第13章带传动和链传动
《机械设计基础》试题库_V带传动
第13章带传动和链传动习题与参考答案一、判断题：1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。
A．正确 B. 错误2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。
A．正确 B. 错误3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。
A．正确 B. 错误4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。
A．正确 B. 错误5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。
A．正确 B. 错误6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。
A．正确 B. 错误7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正比。
A．正确 B. 错误8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。
A．正确 B. 错误9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。
A．正确 B. 错误10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。
A．正确 B. 错误11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。
A．正确 B. 错误12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。
A．正确 B. 错误13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。
A．正确 B. 错误二、选择题：1．选取V带型号，主要取决于（）。
A.带传动的功率和小带轮转速B.带的线速度C.带的紧边拉力2．设计带传动时，考虑工作情况系数K A的目的是（）。
A.传动带受到交变应力的作用B.多根带同时工作时的受力不均C.工作负荷的波动3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。
A.小于40°B.等于40°C.大于 40°4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。
A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。
A.小带轮松边由外向内B.小带轮松边由内向外C.大带轮松边由内向外6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。
链传动
第七章 链传动 §7-1 链传动的特点和应用1．组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条组成。
工作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传递运动和动力。
2．特点：3．1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比； 2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。
4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。
4．应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。
传动链传递的功率一般在100kW 以下，最大传动比8max i ，链速不超过15m/s 。
本章主要讨论滚子链。
§7-2 传动链的结构特点一．滚子链滚子链是由滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5组成。
内链板和套筒之间、外链板与销轴之间分别用过盈联接固联。
滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。
当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。
滚子活套在套筒上，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，减轻了齿廓的磨损。
链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。
因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。
内、外链板制成8字形，是为了使链的各剖面具有相近的抗拉强度，也可减轻链的质量和运动时的惯性力。
