机械设计基础-孙立鹏-习题第十三章带传动和链传动

机械设计基础孙立鹏习题第十三章带传动和链传动

第十三章带传动和链传动题13-1简答题（1）带传动的带速v为什么规定在5～25m/s范围内？答：因为P=Fev/1000kW，故当功率P确定，v过小时，则力Fe过大使带的根数过多，故v不宜小于5m/s。而v过大时，由于离心力过大，带与轮间正压力减小，摩擦力严重下降，带传动能传递的极限有效拉力Felim减小，容易使得Fe≥Felim产生打滑，且此时抖动严重，故v不宜大于25m/s。（2）带传动为什么要限制最大中心距、最大传动比、最小带轮直径？答：中心距过大，将引起严重抖动。在中心距一定条件下，传动比大，小带轮包角过小。带轮直径过小弯曲应力则过大。故应对三个参数加以限制。（3）影响链传动动载荷的主要参数是什么？设计中应如何选择？答：影响链传动动载荷的主要参数是链轮齿数、链节距和链轮转速。设计中采用较多的小链轮齿数，较小的链节距，并限制链轮转速不要过高，对降低动载荷都是有利的。（4）链传动的传动比写成121221ddzznni===是否正确？为什么？答：不正确。因zpd?=180sin/，故1212ddzz≠。题13-2单根V带传动的初拉力F0=354N，主动带轮的基准直径dd1=160mm，主动轮转速n1=1500r/min，主动带轮上的包角α1=150°，带与带轮上的摩擦系数为f=0.485。试求：（1）V带紧边、松边的拉力F1和F2；（忽略带的离心拉力的影响）（2）V带传动能传递的最大有效拉力Fe及最大功率P0。解答：1．求V带紧边、松边的拉力F1和F2()()559371827182N708N3542261824850180150485021021...eFFFFF...fa=====?==+?π????解得：F1=552.703N，F2=155.297N2．求V带传动能传递的最大有效拉力Felim及最大功率P0(1)最大有效拉力：N406397N15593155933542112110...eeFFfflime=+-??=+-=αα(2)带速：m/s5712m/s100060150016010006011.ndv=???π=?π=(3)最大功率：kW994kW1000561240639710000(v)FPlime=?==题13-3一带传动的大、小带轮的基准直径d1=100mm，d2=400mm，小带轮转速n1=1460r/min，滑动率ε=0.02，传递功率P=10kW。求：带速V、有效拉力Fe、大带轮实际转速n2。解答：1．带速：m/s67m/s100060146010010006011.ndv=???π=?π=；2．有效拉力：N1316N671010001000=?==.vPFe；3．大带轮实际转速：()()r/mim358r/min400146010002.0112112=?-=-=dndnε。题13-4测得一普通V带传动的数据如下：n1=1460r/min，中心距a=400mm，小带轮直径d1=140mm，大带轮直径d2=400mm，B型带共3根，传动水平布置，张紧力按标准规定，采用电动机传动，一班制工作，工作平稳，试求：该V带传动允许传递的最大功率。解答：查教材表13－3得单根B型带所能传递的功率P0=2.83kW；传动比86214040012.ddi===，查教材表13－4并用插入计算得功率增量△P0=0.47kW；小轮包角1211403.57180≈?--=αadd，查表13－5得包角系数Kα=0.89；V带计算长度()()mm1634mm4221221≈-+++≈addddzaLcπ取基准长度1600mm，由表13－2得带长修正系数KL=0.92；则V带传动允许传递的最大功率：P=Z（P0+△P0）KαKL=8.11kW。题13-5设计一用电动机驱动破碎机的普通V带传动。已知电动机额定功率P=5.5kw，转速n1=960r/mim，带传动传动比i=2，两班制工作，要求轴间中心距a＜600mm。解答：1．选择V带的型号（1）求计算功率PC：原动机为电动机，工作机为破碎机及两班制工作的已知条件，查教材表13－6取工况系数KA=1.4。则：Pc=KAP=1.4×5.5kW=7.7kW，(2)查图13－15（普通V带选型图），根据Pc及n1选择A型带。2．设计参数选择及主要几何尺寸计算（1）确定带轮基准直径d1、d2①选择小带轮基准直径d1：教材表13－7中最小基准直径及带轮基准系列，选取小带轮基准直径d1=125mm。②验算带速：m/s28610006011.ndv=?π=，符合5-25m/s要求。③确定大带轮基准直径：d2=id1=2×125mm=250mm。（2）确定基准带长Ld①初选中心距a0：根据0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选。0.7(d1+d2)=262.5mm，2（d1+d2）=750mm，设计要求轴间中心距a＜600mm，初选a0=500mm。②初算带长：()()()()mm1597mm500412525025012525002422212210≈?-+++?=-+++≈ππaddddzaLc③确定基准带长Ld：由基准带长系列选取Ld=1600mm。（3）计算实际中心距a：mm5501mm21597160050020.LLaacd=-+=-+=取a=502mm。（4）验算小轮包角1α：()适用?≥?=??--?=??--?=α1207165357502125250180357180121...add。3．确定V带根数Z单根A带、n1=960r/mim及d1=125mm，查教材表13－3得基本额定功率P0=1.4kW；A带、n1=960r/mim、i=2，查教材表13－4用插入法计算得功率增量△P0=0.12kW；查教材表13－2得带长修正系数：KL=0.99；查表13－5得包角系数Kα=0.965则带根数：()()3599096501204177......KkppPZLooc=??+=?+=α，取Z=6，未超过A型V带传动推荐的Zmax=6，故该设计可用。4．计算初拉力F0及压轴力FQ查教材表13－1得A型带q=0.1kg/mN5166N2861096509650522866775005250022........qvKK.zvPzFco≈?+?????-???=+?????-=ααN1982N251666222716510≈???=α=?.Qsin.sinZFF。5．带轮结构和尺寸（略）题13-6某带传动装置主动轴扭矩为T1，两轮直径d1、d2各为100mm与150mm，运转中发生了严重打滑现象，后带轮直径改为d1=150mm，d2=225mm，带长相应增加，传动正常，试问其原因何在？解题分析：因为，带传动正常工作的条件是：需要传递的有效拉力Fe≤??????+-=αα112110fflimeeeFF。而带传动需要传递的有效拉力112000dTFe=，当小轮直径由d1=100mm变为150mm，扩大了1.5倍，则有效拉力F下降1.5倍。而在初拉力F0、带和带轮材料不变时，带传动能传递的极限拉力Felim却变化不太大，故可使得F≤Fflim，避免了打滑。题13-7一链号为16A的滚子链传动，主动轮齿数z1=17，链轮转速n1=730r/min，中心距a=600mm。求平均链速v，瞬时链速的最大值vmax和最小值vmin。解答：1．平均链速v：链号为16A时，链节距p=25.4mm。sm255m/s1000607304251710006011..pnzv=???=?=2．瞬时链速vmax、vmin。βω=cosdv112，其中：mm23.138mm17180sin/4.25180sin/1=?=?=zpdsrad4476srad60730260211.n=?π?=π=ω当β=0时，有：sm28.5sm44.761000223.138cos211max=??==βωdv当?±=?±=59.101801zβ时有：()sm19.5sm59.10cos44.761000223.138cos211min=?±???==βωdv题13-8某单排滚子链传动，已知主动轮转速n1=800r/min，齿数z1=19，z2=90，中心距a≈900mm，该链的极限拉伸载荷Q=55600N。若工作情况系数KA=1.2，求该传动能传递的功率。解答：实际能传递功率