200mm。

蜗杆用45号钢淬火(HRC>45)，蜗轮采用ZQ19-4砂模铸造，滚刀加工，Z2<80。

折合一班制工作，使用寿命7年，单向传动，工作稳定。

试按具有最大啮合效率的要求确定主要参数。

4、设计一压缩圆柱螺旋弹簧，要求其质量最小。

最大工作载荷P max=450(N)，最小工作载荷P min=200(N)，弹簧工作行程要求不少于10(mm)，弹簧材料为65Mn，III类载荷弹簧，弹簧端部结构为YIII型，疲劳强度设计安全系数S F=1.2。

(三维14约束)5、已知直齿圆柱齿轮传动的参数如下：法面压力角αn=20º，法面齿顶高系数h an*=1.0，法面径向间隙系数c n*=0.25，齿数Z1=50，Z2=80，许用齿顶厚系数[S a*]=0.25，重合度许用值[ε]=1.2，节点进入双齿啮合区深度系数δ=0.6，求该齿轮副的最优法面变位系数X n1、X n2的和。

(参考机械原理课本，二维七个不等式一个等式约束)6、一受静载荷圆柱螺旋压缩弹簧，已知工作压力F=700N，弹簧材料选用50C r V A，其密度ρ=7.8g/cm3，切变模量G=8.1Χ10-4Mpa，许用剪应力[τ]=444Mpa，设弹簧中径为D，弹簧丝直径为d，弹簧总圈数为n，有效圈数为n1(n1=n-n2，n2为弹簧支承圈数)，要求最大变形量10mm，压并高度不大于50mm，弹簧内径不小于16mm，以重量最轻为目标函数优化设计该弹簧。

第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。

A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。

A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。

A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。

A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。

A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。

A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。

A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。

A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。

A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。

A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。

A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。

A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。

A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。

A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。

A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。

A.小于40°B.等于40°C.大于 40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。

A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。

A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。

第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。

A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。

A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。

A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。

A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。

A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。

A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。

A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。

A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。

A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。

A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。

A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。

A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。

A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。

A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。

A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。

A.小于40°B.等于40°C.大于40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。

A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。

A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。

机械设计试题库袁祖强倪受东一、填空题1．带传动最大有效拉力随初拉力的增大而，随包角的增大而，随摩擦系数的增大而。

当传递功率一定时，随带速的增加而。

2．标准D型V带传动，初拉应力ζ0=F0 /A =1.2MPa(A=476mm2)，传递园周力800N时，若不计离心力影响，则工作时紧边拉力F1= N，松边拉力F2 = N。

3．与带传动相比，链传动的承载能力，传动效率，作用在轴上的径向压力。

4．在滚子链的结构中，内链板与套筒两端采用配合，滚子与套筒间，套筒与销轴之间采用配合。

5．一般单向回转的转轴，考虑到启动、停机及运动中的不均匀性，一般将扭转剪应力视为循环变应力。

6．图示为一转轴上的合成弯矩图和（αT）图，则I-I面左端面上最大计算弯矩•m．普通螺栓联接，其主要破坏形式是。

8．普通螺栓联接，其设计准则是。

9．紧螺栓联接，受轴向载荷后，螺栓受的总拉力Q= 。

10．紧螺栓联接作强度计算时，将总拉力Q增加30%是考虑。

11．平键联接，键的常用材料为。

12．键的剖面尺寸b×h常按来查标准选定。

13．向心动压滑动轴承的承载能力随l/d（长径比）增加而。

14．蜗杆直径d1=qm式中q称为。

15．齿形系数y Fa与齿数的关系是。

16．在齿轮计算模数的公式中，Y Fa1/[ζ]F1 与Y Fa2/[ζ]F2，选两者中代入公式计算。

17．向心球轴承，当其转速一定时其当量动载荷Pr增加一倍，轴承的寿命是原来的倍。

18．在蜗杆传动中，蜗杆线数越少，则传动效率越。

19．一用45钢制造的零件，工作时受静拉力，危险截面处的最大应力ζ=200Mpa，许用应力[ζ]=250 Mpa，许用安全系数[s]б=1.28，则该材料的屈服点бs= Mpa。

20．45钢的持久疲劳极限ζ-1=270 Mpa，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5*106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为Mpa。

21．圆柱螺旋弹簧的旋绕比C是之比值。

第九章9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别？对传动有何影响？影响打滑的因素有哪些？如何避免打滑？解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。

打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。

由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。

影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。

避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。

9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响？ 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。

1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120）12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。

9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系？解：ec 01F =2F F 1f e f e e αα-≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。

9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。

解：1.计算功率ca P查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ⨯= 2.选择带的截型根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。