传动链使用时首尾相连成环形，当链节数为偶数时，接头处可用内、外链板搭接，插入开口销或弹簧夹锁住。
若链节为奇数，需采用一个过渡链节才能首尾相连，链条受拉时，过渡链节将受附加弯矩，所以应尽量采用偶数链节的链条。
滚子链与链轮啮合的基本参数是节距p 、滚子外径d 1和内链节内宽b 1。
其中，节距是滚子链的主要参数。
节距增大时，链条中各零件的尺寸也要相应增大，可传递的功率也随之增大。
《机械设计基础》试题库及答案详解
机械设计基础试题库一、判断(每题一分)1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。
……（√）2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。
（×）4、机构是具有确定相对运动的构件组合。
………………………………（√）5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。
………………（√）6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。
……（×）7、连杆是一个构件，也是一个零件。
………………………（√）8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。
………………………………（×）二、选择(每题一分)1、组成机器的运动单元体是什么？（ B ）A．机构 B．构件 C．部件 D．零件2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ）A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（ D ）A．构件是机器零件组合而成的。
B．构件是机器的装配单元C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（ B ）A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ）A．数控机床的刀架 B．工业机器人的手臂C．汽车的轮子 D．空气压缩机三、填空(每空一分)1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。
车床上的主轴属于（执行）部分。
2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。
3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。
4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。
5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。
机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。
2 平面机构一、填空题(每空一分)2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。
昆明理工大学机械设计基础四版学习概要及作业集(下册)0825
《机械设计基础》学习概要及作业集（下册）姓名：学号：专业年级：学院：昆明理工大学目录第二章平面连杆机构--------------------------------------------------------------3第四章齿轮机构--------------------------------------------------------------------7第九章机械零件设计概论--------------------------------------------------------11 第十一章齿轮传动--------------------------------------------------------------------------------- 12第十三章带传动和链传动-----------------------------------------------------------16第十六章滚动轴承--------------------------------------------------------------------20第二章平面连杆机构教学目标1、知道何谓平面连杆机构？它有哪些优、缺点？2、清楚平面连杆机构有哪些运动和动力特性？3、知道铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？4、对机构演变的方法有所了解。
5、掌握四杆机构设计的几种方法。
6、了解常用四杆机构的特点及实际应用。
具体内容 1、平面连杆机构的特点2、铰链四杆机构的基本类型和特性3、铰链四杆机构曲柄存在条件4、平面四杆机构的演变方法5、平面四杆机构的设计基本要求平面连杆机构的优缺点及应用；急回特性、极位夹角、行程速比系数、压力角、传动角、最小传动角及其出现位置、死点；曲柄存在条件，图解法设计四杆机构。
