机械设计基础知识

第一章机械设计基础知识

思考题

1-1机械零件设计应满足哪些基本准则？

1-2什么叫机械零件的失效？机械零件主要的失效形式有哪些？

1-3提高机械零件强度的措施有哪些？

1-4在什么条件下要按刚度准则设计机械零件？提高零件的刚度有哪些措施？

1-5选用机械零件材料时主要考虑什么原则？

1-6举例说明什么叫静载荷、变载荷、静应力和变应力？

1-7什么是零件的工作应力、计算应力、极限应力和许用应力？

1-8影响材料的极限应力的因素有那些？

1-9线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？

1-10影响材料疲劳强度的主要因素有哪些？原因是什么？这些因素对变应力的哪一部分有影响？

1-11什么是有效应力集中系数？机械零件设计中，常见的应力集中源有哪些？有三个形状尺寸一样,

工作条件也相同，分别用铸铁、低强度钢、高强度钢制造的零件，哪个零件的有效应力集中系数最大？

1-12什么叫接触应力和接触强度？影响接触应力大小的因素有哪些？

1-13举例说明零件的结构及工艺对被设计零件疲劳强度的影响。

习题

1-1从手册中查找下面各材料的名称和性能数据，并填入表中：

抗拉强度极限屈服强度极限延伸率硬度弹性模量

材料牌号材料名称

S?/MPa々/MPa05/%HBE/MPa

HT200

ZG270-500

Q235

45调质

40Cr

QA19-4

1-2已知（7min=500MPa,aa=300MPa,求。通，匕用画出变应力图O

1-3图示为一转轴，在轴上作用有轴向力兄=3000N和径向力£.=6000N,支点间距L=300mm,轴

1-4己知一合金结构钢的简化疲劳极限线图如图所示。等效系数入=0.43,若零件工作应力点“恰在OE

线上，其最大工作应力%1ax=426MPa,最小工作应力。min=106MPa,有效应力集中系数心=1.42,绝对

尺寸系数£C=0.91,表面状态系数夕=1,试求按简单加载情况下零件的安全系数（按无限寿命考虑）.

1-5某钢制零件承受非对称循环（循环特性r=-0.4）的两级应力（不稳定变应力）作用，第一级名义应

力最大值为=500MPa,作用IO,次，第二级名义应力最大值0=400MPa,作用2X10$次，如该钢材的

标准平滑试件试验得的四=500MPa,所=800MPa,循环基数N0=W1欠,材料常数机=9,该零件的有

效应力集中系数心=1.62,绝对尺寸系数之=0.83,表面状态系数夕=0.95。试估算该零件的计算安全系

数。

例题

例1-1某转动心轴，其危险剖面上的平均应力为（7m=20MPa,应力幅为=30MPa,试求最大应

力ffmax、最小应力”min和循环特性〜

解最大应力为

5nax=）m+4=20+30=50MPa

最小应力为

Omin=Om—（7^=20-30=-10MPa

Q*一1°AA

r=------=——=-0.2

循环特性为b.50

该变应力为非对称循环变应力。

例1-2某静止构件受弯曲应力内=150MPa,扭转剪应力T,=50MPa；材料为35钢（g=540MPa,

仆=320MPa）。试分别用第一、三、四强度理论求计算应力%>,并校核静强度是否安全？用哪个强度理

论较为合理？

解（1）求材料的许用拉应力

由于GB=320/540=0.593,按表用内插法得

(0.593-0.55)