3.确定带轮的基准直径12D D 和参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=⨯⨯-=。

查表取标准值2315D mm =。

12 3.15i =满足条件。

4．验算带的速度v111001440/7.54/601000601000D n v m s m s ππ⨯⨯===⨯⨯带速介于5~25m/s 之间，合适。

一. 已知V 带传动中，最大传递功率P =8kW ，带的速度v =10m/s ，若紧边拉力F 1为松边拉力F 2的2倍，此时小带轮上包角?1=120?，求：（1）有效拉力F e ；（2）紧边拉力F 1；（3）当量摩擦系数f ˊ。

解:有效拉力F e =1000P /v =1000×8/10=800 N (2分)又知:F 1-F 2= F e ,F 1=2F 2则紧边拉力 F 1=2 F e =1600 N (2分)根据欧拉公式得当量摩擦系数f ?=ln(F 1/F 2)/α=ln2/(3.14×120/180)=0.693/2.0933=0.331 (2分)二.（正确在括号内写“T ”，错误在括号内写“F ”）1．双螺母防松结构中，如两螺母厚度不同，应先安装薄螺母，后安装厚螺母。

（T ）2．滚动轴承的轴向系数Y 值越大，其承受轴向能力越大。

（ F ）3．减速器的齿轮和滚动轴承可以采用不同的润滑剂。

（T ）4．设计蜗杆传动时，为了提高传动效率，可以增加蜗杆的头数。

（ T ）5．失效就是零件断裂了。

（F ）6．十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件，因此属于刚性联轴器。

（F ）7．两摩擦表面的粗糙度值越小，则越容易实现液体动力润滑。

（T ）8．在计算转轴的强度时，安全系数法比当量弯矩法更精确。

（T ）fe F F α=219．相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等，旋向相反。

（ F）10．闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。

（ F ）11．由于链传动不需要张紧力，故作用在轴上的载荷较小。

（T ）12．正是由于过载时产生“弹性滑动”，故带传动对传动系统具有保护作用。

（ F ）13．楔键只能用于单向传动，双向传动时，必须采用两个楔键。

（ F）14．性能等级为6.6级的螺栓，其屈服点s＝600MPa。

（ F ）15．机械零件的计算分为设计计算和校核计算，两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。

《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F o=25OO 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F i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__ 0 _________ 、__________ 、 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。

&在V带传动中，选取小带轮直径D1 > D llim。

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Pea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 f。

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______；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1+ b1+c ,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。

皮带长度怎么计算公式皮带长度的计算是工程和机械设计中常见的问题，正确的计算可以确保皮带的合适长度和正确的工作。

在实际的工程应用中，皮带长度的计算需要考虑到许多因素，包括皮带的类型、传动的方式、轮齿的尺寸等等。

本文将介绍皮带长度的计算公式和一些实际应用的例子。

皮带长度的计算公式取决于传动的方式，常见的传动方式包括平动传动和链传动。

在平动传动中，皮带长度的计算公式为：L = 2C + (π/2)(D1 + D2) + [(D2 D1)^2 / 4C]其中，L为皮带长度，C为两个轮齿中心的距离，D1和D2分别为两个轮齿的直径。

在链传动中，皮带长度的计算公式为：L = 2C + (π/2)(D1 + D2) + [(D2 D1)^2 / 4C] + (n 1)(D2 + D1) / 2 + (n 1)^2π / 4C。

其中，n为链条的数量。

以上的公式只是一般情况下的计算公式，实际应用中可能需要考虑到更多的因素。

例如，在皮带长度的计算中，需要考虑到皮带的张紧和松弛，以及传动中的摩擦损失等因素。

因此，在实际应用中，可能需要对以上的公式进行修正和调整。

下面我们来看一个具体的例子。

假设有一个平动传动系统，两个轮齿的直径分别为200mm和400mm，两个轮齿中心的距离为600mm。

我们可以使用上面的公式来计算皮带的长度：L = 2600 + (π/2)(200 + 400) + [(400 200)^2 / 4600]= 1200 + 300π + 100。

≈ 2200mm。

通过以上的计算，我们可以得到皮带的长度约为2200mm。

在实际应用中，我们可能还需要考虑到皮带的张紧和松弛，以及传动中的摩擦损失等因素，从而对皮带长度进行进一步的调整。

在工程和机械设计中，正确的皮带长度计算对于传动系统的正常运行和寿命有着重要的影响。

因此，工程师和设计师需要充分了解皮带长度的计算方法，并在实际应用中进行正确的计算和调整。

同时，对于特殊情况下的皮带长度计算，可能需要进行进一步的研究和实验，以确保传动系统的正常运行和安全性。