重点铰链四杆机构的基本形式；铰链四杆机构的运动特性；曲柄存在条件；四杆机构的应用难点平面四杆机构的演化习题2—１试根据图中注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构。
机械基础 课件 第十三章-带传动
解：（1）传递的圆周力
Fe v P 1000
1000 P 1000 15 Fe 1000N v 15
（2）紧边、松边拉力
170 F1 F1 f 1 1 2.97 rad 2.437 e 180 F2 F2 F F F 1000 1 2 e 解得F 1694 N, F 694 N
设小、大带轮的直径为d1、 d2 ，带长为Ld。 则包角 2
d 2 d1 180 57.3 a 式中“”适用大轮包角2， “”适用小轮包角1 。
d 2 d1 sin 代入 2a
带长Ld： Ld 2AB BC AD
2a cos
弹性滑动 ——是指正常工作时的微量滑动现象，由 拉力差（即带的紧边与松边拉力不等）引 起了带的不同弹性变形量，使得带的速度 低于主动轮的速度，高于从动轮的速度， 带沿着轮面产生滑动。这在带的工作中是 不可避免。
弹性滑动引起的不良后果： ● 使从动轮的圆周速度低于主动轮 ，即 v2 < v1； ● 产生摩擦功率损失，降低了传动效率 ； ● 引起带的磨损，并使带温度升高 ； 打滑引起的不良后果： 打滑将造成带的严重磨损，带的运动处于不稳定状 态，致使传动失效。
第十三章 带传动
§13-1 带传动概述 §13-2 带传动的受力分析
§13-3 带传动的计算 §13-4 V带轮的结构 §13-5 带传动的张紧装置 补充：链传动
挠性传动——
通过中间挠性件传递运动和动力的传动机构； 由主动轮、从动轮和中间挠性件所组成； 包括：带传动、链传动和绳传动。
挠性传动的工作原理——
越大，传动比的变化越大。一般V带传动的滑动率在1%2%内， 一般计算不予考虑。
第十三章 主传动设计--机械制造技术A-2
3.主传动的结构设计 ⑴绘制主传动的主轴变速箱装配图； ⑵进行必要的动力验算。 4.零件设计。
§ 13-2 主传动的运动设计
一、转速图
例：XA6132A型铣床的转速图。
转速范围30~1500r/min，公比 =1.26， Z=18，电动机转速n0=1440r/min。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
B
总结：
课二：
三、主传动的设计要点
1.变速组中极限传动比及变速范围的限制条件
1 最小传动比： u min 4 最大传动比： umax 2
（直齿）
umax 2.5（斜齿）
最大变速范围：
rmax
umax 2 ~ 2.5 8 ~ 10 umin 0.25
回顾
计算最大变速范围：
例： 18=31·3·9 3 2
Z1
Z4
u1=1 u2=1/41/4=1/16 rmax=16
背轮机构的优点： 1.变速范围大； 2.结构紧凑，工艺性好； 3.传动链短，传动效率高； 4.传用齿轮的传动系统
Za3 Za2 Za1
Zg
Sb K Sa
Zb1
Zb2
公用齿轮的选取原则：
1.选择大的齿轮为公用齿轮。 2.前后两个变速组的齿数和应接近，一般： Sb 1≤K≤1.25 K
Sa
§ 13-3 主传动的结构设计
五、计算转速的确定
计算转速：传动件在传递全部功率时的最低转速。
P PE T 9550 9550 nc nc
P T
P
T
nmin
nc
nmax
n
（一）主轴计算转速的确定
u Z SZ 1 u 1 Z SZ 1 u
带传动习题
第13-1章带传动设计一、选择题1．平带、V带传动主要依靠____传递运动和动力。
(1）带的紧边拉力（2）带和带轮接触面间的摩擦力（3）带的预紧力2．在一般传递动力的机械中，主要采用传动____。
（1）平带（2）同步带（3）V带（4）多楔带3．平带传动要实现两平行轴同方向回转，可采用____传动。
(1)交叉 (2)半交叉 (3)开口 (4)角度4．带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带____。
（1）强度高（2）尺寸小（3）有楔形增压作用（4）没有接头5．带传动中，带截面楔角为40°，带轮的轮槽角应＿40°。
（1）大于（2）等于（3）小于6．带传动中，v1为主动轮圆周速度, v2为从动轮圆周速度, v为带速，这些速度之间存在的关系是____。
（1）v1＝v2＝v (2)v1＞v＞v2 (3)v1＜v＜v2 (4)v1＝v＞v27．带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为____。
（1）带的材料不符合虎克定律（2）带容易变形和磨损（3）带在带轮上打滑（4）带的弹性滑动8．带传动工作时产生弹性滑动是因为____。
（1）带的预紧力不够（2）带的紧边和松边拉力不等（3）带绕过带轮时有离心力 (4)带和带轮间摩擦力不够9．带传动打滑总是____。
（1）在小轮上先开始（2）在大轮上先开始（3）在两轮上同时开始10．带传动中，带每转一周，拉应力是____。
（1）有规律变化的（2）不变的（3）无规律变化的11．带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带____处。