[S]=L4+xQ.8-1.4)=1.51

0.7-0.55

许用拉应力

b旦=空=212

小]1.51MPa

（2）按第一、三、四强度理论求计算应力,“

按第•强度理论得

+5心=165.12

MPa

按第三强度理论得

%=比+4蜡=J1W+4X50,=1皿28Mpa

按第四理论强度得

%=扁、3e=由"+3X5Q'=173.20MPa

（3）结论

由于许用拉应力0]=212MPa均大于按第一、三、四强度理论所求得的计算应力力,,所以该构件

强度足够，较为安全。但由于35钢塑性较好，故用三、四强度理论较合理。

例1-3如图所示，某轴受弯矩M作用。已知：材料为

优质碳素结构钢，其抗拉强度极限（78=600MPa；D=60mm；

t/=55mm；r=1.5mm；表面精车削加工（表面粗糙度

凡=1.6|im）；调质处理。求过渡圆角处的有效应力集中

系数%、绝对尺寸系数％和表面状态系数仇

解（1）有效应力集中系数k„

D-d60-55…

---------=-----------=3.33

/-1.5

Mi^m

-=—=0.0273

d55

为求（D—d）/r=3.33及"4=0.0273参数下的自值，须先从附表1-2中查出

（D-d）/r=2以及r/d=0.02和0.03下的口值，然后通过插值计算才可求得所要求的心值。

计算步骤如下：

查附表1-2,在（D—d）/r=2和“8=600MPa条件下，r/d=0.02时，k„=1.47,〃d=0.03时，kn=

1.67；通过内插法可求得（D-d）/r=2,〃/=0.0273时的应力集中系数为

00273-002

<=1.47--x（1.67—1.47）=1.616

“0.03-0.02

再查附表1-2,在（D—d）"=4和CTB=600MPa条件下，r/d=0.02时，口=1.86,r/d=0.03时，k„

=1.88；通过内插法可求得（D-d）"=4,泌/=0.0273时的应力集中系数为

00273-0102

*=1.86+---xG，88-l.8Q=l.875

0.03-0.02

最后再通过内插法计算即可求得（。-d）"=3.33和㈤=0.0273时的有效应力集中系数为

333-2

上.=1.616+xQ.875-1.610=1.79

4—2

（2）绝对尺寸系数%

查查附表1-4,当4=55mm,材料为碳素结构钢时，%=0.81。

（3）表面状态系数夕

查附表1-5,当材料的g=600MPa及表面精车削加工（7?„=1.6Mm）田寸，夕=0.95。

在疲劳强度计算中，应根据具体晴况选取/?值。例如，零件表面只经过切削加工或不加工时，则应

按附表1-5选取（i值；若零件表面不仅机械加工而且经过强化工艺处理，则应按附表1-6选取夕值。

例1-4一优质碳素结构钢零件，其g=560MPa,<rs=280MPa,叫=250MPa。承受工作变应力

=155MPa,（7min=30MPa。零件的有效应力集中系数ka=1.65,绝对尺寸系数£（,=0.81,表面状态系

数4=0.95（精车）。如取许用安全系数[S]=1.5。校核此零件的强度是否足够。

解（1）计算应力幅和平均应力

应力幅

,金山<55-BO%

22MPa

平均应力

.=更工—=些±妈=组5

22MPa

（2）计算疲劳强度安全系数

据表1.5查得等效系数%=0.30（拉压应力，车削表面）。

计算安全系数为

250

=1.545

1.65

X62.54-0.30x92.5

0.81x0.95

（3）计算静强度安全系数

S=—^—=———=1.81

”,+q.62.5+92.5

由上述计算结果可知，该零件的疲劳强度和静强度安全系数均大于许用安全系数[S]=1.5,故零件强

度足够。

例1-5—转轴受规律性非稳定非对称循环变应力作用，其各级变应力的/和时初的名义值见下表的

7

第二、第三列。各级变应力的循环次数见第四列。材料力45钢调质，％=250MPa,加=9,y0=10«k产

1.76,%=0.78,表面状态系数夕=0.95,%=0.34。许用安全系数[S]=1.5。求该轴的计算安全系数S”

解（1）计算各级变应力的当量应力

根据式（1-33）

巧=停产2）」（盛修……）

内的计算结果见下表的第五列。

台口应力幅平均应力循环次数当量应力

应力级序号

%5

120203X104292

110207X104268

90204X106220.6

(2)求当量应力循环次数M，

因内小干材料的明，故对零件不会造成疲劳损伤，在求M，时不计入。

根据式(1-39)

£虱那，=gJx3xlO>+gJx7xlO<=3.53x10*

(3)求寿命系数KM

根楣式(1-40)

y相=^^^=即4

(4)求计算安全系数S

根据式(1-41)

