机械设计习题集答案第十二章 带传动设计
机械原理第十二章课后答案
第12章其他常用机构12-1棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？答：棘轮机构除了常用的间歇运动功能外，还能实现制动、进给、转位、分度、趙越运动等功能。
12-2某牛头刨床送进丝杠的导程为6mm,要求设计一棘轮机构，使每次送进呈可在0.2〜之间作有 级调整(共6级)。
设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆来推动，试绘出机构运动简图，并作必姜的计算 和说明。
解：牛头刨床送进机构的运动简图如图12-1所示，牛头刨床的横向进给是通过齿轮1、2,曲衲摇杆机构2、 3、4,練轮机构4、5、7来使与棘轮固连的丝杠6作间歇转动，从而使牛头刨床工作台实现横向间接进给。
通过 改变曲柄长度刃的大小可以改变进给的大小。
当棘爪7处于图示状态时，棘轮5沿逆时针方向作间歇进给运 动。
若将棘爪7拔出绕自身轴线转180°后再放下•由于棘爪工作面的改变.棘轮将改为沿顺时针方向间接进给。
G=^X360° = 12°O棘轮的齿数为360° 360° “0 12°设牛头刨床横向进给的初始位置如图12-1 (a)所示，则曲柄摇杆机构0。
2皿的极限位置为初始位置左右 转0/2,其中0为摇杆的摆角，极限位置如图12-1 (b)所示。
半-次进给量为0.2mm 时，帀为虽短，即得棘轮最小转角.2久 2穴 rac0 =〒仏二石".2 = 72。
每次送进量的调整方法：① 采用隐蔽棘轮罩来实现送进駅的调格：② 通过改变棘爪摆角來实现送进就的调整。
当一次进给虽为\.2tnm 时 即得棘轮最人转角当进给最为0.2/n/n 时，棘轮每次转过的角度为=—x0.2 = 6图(a)中所示，三个楝爪尖在練轮齿圈上的位置相互磅个齿風图(b)中所示，三个棘爪尖在練轮齿圈上的位買相互差I个齿距。
(a) (b)图12-212-4当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？答：如图12-3所示为用于电钟的棘轮机构。
机械设计基础 课后习题答案 第三版 高等教育出版社课后答案(1-18章全)
机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
《机械设计》第12章 蜗杆传动
阿基米德蜗杆：αx=20°
标准值
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
s
pz=zpx1 px1
2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1 螺纹
蜗杆
ψ πd1
tanψ =
s πd1
=
np πd1
∴ d1
=
Z1 tanγ
m
=
qm
γ πd1
tanγ
=
pZ πd1
=
πmZ πd1
1
=
mZ 1 d1
q
=
Z1 tanγ
具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力
特点：软硬搭配
蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调制处理
蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁
1、蜗杆材料
蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造。 对于高速重载的传动，蜗杆常用低碳合金钢， 如20Cr，20CrMnTi等，经渗碳淬火，表面硬度 HRC56～62，并应磨削。
MPa
= 12.86MPa < [σ F ]
齿根的弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算传动效率h
蜗杆分度圆速度为
v1
=
π d1n1
60×1000
=
3.14×112×1450 60×1000
m/
s
=
8.54m /
s
vs
= v1
cosλ
8.54
=
m / s = 8.59m / s
cos6.412°
查表4.9得
ρ v = 1°09′(1.15°)
h
(0.95
~
0.97)
tan tan( v)
H
480 d2
机械设计_答案_彭文生第十二章__带传动设计
（3）确定基准带长 Ld 根据 0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选中心距 a0=500mm，
Lc ≈ 2 a 0 +
π
z
(d 1 + d 2 ) +
(d 2 − d 1 )2
4a 0
