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第八章1．试述松键联接的常用类型和工作特点。
松键联接有平键、半圆键和花键联接。
工作特点：以键的两个侧面为工作面，键与键槽的侧面需要紧密配合，键的顶面与轴上键联接零件间留有一定的间隙。
松键联接时轴与轴上零件的对中性好，尤其在高速精密传动中应用较多。
松键联接不能承受轴向力，轴上零件需要轴向固定时，应采用其他固定方法。
2．螺旋传动紧键联接有哪几种类型？紧键联接有楔键和切向键两种类型3．销有哪些种类？销联接有哪些应用特点？（1）定位销：主要用于零件间位置定位，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。
（2）联接销：主要用于零件间的联接或锁定，可传递不大的载荷。
（3）安全销：主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。
4．螺纹的联接有哪几种类型？螺栓联接；双头螺柱联接；螺钉联接；紧定螺钉联接；5．螺栓联接为什么要防松？常用的防松方法有哪些？在冲击、振动、变载或高温时，螺纹副间摩擦力可能会减小，从而导致螺纹联接松动，这时需要防松。
防止螺纹副在受载时发生相对转动。
方法：（1）双螺母防松；（2）弹簧垫圈防松；（3）串联金属丝和开口螺母防松；（4）止动垫圈防松；（5）焊接和冲点防松。
6．说明螺纹的类型，试述它们的特点。
螺纹的类型有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等几种，三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。
7．液压缸的普通螺栓连接，布置有10个螺栓，材料为45钢。
气缸内径D = 160 mm，油P = 4MPa，安装时要控制预紧力，试确定螺杆的直径。
8．已知轴径d = 108 mm，轮毂长165 mm，轴和毂的材料均为碳钢。
如为静联接且许用挤压应力均为［ p］=100 MPa，试比较用标准普通平键和用标准矩形花键时，两种联接所能传递的转矩。
（超出教材范围，没有讲花键的计算）9．一普通螺栓，已知：大径d = 20 mm，中径d2= 18.376 mm，小径d1= 17.294 mm，螺距P = 2.5 mm，螺纹线数n = 2，牙型角60α=︒，螺纹副的摩擦系数f = 0.14。
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。
第八章练习题1. 单项选择1-1 装配系统图表示了（）。
①装配过程②装配系统组成③装配系统布局④机器装配结构1-2 一个部件可以有（）基准零件。
①一个②两个③三个1-3 汽车、拖拉机装配中广泛采用（④多个）。
①完全互换法②大数互换法③分组选配法④修配法1-4 高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（①完全互换法②大数互换法③分组选配法）。
④修配法1-5 机床主轴装配常采用（）。
①完全互换法②大数互换法③修配法④调节法1-6 装配尺寸链组成的最短路线原则又称（）原则。
①尺寸链封闭②大数互换③一件一环④平均尺寸最小1-7 修选配法通常按（）确定零件公差。
①经济加工精度②零件加工可能达到的最高精度③封闭环④组成环平均精度1-8 装配的组织形式主要取决于（）。
①产品重量②产品质量③产品成本④生产规模1-9 牛头刨床总装时，自刨工作台面，以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。
这属于（）。
①选配法②修配法③调节法④试凑法1-10 据统计，机器装配费用约占机器总成本的（）。
① 1/10~1/5 ② 1/5~1/3 ③ 1/3~1/2 ④ 1/2~2/32. 多项选择2-1 机器由（）装配而成。
①零件②组件③部件④标准件）等。
2-2 机械装配的基本作业包括清洗、连接、调整、（①检测②平衡③加工④修配2-3 常见的可拆卸连接有、和（）等。
①螺纹连接②铆钉连接③销连接④键连接2-4 常用的机械装配方法有（）和修配法等。
①完全互换法②大数互换法③调整法④选配法2-5 机械产品的装配精度一般包括（）。
①相互位置精度②相互配合精度③相互运动精度④工作稳定性2-6 在确定各待定组成环公差大小时，可选用（）。
①等公差法②等精度法③随机分配法④按实际加工可能性分配法2-7 协调环通常选（）的尺寸。
①尺寸链中最小②尺寸链中最小③易于制造④可用通用量具测量2-8 分组选配法进行装配时适用于（）的情况。
①大批量生产②配合精度要求很高③参与装配零件本身精度很高④参与装配零件数较少2-9自动装配条件下对零、部件结构工艺性的要求包括（）等。
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。
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。
《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。
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 d
1
= 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− 1
e f v α1 1+ 1
e f v α1
= 2 ×360 ×1− 1
