带传动设计例题

机械设计作业题(带传动、链条)问题描述设计一台机械装置，要求使用传动系统和链条进行动力传输。

这个装置需要具备以下功能：1.通过输入轴传输动力；2.通过输出轴将动力传递给其他装置；3.传动比为1:3；4.链条轮的直径不得小于2cm；5.传动过程中动力损失不得超过10%。

设计思路为了满足以上要求，我们可以采用以下的设计思路：1.选用合适的输入轴和输出轴：根据装置的功率需求，选择合适的输入轴和输出轴，确保能够承载所需的动力输出。

2.选择传动系统：在本设计中，我们选用齿轮传动系统。

齿轮传动系统具有传递动力可靠、效率高的特点，非常适合本装置的需求。

3.计算传动比：根据要求的传动比为1:3，我们可以通过合理的组合和配比来实现。

在齿轮传动系统中，选择适当的齿轮模数、齿数组合，使得输入轴和输出轴之间的转速比为1:3.4.选择链条：为了实现动力的传输，我们选择合适的链条。

根据要求，链条轮的直径不得小于2cm，因此我们需要选择具有适当直径的链条轮。

同时，为了减小动力损失，我们可以选择高效率的链条。

5.布置部件：在装置的设计中，我们需要将选用的传动系统和链条布置在合适的位置上，确保动力顺利传输，并保证装置的稳定性和安全性。

设计计算传动比计算公式为：传动比 = 输出轴转速 / 输入轴转速根据要求的传动比为1:3，我们可以得出以下方程：3 = 输出轴转速 / 输入轴转速解方程可得：输出轴转速 = 3 * 输入轴转速结论通过以上的设计思路和计算，我们可以成功设计一台机械装置，满足要求的功能。

在设计过程中，合理选择输入轴和输出轴、传动系统和链条，保证了装置的功能和性能。

通过计算传动比，我们可以确定输入轴和输出轴的转速关系，进一步确定设计方案。

在实际制造中，需要注意选用合适的材料和加工工艺，以保证装置的使用寿命和安全性。

在装置安装和使用过程中，需定期进行保养和检查，确保传动系统和链条的正常运行。

总而言之，这个设计作业题通过机械装置的设计和计算，考察了设计者对传动系统和链条的理解和应用能力。

（一）带传动设计实例【例8 - 1】 某带式输送机采用V 带传动，已知电动机的额定功率P ＝8 kW ，转速n 1＝1460 r/min ，传动比i ＝2，两班制工作，试设计该V 带传动。

解 （1）确定计算功率P c 。

由表8-10查得工作情况系数K A ＝1.2，根据式（8 - 22），有P c ＝K A P ＝1.2×8＝9.6 kW（2）选取V 带类型。

根据P c ＝ 9.6 kW 、n 1 ＝ 1460 r/min ，从图8 - 14中选用A 型V 带。

（3）确定带轮基准直径并验算带的速度。

由表8 - 11查得小带轮的最小基准直径d d1min ＝ 75mm ,从基准直径系列中选取d d 1 ＝ 90mm 。

根据式（8 - 23），计算大带轮的基准直径d d2：d d2 ＝ i d d1 ＝ 2×90 ＝ 180mm从表8-11的标准系列中，选取基准直径d d2 ＝ 180mm 。

根据式（8 - 24），有 s m n d v d /9.610006014609010006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ由于带的速度在5～25m /s 的范围之内，因此，带的基准直径合适。

（4）确定普通V 带的基准长度和传动中心距。

根据式（8 - 25），得0.7×（90+180）＜a 0＜2×（90+180）189＜a 0＜540初步确定中心距a 0 ＝500mm 。

根据式（8 - 1），计算传动带的初选长度： 021221004)()(22a d d d d a L d d d d -+++≈π 5004)90180()18090(250022⨯-+++⨯=π＝ 1428mm根据表8-2，选传动带的基准长度L d ＝ 1400mm 。

根据式（8-26），计算传动带的实际中心距a ： mm L L a a d 486214281400500200=-+=-+≈（5）验算小带轮上的包角α1。

V 带传动例题试设计一带式输送机用普通V 带传动。

已知：动力机为Y 系列三相异步电动机，功率P=7.5kW ，转速n 1 =1440rpm ，从动轴转速n 2=630rpm ，每天工作16小时，希望中心距不超过700mm 。

1．计算功率确定工况系数：根据工作平稳程度，查取表5.5，取K A =1.2计算功率：P c = K A P = 1.2×7.5 = 9 kW2．选择带的型号根据计算功率、小带轮转速，由图5.14选择A 型3．确定带轮基准直径D 1和D 2确定小带轮直接：根据取计算功率、小带轮转速，由图 5.14取小带轮直径D 1=125mm （或取140mm ） 估算大带轮直径：7.28563014401252112=⨯=≈n n D D mm （或取320mm ） 按标准推荐取定D 2=280mm （或取315mm ）计算实际转速：86.642'2=n rpm （或者640rpm ） 计算转速误差：02.022'2=-n n n （或者0.16）≤±5％，是允许的。