S=工=皿3=1.6册L5

5292

结论：该转轴疲劳强度足够安全。

第二章螺纹联接及轴毂联接

思考题

2-1常用螺纹有哪些类型？其中哪些用于联接，哪些用于传动，为什么？哪些是标准螺纹？

2-2螺纹联接预紧的目的是什么？如何控制预紧力？

2-3拧紧螺母时，螺栓和被联接件各受什么载荷？拧紧力矩要克服哪些阻力矩？

2-4联接螺纹能满足自锁条件，为什么在设计螺纹联接时还要考虑防松问题？根据防松原理，防松分

哪几类？可拆卸的防松中哪类工作可靠，为什么？

2-5在受横向载荷的螺纹联接中，螺栓是否-•定受剪切？为什么？

2-6为改善螺纹牙上载荷分配不均现象，常采用悬置螺母或内斜螺母，试分析其原因。

2-7画出题2-7图中各螺纹联接的正确结构并选择标准螺纹联接件。

♦2-7图

2-8平键的标准截面尺寸如何确定？键的长度如何确定？

2-9矩形花键和渐开线花键如何定心？

2-10过盈配合联接中有哪几种装配方法？哪种方法能获得较高的联接紧固性？为什么？

2-11影响过盈配合联接承载能力的因素有哪些？为提高承载能力可采取什么措施？

习题

2-1用图示的扳手拧紧M16的螺母，扳手有效长度£=400mm,求实现预紧力0^=13500N的拧紧

2-2图示为普通螺栓组联接，载荷R=5000N,£=280mm,/=100mm,接合面间的摩擦系数/=0.3。

试确定预紧力。

2-3如图所示，用六个M16的普通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓8.8级，安全系数S=3,缸内油压

p=2.5MPa,为保证紧密性要求，剩余预紧力Q/2L5凡求预紧力的取值范围。（缸盖与油缸结合面

处采用金属垫片）

2-4图示减速器端盖用四个螺钉固定在铸铁箱体上，端盖与箱体间采用金属垫片。端盖受轴向载荷民

=6000N,试确定预紧力及螺钉直径。

图

2-5在图示的夹紧联接中，柄部承受载荷P=600N,柄长乙=350mm,轴直径％=60mm,螺栓个数z

=2,接合面摩擦系数/=0.15,试确定螺栓直径。

2-6在图示的气缸盖联接中，气缸内径£>=400mm,螺栓个数z=16,缸内气体压力p在0〜2MPa之间

变化，采用铜皮石棉垫片，试选择螺栓直径。

13斗35]

