機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-孫立鵬-習(xí)題第十三章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)孫立鵬習(xí)題第十三章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

第十三章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)題13-1簡(jiǎn)答題（1）帶傳動(dòng)的帶速v為什么規(guī)定在5～25m/s范圍內(nèi)？答：因?yàn)镻=Fev/1000kW，故當(dāng)功率P確定，v過(guò)小時(shí)，則力Fe過(guò)大使帶的根數(shù)過(guò)多，故v不宜小于5m/s。而v過(guò)大時(shí)，由于離心力過(guò)大，帶與輪間正壓力減小，摩擦力嚴(yán)重下降，帶傳動(dòng)能傳遞的極限有效拉力Felim減小，容易使得Fe≥Felim產(chǎn)生打滑，且此時(shí)抖動(dòng)嚴(yán)重，故v不宜大于25m/s。（2）帶傳動(dòng)為什么要限制最大中心距、最大傳動(dòng)比、最小帶輪直徑？答：中心距過(guò)大，將引起嚴(yán)重抖動(dòng)。在中心距一定條件下，傳動(dòng)比大，小帶輪包角過(guò)小。帶輪直徑過(guò)小彎曲應(yīng)力則過(guò)大。故應(yīng)對(duì)三個(gè)參數(shù)加以限制。（3）影響鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的主要參數(shù)是什么？設(shè)計(jì)中應(yīng)如何選擇？答：影響鏈傳動(dòng)動(dòng)載荷的主要參數(shù)是鏈輪齒數(shù)、鏈節(jié)距和鏈輪轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)中采用較多的小鏈輪齒數(shù)，較小的鏈節(jié)距，并限制鏈輪轉(zhuǎn)速不要過(guò)高，對(duì)降低動(dòng)載荷都是有利的。（4）鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比寫(xiě)成121221ddzznni===是否正確？為什么？答：不正確。因zpd?=180sin/，故1212ddzz≠。題13-2單根V帶傳動(dòng)的初拉力F0=354N，主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=160mm，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，主動(dòng)帶輪上的包角α1=150°，帶與帶輪上的摩擦系數(shù)為f=0.485。試求：（1）V帶緊邊、松邊的拉力F1和F2；（忽略帶的離心拉力的影響）（2）V帶傳動(dòng)能傳遞的最大有效拉力Fe及最大功率P0。解答：1．求V帶緊邊、松邊的拉力F1和F2()()559371827182N708N3542261824850180150485021021...eFFFFF...fa=====?==+?π????解得：F1=552.703N，F(xiàn)2=155.297N2．求V帶傳動(dòng)能傳遞的最大有效拉力Felim及最大功率P0(1)最大有效拉力：N406397N15593155933542112110...eeFFfflime=+-??=+-=αα(2)帶速：m/s5712m/s100060150016010006011.ndv=???π=?π=(3)最大功率：kW994kW1000561240639710000(v)FPlime=?==題13-3一帶傳動(dòng)的大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1=100mm，d2=400mm，小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1460r/min，滑動(dòng)率ε=0.02，傳遞功率P=10kW。求：帶速V、有效拉力Fe、大帶輪實(shí)際轉(zhuǎn)速n2。解答：1．帶速：m/s67m/s100060146010010006011.ndv=???π=?π=；2．有效拉力：N1316N671010001000=?==.vPFe；3．大帶輪實(shí)際轉(zhuǎn)速：()()r/mim358r/min400146010002.0112112=?-=-=dndnε。題13-4測(cè)得一普通V帶傳動(dòng)的數(shù)據(jù)如下：n1=1460r/min，中心距a=400mm，小帶輪直徑d1=140mm，大帶輪直徑d2=400mm，B型帶共3根，傳動(dòng)水平布置，張緊力按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，一班制工作，工作平穩(wěn)，試求：該V帶傳動(dòng)允許傳遞的最大功率。解答：查教材表13－3得單根B型帶所能傳遞的功率P0=2.83kW；傳動(dòng)比86214040012.ddi===，查教材表13－4并用插入計(jì)算得功率增量△P0=0.47kW；小輪包角1211403.57180≈?--=αadd，查表13－5得包角系數(shù)Kα=0.89；V帶計(jì)算長(zhǎng)度()()mm1634mm4221221≈-+++≈addddzaLcπ取基準(zhǔn)長(zhǎng)度1600mm，由表13－2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL=0.92；則V帶傳動(dòng)允許傳遞的最大功率：P=Z（P0+△P0）KαKL=8.11kW。題13-5設(shè)計(jì)一用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)的普通V帶傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率P=5.5kw，轉(zhuǎn)速n1=960r/mim，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i=2，兩班制工作，要求軸間中心距a＜600mm。