题 12-5 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、有效拉力、大带轮实际转速 各为多少？ 解答： 1、带速
V=
πd 1 n1 π × 100 × 1460 = = 7 .6 m / s ； 60 ×1000 60 × 1000 1000P 1000 ×10 = = 1316 N ； V 7 .6
d1 n1 100 × 1460 = (1 − 0.02) = 358r 轮实际转速
n 2 = (1 − ε )
12-2
题 12-6 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，试求允许传递的最大功率。 解答： 查表得单根 B 型带所能传递的功率 P0=2.83KW； 传动比 i=d2/d1=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P0=0.47KW； 小轮包角 α 1 = 180 0 −
d 2 − d1 × 57.3 0 ≈ 140 0 ，查表得包角系数 Kα=0.89； a
机械设计带传动习题及答案
1、带传动是依靠＿＿来传递运动和功率的。
A、带与带轮接触面之间的正压力B、带与带轮接触面之间的摩擦力C、带的紧边拉力D、带的松边拉力2、带张紧的目的是＿＿。
A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命C、改变带的运动方向D、使带具有一定的初拉力3、与链传动相比较，带传动的优点是＿＿。
A、工作平隐，基本无噪声B、承载能力大C、传动效率高D、使用寿命长4、与平带传动相比较，V带传动的优点是＿＿。
A、传动效率高B、带的寿命长C、带的价格便宜D、承载能力大5、选取V带型号，主要取决于＿＿。
A、带传递的功率和小带轮转速B、带的线速度C、带的紧边拉力D、带有松边拉力6、V带传动中，小带轮直径的选取取决于＿＿。
A、传动比B、带的线速度C、带的型号D、带传递的功率7、中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由＿＿决定。
A、小带轮直径B、大带轮直径C、两带轮直径之和D、两带轮直径之差8、两带轮直径一定时，减小中心距将引起＿＿。
A、带的弹性滑动加剧B、带传动效率降低C、带工作噪声增大C、小带轮上的包角减小9、带传动的中心距过大时，会导致＿＿。
A、带的寿命缩短B、带的弹性滑动加剧C、带的工作噪声增大D、带在工作时出现颤动10、设计V带传动时，为防止＿＿，应限制小带轮的最小直径。
A、带内的弯曲成力过大B、小带轮上的包角过小C、带的离心力过大D、带的长度过长11、一定型号V带内弯曲应力的大小，与＿＿成反比关系。
A、带的线速度B、带轮的直径C、带轮上的包角D、传动比12、带传动在工作时，假定小带轮为主动轮，则带内应力的最大值发生在带＿＿。
A、进入大带轮处B、紧边进入小带轮处C、离开大带轮处D、离开小带轮处13、带传动产生弹性滑动的原因是＿＿。
A、带与带轮间的摩擦系数较小B、带绕过带轮产生了离心力C、带的紧边和松边存在拉力差D、带传递的中心距大［正确答案］答案：B、D、A、D、A、C、D、D、D、A、B、B、C。
机械设计基础习题及答案4套
机械设计基础（上）绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、 试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
机械课后习题答案第12章习题及解答
(2) 由表 14.8 查得 fT=0.95，载荷负荷平稳，由表 14.9 查得 fF=1.0，对球轴承取=3, 对
滚子轴承=10/3。将以上有关数据代入下式
Lh
106 60n
fT C fPF
对球轴承
Lh
106 0.95 22800 3 60 1000 5880
833.1
h,
不满足要求,
再选 6408 (Cr=50200, C0r=37800),得
T 9.55106 P 9.55106 2.6 64661.4 N·mm
n
384
Ft 2T1 129322.8 2917.5 N d1 44.326
Fr 1107.5 N
Fa 864.2 N
(2) 计算轴向力
R2V=457.98 R1V=649.5 R1H= R2H =1458.75
由机械零件设计手册得 30307 圆锥滚子轴承的 Cr=71200 N, C0r=50200 N , Y = 1.9, e=0.31 表 14.12 可知圆锥滚子轴承轴承的内部轴向力 SA、SB 为
S1= R1/2Y=584/（2×1.9）=153.6 N S2= R2/2Y=1776/（2×1.9）=467.4 N
h