2-7图示为GZ5刚性联轴器，材料为ZG270—500,用6个8.8级螺栓联接。已知该联轴器允许的最大转

矩为16000N.m,两个半联轴器间的摩擦系数六0.16,载荷平稳。

（1）采用普通螺栓，求螺栓直径；

（2）若改用校制孔用螺栓，计算螺栓直径。

2-8图示为两块边板和一块承重板焊接成的龙门起重机导轨托架。两边板各用四个螺栓与工字钢立

柱联接，托架承受的最大载荷为R=20kN,问：

(1)此联接采用普通螺栓还是较制孔螺栓为宜？

(2)若用较制孔用螺栓联接，已知螺栓机械性能等级为8.8,试确定螺栓直径。

aa-ss

2-9图示的铸铁托架用四个普通螺栓固定在钢立柱上，已知托架上的裁荷尸=5kN,其作用线与铅垂方向

的夹角a=45°。托架材料的强度极限(7e=200MPa,立柱材料的屈服强度极限仆=235MPa,结构尺寸

如图所示，试确定螺栓直径。

JH2-99

2-10图示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键联接。已知轴传递的功率P=9kW,转

速»=100r/min,轴和齿轮的材料均为钢，联轴器材料为铸铁，工作时有轻微冲击。试选择两处键的类型

和尺寸，并校核其联接强度。

31-10H2-H

2-11图示的双联滑移齿轮与轴用矩形花键联接，已知传递的转矩7=140N.m,齿轮在

空载下移动，工作情况良好，轴0=34mm,齿轮宽度L=40mm,轴和齿轮的材料均为钢，花键齿面热

处理后硬度小于45HRC。试选择花键、校核联接强度，并写出联接的标记代号。

例题

例2-1如图a所示的铸铁（HT150）支架，用一组螺栓固定在钢制底座上，支架轴孔中心受一斜力P

=10000N,尸力与水平面的夹角。=30°,轴孔中心高度，=250mm,底板尺寸/i=200mm,/2=400mm,

,3=150mm,螺栓孔中心距/=320mm。试求螺栓所受的最大轴向总载荷，并校核螺栓组联接接合面的

工作能力。

解（1）螺栓受力分析

①将斜力P分解为水平分力Px和垂直分力匕;再将水平分力2简化到接合面上，得翻转力矩M和

作用在接合面上的横向力尸,，见例2-1图b。支架螺栓组共受以下诸力和力矩作用：

轴向力（作用干螺栓组形心，垂直向上）

a

弓=Rha=WOOOx疝130=5000N

横向力（作用于接合面，水平向右）

心10000xcos30*=8660N

翻转力矩（绕。轴，顺时针方向）

^=^-*=8660x250=2165000N.mm

②计算每个螺栓所需要的预紧力0。P,要使底板向右滑移，受到联接接合面摩擦力的阻挡。预紧力

0使接合面间产生摩擦力。尸，使预紧力减小。”对摩擦力无影响，因在M作用下，底板右部的压力虽然

增犬，但其左部的压力却以同样程度减小。参照式（2-9）并考虑2对预紧力的影响可得底扳不滑移条件

为

我&-不*丑8勺鸟

-^-=0.25

取勺=1.2,尸0.15（表2-3,铸铁对干燥加工表面），Cg+C.（表2-5,无垫片），

Q,之夕竽+■初=18257.5

则*JC.+C.0.15JN

③计算螺栓的工作拉力。在垂直拉力P,作用下，螺栓所受到的工作拉力，按式（2-8）知

小皇=驷=0。

Z4N

在翻转力矩M作用下，螺栓所受到的工作拉力，按式（2-17）知

用.„*（〃刁2if2x2165000

F==---=------=-----------------=3383

W/2）,•4x320N

故总工作拉力为

F=P^Fa=1250+3383=4«33N

④计算螺栓总拉力。由式(2-28)得螺栓的总拉力为

Q=Q.+——L—P=1827.5+0.25x4633=19416

(2)校核螺栓组联接接含面的工作能力

①检查受载时铸铁底板右边缘处走否压溃

参照式(2-18)得

。一如.c，八55

一/q4-crAq+crwAct+cr

式中接合面有效面积为

月=，逐，4)=15008一询=3000。

接合面的有效抗弯剖面模量为

200

*曾仁=晟产加一')=&5x"