解答：1．選擇V帶的型號(hào)（1）求計(jì)算功率PC：原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為破碎機(jī)及兩班制工作的已知條件，查教材表13－6取工況系數(shù)KA=1.4。則：Pc=KAP=1.4×5.5kW=7.7kW，(2)查圖13－15（普通V帶選型圖），根據(jù)Pc及n1選擇A型帶。2．設(shè)計(jì)參數(shù)選擇及主要幾何尺寸計(jì)算（1）確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2①選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑d1：教材表13－7中最小基準(zhǔn)直徑及帶輪基準(zhǔn)系列，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=125mm。②驗(yàn)算帶速：m/s28610006011.ndv=?π=，符合5-25m/s要求。③確定大帶輪基準(zhǔn)直徑：d2=id1=2×125mm=250mm。（2）確定基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld①初選中心距a0：根據(jù)0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及設(shè)計(jì)要求初選。0.7(d1+d2)=262.5mm，2（d1+d2）=750mm，設(shè)計(jì)要求軸間中心距a＜600mm，初選a0=500mm。②初算帶長(zhǎng)：()()()()mm1597mm500412525025012525002422212210≈?-+++?=-+++≈ππaddddzaLc③確定基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld：由基準(zhǔn)帶長(zhǎng)系列選取Ld=1600mm。（3）計(jì)算實(shí)際中心距a：mm5501mm21597160050020.LLaacd=-+=-+=取a=502mm。（4）驗(yàn)算小輪包角1α：()適用?≥?=??--?=??--?=α1207165357502125250180357180121...add。3．確定V帶根數(shù)Z單根A帶、n1=960r/mim及d1=125mm，查教材表13－3得基本額定功率P0=1.4kW；A帶、n1=960r/mim、i=2，查教材表13－4用插入法計(jì)算得功率增量△P0=0.12kW；查教材表13－2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)：KL=0.99；查表13－5得包角系數(shù)Kα=0.965則帶根數(shù)：()()3599096501204177......KkppPZLooc=??+=?+=α，取Z=6，未超過(guò)A型V帶傳動(dòng)推薦的Zmax=6，故該設(shè)計(jì)可用。4．計(jì)算初拉力F0及壓軸力FQ查教材表13－1得A型帶q=0.1kg/mN5166N2861096509650522866775005250022........qvKK.zvPzFco≈?+?????-???=+?????-=ααN1982N251666222716510≈???=α=?.Qsin.sinZFF。5．帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸（略）題13-6某帶傳動(dòng)裝置主動(dòng)軸扭矩為T(mén)1，兩輪直徑d1、d2各為100mm與150mm，運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生了嚴(yán)重打滑現(xiàn)象，后帶輪直徑改為d1=150mm，d2=225mm，帶長(zhǎng)相應(yīng)增加，傳動(dòng)正常，試問(wèn)其原因何在？解題分析：因?yàn)?，帶傳?dòng)正常工作的條件是：需要傳遞的有效拉力Fe≤??????+-=αα112110fflimeeeFF。而帶傳動(dòng)需要傳遞的有效拉力112000dTFe=，當(dāng)小輪直徑由d1=100mm變?yōu)?50mm，擴(kuò)大了1.5倍，則有效拉力F下降1.5倍。而在初拉力F0、帶和帶輪材料不變時(shí)，帶傳動(dòng)能傳遞的極限拉力Felim卻變化不太大，故可使得F≤Fflim，避免了打滑。題13-7一鏈號(hào)為16A的滾子鏈傳動(dòng)，主動(dòng)輪齒數(shù)z1=17，鏈輪轉(zhuǎn)速n1=730r/min，中心距a=600mm。求平均鏈速v，瞬時(shí)鏈速的最大值vmax和最小值vmin。解答：1．平均鏈速v：鏈號(hào)為16A時(shí)，鏈節(jié)距p=25.4mm。sm255m/s1000607304251710006011..pnzv=???=?=2．瞬時(shí)鏈速vmax、vmin。βω=cosdv112，其中：mm23.138mm17180sin/4.25180sin/1=?=?=zpdsrad4476srad60730260211.n=?π?=π=ω當(dāng)β=0時(shí)，有：sm28.5sm44.761000223.138cos211max=??==βωdv當(dāng)?±=?±=59.101801zβ時(shí)有：()sm19.5sm59.10cos44.761000223.138cos211min=?±???==βωdv題13-8某單排滾子鏈傳動(dòng)，已知主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=800r/min，齒數(shù)z1=19，z2=90，中心距a≈900mm，該鏈的極限拉伸載荷Q=55600N。若工作情況系數(shù)KA=1.2，求該傳動(dòng)能傳遞的功率。解答：實(shí)際能傳遞功率