（1）进入主动轮（2）进入从动轮（3）退出主动轮（4）退出从动轮12．带传动中，带速v＜10m／s，紧边拉力为F1，松边拉力为F2。
当空载时，F1和F2的比值是____。
（1）F1／F2≈0 （2）F1／F2≈1 （3）F1／F2=e fα（4）1＜F1／F2＜e fα13．带传动工作时，紧边拉力为F1，松边拉力为F2，若带速对v＜10m／s，当载荷达到极限值，带将开始打滑还未打滑时，F1和F2的比值为____。
考研备考期末复习 机械设计基础 第13章 带传动和链传动
机械设计基础 — 带传动和链传动
七、带传动的应用 在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传
动比有精确要求的场合。功率P<100KW，带速v=5~25m/s， 传动比i<7。
2
d2 d1
2a
L
2a
2
(d1
d2
)
d2
d1 4a
2
机械设计基础 — 带传动和链传动
B
A
α1
θ
α1
d2
d1
D
aC
带长:
L
2a
2
(d1
d2
)
d2
d1 4a
2
已知带长时，由上式可得中心距 :
a 2L (d1 d2 ) 2L (d1 d2 )2 8(d2 d1 )2
8
机械设计基础 — 带传动和链传动
楔角φ
40 ˚
φ
每米质量q（kq/m） 0.04 0.06 0. 10 0.17 0.30 0.6 0.87
在V带轮上，与所配用V带的节面宽度相对
应的带轮直径称为基准直径d。
d
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准直
径上的周线长度称为基准长度Ld 。
bd
机械设计基础 — 带传动
窄V带的结构及尺寸
φ =40˚，h/bd =0.9的V带称为窄V带。
2
F2 AE
∴ 1 2
带绕过主动轮时，带一边绕进， 一边向后收缩，使带速落后于轮 速： v带v1。
F2
F2 n1
n2
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1.紧边和松边拉力产生的拉应力
MPa MPa
A为带的横截面积
F2
2.离心力产生的拉应力 dl 带在微弧段上产生的离心力： dFNc
r
设计：潘存云
dFNc m a (rd )q r
v (rd )q r 2 qv d N
2
2
dα
F1
离心力 FNc在微弧段两端会产生拉力 Fc。
13 11 8
0.01
17 22 32 14 19 27 10.5 13.5 19 40 ˚
0.17 0.30 0.62
38 50 32 42 23.5 30
0.90 1.52
b bd
φ
V带在规定的张紧力下，位于带轮基准 直径上的周线长度称为基准长度Ld 。 标准长度系列详见下页表13-2 ，P202
V带轮的 基准圆
1 b1 c
弯曲应力
δb1
α1 n1
δb2 n2
离心应力
α2
δmax
δ1
拉应力
5. 作用在轴上的力 由力平衡条件得静止时轴上的压力为：
FQ 2 F0 sin
F0
FQ
1
2
α1
设计：潘存云
FQ
设计：潘存云
F0
F0 α 1 2
α1 2
第13章
§13-1 §13-2 §13-3 §13-4 §13-5 §13-6 §13-7 §13-8 §13-9 §13-10 §13-11 §13-12 §13-13
带传动和链传动
带传动的类型和应用 带传动的受力分析 带的应力分析 带传动的弹性滑动和传动比 普通V带传动的计算 V带轮的结构 同步带传动简介 链传动的特点和应用 链条和链轮 链传动的运动分析和受力分析 链传动的主要及其选择 滚子链传动的计算 链传动的润滑和布置
φ =40˚，h/bd =0.9的V带称为窄V带。
与普通V带相比，高度相同时，宽度减小1/3，而承载 能力提高1.5~2.5倍，适用于传递动力大而又要求紧凑 的场合。 窄V带的结构及截面尺寸
型 号 宽度b(mm)
3 v
5V 8V
高度 h(mm) 可替代的 普通V带
8
13.5 23
b
设计：潘存云
9.5 (3/8英寸)
抗拉体
设计：潘存云 设计：潘存云
应用：两轴平行、且同向转动的场合。称为开口传动。
带传动的几何关系 中心距a 包角α: 2
B A
α1
设计：潘存云
θ
d2
设计：潘存云
d 2 d1 因θ 较小,以 sin 2a d 1 d d 代入得: 2 1 (rad ) D
MPa
dα 2
Fc
F1
3.弯曲应力当带绕过带轮时，因为弯曲而产生弯曲应力 设y为带的中心层到最外层的垂直距离； E为带的弹性模量；d为带轮直径。 由材料力学公式得 2 yE MPa 弯曲应力为: b d 4. 应力分布及最大应力
V带的节线
y
设计：潘存云
d
最大应力σ max出现在紧边与 小轮的接触处。
为滑动率。
n1d1 (1 ) 得从动轮的转速： n2 d2 n1 d2 带传动的传动比：i d1 (1 ) n2
V带传动的滑动率ε =0.01~0.02，一般可忽略不计。
§13-5
普通V带传动的计算
V带可分为：普通V带、窄V带、宽V带、大楔角V带、 汽车V带等类型。其中普通 V带应用最广。 一、V带的规格 组成：抗拉体、顶胶、底胶、包布。 节线：弯曲时保持原长不变的一条周线。 节线 节面：全部节线构成的面。