，OXWJ3

MM

代入得

富"2鸣需-需

MPa

查表24知铸铁(HT150)的许用挤压应力为

[<r,]=(0.4~0.5)cra=(0.4-05)xISO=60-75MPa(由于它«[而，故接合面右边缘处不

致压溃。

②检查受载时底板左边缘处走否出现间隙

参照式(2-19)得

。=嗯.%与।c,c.产।勺

1ACt+CrACt+CrWAq+c."/

4x18257.5

30000

故接合面左边缘处不会产生间隙。

例2-2试选定蜗轮与轴的键联接。已知：蜗轮为8级精度，蜗轮轮毂材料为HT200,轴的材料为45

钢，蜗轮与轴的配合直径为50mm,蜗轮轮毂长为80mm,传递转矩7=480N•m。载荷平稳。蜗轮沿轴

向固定。

解(1)选择键联接的类型及其尺寸

由于蜗轮为8级精度要求有较高的对中性，故选用平键联接。又因是静联接，选圆头普通平键，由手

册查得，当1=44〜50mm时，键的剖面尺寸为：宽ft—14mm,高6=9mm。参考轮毂长度选键长A=

70mm。键的材料选45钢。

(2)键联接的强度计算

联接的失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃和健的剪断。由于蜗轮轮毂材料是铸铁，

故应按轮毂进行挤压强度校核计算。键的工作长度/=L-*=70-14=56mm,由表2-10查得联接的许用

挤压应力[%]=80MPa(因载荷平稳，取大值)。由式(2-37)得键联接工作面上的挤压应力

474x480000

0r.=-----=-----------------="76

dM50x9x56MPa由于小<[a„],故所选键联接强度足够。

例2-3设计蜗轮轮毂与轴的过盈配合联接。已知：联接传递的最大转矩T=780N.m；轴向力F=

3500N；轴和轮毂联接处尺寸如例2-5图所示。采用平键作辅助联接。蜗轮轮毂材料为ZG310—570,其屈

服强度极限/2=320MPa；轴材料为45钢，其屈服强度极限四=360MPa。轴和毂孔的表面粗糙度参数

故分别为Ri=6.3um和心2=12.5um。拟用压入法装配。解在此轴毂联接中，平键为辅助联接。故计

算时假定全部载荷均由过盈配合联接传递。但考虑到平键辅助联接的有利因素，取较大的摩擦系数。

(1)确定最小压强Pmin

取户0.1(表2-12有润滑的情况下)，由式(2-40)可求得

_________人"2即呼

I即兀0

P-fidt0.1x3.14x80x120

MPa

(2)确定最大压强Pmx

由式(2-43)和(2-44)知：

被包容件

1-MW

2MPa

包容件

_l-G⑷

j--------2-

最大压强取两零件中较小值，故取jPmax=89MPao

(3)确定最小过盈量(5min

由表2-13查得：£1=2.1X105MPa；VI=V2=0.26»

由式(2-45)得

-0.26=0.74

=I-3E

1+当

i+WYH2-39雌与*寸

1200.26=286

i一⑷R

120

&=2修旬=&如虹(非白盖条"0901

根楣式(2-47)确定3min

占=4+L2(&+。)=0.00901+1.2x8.0063+0JM2习=0.0316

(4)确定允许的最大过盈量3m

按式(2-49)得

J=J』=Q.00901X盘=0.122

P46-57mm

(5)选择配含

山公差配合标准中选H7/t6基孔制过盈配合，查得孔网L,轴为计算出最大、最小的

装配过盈量为

L=om5-om=ao45mm>L

J=03-0=0.0%m-

结论：所选配合满足要求。

(6)计算装拆力

为了得到足够的装拆力，我们忽略装配时擦平的影响。即按装配时出现的最大过盈量计算压强。

一“./=如线=网62

MPa

F=曲一j=3.14x80x120x68.62x01l=20.7x104N

选用250kN压力机即可。

例2-4在图示的夹紧联接中，柄部承受载荷尸=600N,柄长Z=350mm,轴直径4=60mm,螺栓个

数z=2,接合面摩擦系数.尸0.15,试确定螺栓直径。

按夹紧面受集中压力R考虑。

以

(2)确定螺栓直径

螺栓机械性能等级为8.8,则屈服强度极限小=640

MPo查表2-8a,取S=L5,螺栓材料的许用应力为

团号哈*MPa

根据式(2-25),螺栓的最小直径为

旦把竺吧=7.37

wx427mm

查粗牙普通螺纹基本尺寸标准GB196—81,选用M10的螺拴,其小径小=8.376>7.37mm。

第三章带传动

思考题

3-1带传动有何特点？在什么情况下宜采用带传动？

3-2在相同条件下，V带传动与平带传动的传动能力有何不同？为什么？

3-3常见V带剖面结构有几种？它们由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

3-4根据欧拉公式，用什么措施可使带传动能力提高？

3-5带传动弹性滑动是如何产生的？它和打滑有什么区别？对传动产生什么影响？

3-6带传动的打滑经常在什么情况下发生？打滑多发生在大轮上还是小轮上？

3-7分析带传动中应力的分布情况，最大应力发生在何处？它等于什么？

3-8带传动的失效形式是什么？设计计算准则是什么？

3-9普通V带剖面夹角是40°,为何带轮轮槽角分别是32°,34°,36°,38°?

3-10带传动为何要有张紧装置？常用张紧装置有哪些？

3-11V带轮轮槽与带的安装情况如图所示，其中哪种情况是正确的？为什么？

s3-Ha

3-12带传动中包角的大小对传动有何影响？如何增大包角？

3-13影响带寿命的因素是什么？如何保证带具有足够的寿命？

3-14为什么带传动一般放在高速级而不放在低速级？

3-15V带传动中，为什么要限制带的根数？限制条件如何？

3-16某一带传动在使用中发现丢转太多，分析其产生的原因并指出解决的办法？

习题

3-1已知V带传递的实际功率尸=7kW,带速v=10m/s,紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周