计算实际传动比： 24.2'21==n n i （或者2.25）4．验算带速计算带速：()s m n D /42.91000601440280100060/11=⨯⨯⨯=⨯=ππν（或者10.55）m/s在5～25 m/s 范围内，带速合适。

5．确定带长和中心距根据设计不希望超过700mm 的要求，初定mm a 6500=估算带长度：()()mm a D D D D a L 09.19456504125280212528065024)(2)(220212120=⨯--++⨯=--++=ππ（或者2026） 查表5.2取标准长度L d = 2000mm （2000mm ） 计算实际中心距：678209.19452000650)(210=-+=-+≈L L a a d mm(或者637mm ) ＜700mm6．验算小带轮包角 计算小带轮包角0012019.1663.576781252801803.57180=︒⨯--︒=⨯--=a D D α（或者164.30）＞120°，合适。

V 带传动例题V 带传动的设计例题设计某通风机用普通V 带传动，载荷变动小，Y 系列电机额定功率P =10kW ，转速n 1=1450r/min ，从动轴转速n 2=400r/min ，中心距约为1500mm ，每天工作24h 。

解：1. 确定计算功率P C 查P228 表13.6kWkW P K P A C 13103.1=×==K A =1.32. 选取普通V 带型号根据P =13kW n =1450mm 选用B 型普通V 带P229 图13.123. 确定带轮直径d d 1、d d 2同时查P229表13.7、图13.12、P226表13.5V 带传动的设计例题选取d d 1=140mm 查P224 表13.4B 型V 带d d min =125mm确定大轮带轮基准直径d d 2确定小轮带轮基准直径d d 1mm mm d n n d d d 5.50714040014501212=×==忽略εV 带传动的设计例题考虑滑动率ε= 0.01-0.02取ε=0.015mm n n d d d d 9.4994001450140)015.01()1(2112=×==--ε取d d 2=500mm57.314050012==≈d d d d i 从动轮的转速误差率为%6.1%1004004002.406=×−min 2.40657.3145012ri n n ===在以内，为允许值。

%5±大带轮圆整问题须注意二点V 带传动的设计例题2. 圆整成整数时考虑二个因素1)如果在计算时你考虑了ε而求得d d 2，此时就近圆整。

比如计算值为373.2，圆整为373；1. 大带轮直径不一定取标准值；在以内。

%5±2)如果计算时不考虑ε，比如计算值为373.2，往下靠近圆整可取371、372，要保证从动轮的转速误差率 4. 验算带速Vsm n d v d /49.101000601450140100060 11=×××=×=ππ带速度在5~25m/s 范围内。

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。

例题1：图示为一宝塔轮带传动，各轮直径为D 1＝D 6，D 2＝D 5，D 3＝D 4，轴I 为主动轴，转速n 1一定，若从动轴II 上阻力矩T 2一定，为什么当轮1与轮2组合时，传动相应输出的功率最小？（假设忽略摩擦损失）解：已知主动轴转速为n 1，设输出轴（II 轴）的转速n 2为：n n i D D n 21121== 则输出轴输出的功率P 2为：P T n T D D n T n D D 22221212112955095509550===⋅() 其中：n 1、T 2一定，而D D D D D D 123456<< 所以，当轮D 1与轮D 2组合时，输出轴相应输出的功率最小。

例题2一带式制动器（当杠杆端部作用F Q 力后,收紧闸带，抱住制动轮，靠带与带轮间的摩擦力将轴制动），已知轴上转矩为T ，制动轮直径为D ，杠杆各段长度为a 、b ，带在制动轮上的包角为α，带与制动轮间的摩擦系数为μ。

试推导：F T D a a b Q e e =⨯+⨯+-211//()()/()μαμα解：因为，F T D =2/，F F F =-12，F F 12/=e μα，故F F F F F 212=-=-e μαF F F F =-=-2221e e μαμα()F F T D 2121=-=-/()(/)/()e e μαμα又因为()()a b F F F a +=+Q 12所以，F a F F a b a F F a b Q e =++=++()/()()/()1222μα=++aF a b 21()/()e μα()()[]=++-211Ta D a b ()e e μαμα=⨯+⨯+-211T D a a b //()()/()e e μαμα 式中：F 为带传动的最大有效圆周力。

例题3：已知V 带（三角带）传递的实际功率P ＝7kW ，带速v ＝10m/s ，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周力F e 和紧边拉力F 1的值。

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。