d d 180 2 1 57.3 a
θ
θ
α2
a
a
C
带长: L 2 AB BC AD
d2 d1 2a cos ( 2 ) ( 2 ) 2 2 2a cos
2
2
(d1 d 2 ) (d 2 d1 )
1 2 d 2 d1 以 cos 1 sin 1 及 代入得： 2 2a
da 2 由力平衡条件得： 2 Fc sin qv da 2
da da 取 sin ，得 : 2 2
往x轴投影
dα 2 Fc
dFNc dl
设计：潘存云
F2
Fc qv
2
N
r
离心力只发生在带作圆周运动的部分， 但由此引起的拉力确作用在带的全长。
dα
Fc qv 2 离心拉应力： c A A
F1 f ' e F2
F1 F f ' e 1 1 F2 F f ' e 1 1 F F1 F2 F1 (1 f ' ) e e
f '
§13-3
F1 紧边拉应力： 1 A F2 松边拉应力： 2 A
带的应力分析
→挠性体摩擦的基本公式
dF fd F fdFN dF F1 F1 dF ln f 积分得： F2 F2 F 0 fd F1 f 紧边和松边的拉力之比为： e F2
dFN Fd
联立求解：
F=F1 - F2
F1 e f F2
分析： α↑
e f F1 F f e 1
带经过从动轮时，将逐渐被拉长并沿轮面滑动，使带 速超前于轮速。 这种因材料的弹性变形而产生的滑动被称为弹性滑动。 d 2 n2 d1n1 m / s 总有：v2 < v1 v1 m / s v2
60 1000
60 1000
v1 v2 d1n1 d 2 n2 定义： v1 d1n1
带传动的张紧方法： 1.调整中心距
a a
滑道式张紧装置
调整螺钉 调整螺钉
摆架式张紧装置
带传动的张紧方法： 1.调整中心距 2.采用张紧轮 3.自动张紧
设计：潘存云
设计：潘存云
销轴
自动张紧装置
张紧轮
带传动的优点： 1. 适用于中心距较大的传动； 2. 带具有良好的挠性，可缓和冲击、吸收振动； 3. 过载时带与带轮之间会出现打滑，避免了其它零 件的损坏； 4. 结构简单、成本低廉。
φ/2
FN/2
FN
FN/2
φ
f FQ ' FF f F f f f FQ NN Q sin sin 22
FN=FQ FN=FQ/sin(φ/2) f ’-----当量摩擦系数, f ’ >f
在相同条件下 ，V带能传递较大的功率。 或在传递功率相同时，V带传动的结构更为紧凑。
用 f ’ 代替 f 后，得以下计算公式：
称 F1 - F2为有效拉力，即带所能传递的圆周力： F = F1 - F2 Fv 且传递功率与圆周力和带速之间有如下关系：P
当圆周力F>∑Ff时，带与带轮之间出现显著的滑动，称为 打滑.经常出现打滑使带的磨损加剧、传动效率降低，导致 以平带为例，分析打滑时紧边拉力F dα 传动失效。 和松边拉力F 之间的关系。 F
1 F2 F f e 1
→F↑
1 F F1 F2 F1 (1 f ) e
用 α1 → α
FQ
f↑
∵ α 1< α 2
V带传动与平皮带传动初拉力相等时，它们的法向力则不同。
平带的极限摩擦力为: FN f = FQ f 则V带的极限摩擦力为 ：
FQ
φ/2
设计：潘存云
设计：潘存云
包布 顶胶 抗拉体
节面
设计：潘存云
帘布芯结构
底胶
绳芯结构
φ =40˚，h/bd =0.7的V带称为普通V带。已经标准化，有七种型号。 表13-1 普通V带的截面尺寸（GB11544-89）
型 顶宽b 号 O A B C D E F
节宽 bd 高度 h
楔角φ
每米质量q（kq/m）
10 8.5 6
0.06
带传动的缺点：
1. 传动的外廓尺寸较大； 2. 需要张紧装置； 3. 由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比； 4. 带的寿命较短； 5. 传动效率较低。
应用：两轴平行、且同向转动的场合（称为开口传 动），中小功率电机与工作机之间的动力传递，一般 布臵在传动的第一级，即原动机与工作机之间，可以
起到过载保护。
V带传动应用最广，带速： v=5~25 m/s 传动比：i≤7 效率： η≈ 0.9~0.95
§13-2
F1 = F2 = F0
F0
带传动的受力分析
n2
n1
静止时，带两边的初拉力相等：
F0
设计：潘存云
n1 主动轮
松边 F2 F2 F1 F1 紧边
n2
设计：潘存云
F0 F0
从动轮
传动时，由于摩擦力的作用，带两边的拉力不再相等： F1 ≠ F2 F1↑ ，紧边 F2 ↓松边 设带的总长不变，则紧边拉力增量和松边的拉力减量相等： F1 – F0 = F0 – F2 F0 = (F1 + F2 )/2
F0
§13-4
带传动的弹性滑动和传动比
设带的材料符合变形与应力成正比的规律，则变形量为： F2 F 1 松边： 紧边： 2 1 AE AE F
∵ F1 > F2
∴ ε
1
> ε
2
n1
主动轮
F2
2
设计：潘存云
n2
带绕过主动轮时，将逐渐缩 短并沿轮面滑动，使带速落 后于轮速。
F1 F1 从动轮
§13-1
带传动的类型和应用
带传动的组成： 主动轮1、从动轮2、环形带3。 F0 F0