力久和紧边拉力Q。

3-2设单根V带所能传递的最大功率P=5kW,已知主动轮直径心=140mm,转速〃=1460r/min,

包角a,=140°,带与带轮间的当量摩擦系数工.=0.5,求最大有效圆周力久和紧边拉力为。

3-3图示为外圆磨床中的三级塔轮平带传动，主动带轮最小直径〃=50mm,主动轴转速〃|=960

r/min,传动中心距约ao=25Omm,从动轮最低转速«2min—240r/min.最高转速〃2max=600r/min,中间转

速〃2m=360r/min,试设计此传动的平带长度和各级带轮的尺寸。

第3-3图

3-4有一A型普通V带传动，主动轴转速〃i=1480r/min,从动轴转速“2=600r/min,传递的最大功率

P=1.5kW,假设带速n=7.75m/s,中心距a=800mm,当量摩擦系数.£,=0.5,求带轮基准直径而，蕊；

带基准长度口和初拉力尸0。

3-5某车床的电动机和主轴箱之间采用普通V带传动，已知电动机额定功率P=7.5kW,转速〃1=1450

r/min,要求传动比比7=2.1,取工况系数砥=1.2,试设计此V带传动，并画大带轮的结构图。

3-6已知一普通V带传动，用鼠笼式交流电机驱动，中心距ax800mm,转速d=1460r/min,n2—

650r/min,主动轮基准直径4八=125mm,B型带三根，棉帘布结构、载荷平稳、两班制工作。试求此V

带传动所能传递的功率P。

例题

例3-1设计一带式输送机中的普通V带传动，装于电动机与减速器之间。电动机为鼠笼式异步交流电

机，输出功率为6kW,,满载转速为1450r/mim,从动轴转速〃2=500r/min,单班工作，传动水平布置。

解按第四节所述步骤进行。设计结果为：A型，z=5,£”=1600mm,d〃i=112mm,&〃=315mm,

“=445mm(amaX=503mm,<7min=431mm),&=139N,Q=1352N。

设计过程如下：

(1)确定设计功率区,由表3-4查得工作情况系数KA=\A,故

Pc=&(P=l.IX6=6.6kW

(2)选取V带型号根据几，%由图3-12确定。因工作点处于A型区，故选A型。

(3)确定带轮基准直径抬

①选择小带轮直径dm由表3-5,表3-6确定，由于占用空间限制不严，取ddi>4ain对

传动有利，按表3-6取标准值。取力=112mm。

②验算带速v

v==xxll2xl45095G

一3x10006x1000'm/s

在5〜25m/s,故合乎要求。

③确定从动轮基准直径4〃

=^^xll2=324.8

。500mm

查表3-6取标准值4/2=315mm。

④实际从动轮转速”2和实际传动比/

不计£影响，若算得〃2与预定转速相差±5%为允许。

»=%"“产31”112=231

%=■"=1450/2.81=516“mim（误差3.2%）

（4）确定中心距。和带的基准长度上

①初定中心距劭本题目没有给定中心距，故按式3-25自定。取即为500mm。

②确定带的计算基准长度4按式（3-26）

2XM+并4皿+写票=1的

mm

③取标准Ld按表3-3取&=1600mm。

④确定中心距a按式（3-27）

・£广4.1600-1691-

a=.d■-2-=500+---------------=455

22mm

a调整范围：

j=a+0叫=455+0.03*1600=503niin

j=a-0.0154r=455—0.015x1600=431ni]n

(5)验算包角a按式(3-28)使aN120°

««180,一)空一女x6(r=180,-315-1l2xg0'=157>120"

«455符合要求

(6)确定带根救z按式(3-29)

m与

由式(3-19),单根V带所能传递的功率

耳=勺(4+5+监)kw

由式(3-20),得包角系数K”

^=1.25(1-5*)=1.25x0-5*)="9317

山表(3-2)查得

々=3.78x10"

.=9.81x10-®

Cj=9.6xl0-u

q=4.65xl0-1

2x-xM50

=151.8

-60-rad/s

L()=1700mm

由式(3-18)

a0x10"^

=I12x15L8x[3.78xI。-1-—9.6x11rls(112x151.眠

一465"10"112x151同]

=1.54

由式(3-21)

M=3心电--------；―；---

1+lOx^l—(1-1)

。必s

9.81

=465xMXII2x15L8x收

14-lOxx(・—D

465x10」112k2.81'