e0.51 π1+ 1
e0.51 π
= 478.4 N
（2 ）T = F ec d d1
2= 478.4 ×100 × 10− 3
2
= 23.92 N·m
（3 ）由从动轮输出功率P = P
主·η，其中P
主
=
F ec V
1000
，故
P = F ec V
1000·η= F ec n1π d d1
1000 ×60 ×1000
·η
= 478.4 ×1450 ×3.14 ×100
1000 ×60 ×1000
×0.95 = 3.45 kW
8-2 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 v
1000
∴F e= 1000 P
v = 1000 ×7.5
10
= 750 N
∵F e= F1－F2且F1= 2 F2∴F1= 2 F e= 2 ×750 = 1500 N
∵F1= F0+ F e
2
∴F0= F1－F e
2= 1500 －750
2
= 1125 N
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 = 7 kW ，转速n1= 960
r/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。
解：（1 ）确定计算功率P ca
由表8-8查得工作情况系数K A= 1.2 （带式输送机，两班制，10 ∼ 16 h ）
P ca= K A P = 1.2 ×7 = 8.4 kW
（2 ）选择V带的带型
根据P ca、n1，由图8-11选用B型。
（3 ）确定带轮的基准直径d d，并验算带速v
○1由表8-7和8-9 ，取主动轮基准直径d d1= 160 mm
○2验算带速v
v = π d d1n1
60 ×1000= π ×160 ×960
60 ×1000
= 8.04 m/s
∵5 m/s ＜v ＜25 m/s
∴带速合适
○3计算从动轮的基准直径
由8-15a ，计算大带轮的基准直径
d d
2= d d1 n1
n2
= 160 ×960
330
= 465.45 mm
由表8-9 ，取标准值为d d
2
= 500 mm/450 mm 那么，
若d d
2= 450 mm ，则n2′= n1 d d1
d d2
= 960 ×160
450
= 341.33 mm ，
这时，n2′与n2的误差为341.33 － 330
330
= 3.43%
若d d
2= 500 mm ，则n2′= n1 d d1
d d2
= 960 ×160
500
= 307.2 mm ，这
时，n2′与n2的误差为307.2−330
330
= -6.9% ，不符合要求。
因而d d
2
= 450 mm 。
（4 ）确定V带的中心距a和基准长度L d
○1由式8-20得0.7（d d1+ d d2）≤a0≤2
（d d
1+ d d
2
），即：0.7 ×（160 + 450 ）≤a0≤2
（160 + 450 ），即427 ≤a0≤1220 ，初定中心距a0= 800 mm 。
○2计算带所需的基准长度L d
L d
= 2 a0+ π
2
（d d
1
+ d d
2
）+ ( d d1－d d2 )
2
4 a0
= 2 ×800 + π
2
×（160 + 450 ）+ ( 450 −160 )2
4 ×800
≈2584.47 mm
由表8-2选带的基准长度L d= 2500 mm
○3实际中心距a
a ≈a0+ L d − L d0
2
= 800 + 2500 −2584.47
2
= 757.765 mm 取a = 760 mm
由
a min= a – 0.015L d= 760 ﹣0.015 ×2500 = 722.5 mm a max= a + 0.03L d= 760 + 0.03 ×2500 = 835 mm
中心距的变化范围为723 ~835 mm 。
（5 ）验算小带轮上的包角α1
α1= 180°﹣（d d
1﹣ d d
2
）57.3°
a
= 180°﹣（450 ﹣160 ）×57.3°
760
≈158.14°≥120°
故包角合适。
（6 ）计算带的根数z
○1计算单根V带的额定功率P r
由d d
1
= 160 mm和n1= 960 r/min ，查表8-4得P0≈2.66 kW
根据n1= 960 r/min ，i = 960
330
=2.9和B型带，查表8-5得∆P0= 0.3 Kw ，由α1= 158.14°查表8-2得kα= 0.942 。
由B型带，L d= 2500 mm ，由表8-2得k L= 1.03 ，于是
P r= （P0+ ∆P0）kαk L
= （2.66 + 0.3 ）×0.942 ×1.03
= 2.87 Kw
○2计算V带的根数z
z = P ca
P r = 8.4
2.87
= 2.93
取3根
（7 ）计算单根V带的初拉力的最小值F0
由表8-3得B型带的单位长度质量q = 0.17 kg/m ，所以
F0= 500( 2.5− kα) P ca
+ q v2
kα z v
+ 0.17 ×8.042
= 500 ×( 2.5−0.942 ) ×8.4
0.942 ×3 ×8.04
= 298.98 N
（8 ）计算压轴力
F p= 2z F0sin α1
2
= 2 ×3 ×298.98 ×sin 158°
2
= 1760.92 N
（9 ）带轮结构设计
○1小带轮d d1= 160 mm ，采用实心式或腹板式
○2大带轮d d2=450 mm ，采用轮辐式。