=0.048

山式(3-22)

q

,1600

=4.65X10-5xll2xl51.8x^=-0.021

R=+A/14-AZi)=0.9317x(1.544-0.048-0.020=1.62

则

由式(3-29),V带的根数z

心66

=407

*=—舄r=F1e5o2取z=5

(7)确定初拉力R)按式(3-30)

pos£S2s

R.=500士铲D+一二加六次息-D+OlxW=139

FTK.o.DXjU.7^ON

式中q由表(3-1)查得夕=0.1kg/mo

(8)计算压轴力。按式(3-31)

Q=2毕3区=2xl39x5xm里=1352

22N

(9)带的结构设计(略)

例3-2已知一普通V带传动，用鼠笼式交流电机驱动，中心距a=800mm,转速〃]=1460r/min,n2

=650r/min,主动轮基准直径心=125mm,B型带三根，棉帘布结构、载荷平稳、两班制工作。试求此

V带传动所能传递的功率P。

解：

由式(3-29),式(3-23)和式(3-19)解得：

山表(3-2)查得：

.=6.69MHF1

ca=25.3x10-,

u

<rJ=l6.4xl0-

q=a22xio-J

Ao=2240mm

1460

i=—=225

依题意：650

2M2JTX1460

叫s------l=--------------

1

6060rad/s

%=W=125*225=281.25mm1取力=280mm

<^«i8(r-rfrf|-rfwix6(r

4r=2a.+4)+3。+3=2x800+至(280+12a+0°+12〉'=2244

24s.24x800mm

取£.=2240mm

由式(3-19)

4=。依+〃+5)

山式(3-20)

由式(3-18)

p.=ddq■-c&iR’-q叱』卬1

®<i

05I*mTsa

=125xt52.8x[6.«9xtO^-\2^-—t6.4xtO-(125xt528)

一822x10"4125x152硼

=21

由式(3-21)

2

=c’dj何g----------

14-lOx——(--D

JdcS

2

=&82xl0^xl25xl52.8x^

IM0X253X10%-L(-L-

aZZxtO-5125、225D’

=0.044

3te

q

=&22xtO-5xt25xtS2.Sxfa^^

=0

则"'=勺©+M+A/y=0.972x(2.1+0144+0)=248

查表3-4^=1.10

年咽3x248GF

11

故此V带所能传递的功率9kw

第四章链传动

思考题

4-1与带传动、齿轮传动相比，链传动有何特点？

4-2为什么链节数一般采用偶数？而链轮齿数一般选用奇数？

4-3链传动的平均传动比是否也等于链轮节圆直径反比？为什么？

4-4试分析链传动产生动载荷的原因。何谓链传动的多边形效应？它对链传动有什么影响？

4-5滚子链的功率曲线是综合考虑了哪几种失效形式的影响而用实验方法得到的？其主要的失效形式

是什么？该曲线是在哪几种特定条件下实验得到的？

4-6链传动设计中，主、从动轮齿数的选择要受到下列条件限制：最少齿数Zmin=9,最多齿数2„皿=

120,为什么？

4-7链传动设计中，其传动比的选择一般iW6,i=2〜3.5,为什么？

4-8在高、中速链传动设计中，推荐的链速一般为0.6〜12m/s范围，为什么？

4-9链传动设计中，其中心距推荐范围一般为a=(30〜50)p,最大取^^=80°。为什么？

4-10链传动设计时，节距p选择的原则是什么？并分析其理由。

4-11链传动和带传动在设计步骤上有何相类似的地方？在哪些步骤上是有区别的？

4-12图示为链传动与带传动组成的减速传动装置筒图，试指出其存在问题，分析其原因，并提出改进

的措施。

习题

4-1某标记为滚子链16AGB1243.1-83的链条传动，其主动链轮齿数句=21,转速〃尸730r/min。

试求该链传动的平均速度V,瞬时最大链速％1ax和最小链速Vmin»并画图表示链速的变化规律。

4-2已知标记为滚子链08A—2X120GB1243.1—83的链传动。小链轮齿数z〔=23,大链轮齿数z2=

69。水平传动，原动机为电动机，工作机为链式运输机。

(1)若主动轮转速〃i=960r/min时，试求此链传动能传递的额定功率；

(2)若主