所选轴承型号为 N410 合适。
12.15一齿轮轴由一对 30206 轴承支承，支点间的跨距为 200 mm，齿轮位于两支点的中央。
已知齿轮模数 mn=2.5 mm，齿数 z1=17，螺旋角=16.5，传递功率 P=2.6 kW，齿轮轴
的转速 n=384r/min。试求轴承的额定寿命。
解： (1) 计算齿轮的作用力
每个轴承的径向载荷 R=5880 N，载荷平稳，工作温度 t=125C，预期寿命 Lh=5000 h，
机械设计习题集答案第十二章带传动设计
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、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、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
（6）弹性滑动是带传动的固有特性，它是有害的，也是无法避免的，而打滑是由于有效拉力F达到或超过极限值Fflim，带与带轮在整个接触弧上发生相对滑动所产生的，这是必须避免的。
（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
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。
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（7）带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏，其设计准则是在保证不打滑的前提下，使传动带具有一定的疲劳强度和寿命。
题12-3简答题
解答：
（1）带速
（2）F1+F2=2F0=2×354=708N
联解
其中
即
解得F1=552.713N，F2=155.286N
（3）V带传动能传递的最大有效圆周力F及最大功率P0
题12-5一带传动的大、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、有效拉力、大带轮实际转速各为多少？
题12-2填空题
（1）带传动按其工作原理分为摩擦型带传动和啮合型带传动，摩擦型传动带按其横截面形状又可分为平带、V带、多楔带和圆带，其中传动能力最大的是多楔带。啮合型传动带只有同步齿形带一种。
（2）以下特点中（a传动平稳、b效率高、c宜用于许多特殊场合、d有过载保护性能、e轮轴上受力较小、f结构简单），属于带传动优点的是a、d、f。
（4）计算实际中心距a
。
（5）验算小轮包角α1
。
（三）确定V带根数Z
查表得单根A带基本额定功率P0=1.4KW，
查表用插入法计算得功率增量△P0=0.12kw，
查表得包角系数Kα及长度系数KL为：Kα=0.965、KL=0.99，
则带根数： ，取Z=6。
（四）计算初拉力F0及压轴力FQ
查得A型带q=0.1kg/m，
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）带传动为什么要张紧？常用的张紧方法有哪几种？若用张紧轮则应装在什么地
方？
答：带是不完全弹性体，在拉力作用下会产生塑性伸长，使张紧力逐渐减小而松弛。这将使带传动的传动能力下降，甚至失效。因此，带传动需要定期张紧或采用自动装紧装置。V带传动若采用张紧轮宜放在松边内侧靠近大轮或松边外侧靠近小轮处。
解答：
1、带速
；
2、有效拉力
；
3、大带轮实际转速
。
题12-6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，试求允许传递的最大功率。
（3）某普通V带传动，已知两带轮直径为150mm和400mm，中心距为1000mm，则小轮包角α1为165.68度，其带轮槽角一定小于40度。
（4）某普通V带传动，传递功率P=7.5KW，带速V=10m/s，紧边拉力是松边拉力的二倍，则F1=1500N、F2=750N。
（5）带传动在工作时，带中的应力有拉应力、离心拉应力、弯曲应力，其中在所有横剖面上都相等的应力是离心拉应力，带中的最大应力将产生在带的紧边绕上小带轮处。
A．要满足标准带长B．存在安装误差C．使用前要张紧
（4）带传动中，若产生打滑现象，是A。
A．沿小轮先发生B．沿大轮先发生C．沿两轮同时发生
（5）带轮的结构形式取决于B。
A．带轮材料B．带轮直径C．传递功率
（6）采用张紧轮张紧边内侧靠近小轮C．松边内侧靠近大轮。
，
。
（五）带轮结构和尺寸（略）
题12-8某带传动装置主动轴扭矩为T，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？讨论要点：1）有效拉力F、摩擦力的极限Fflim与哪些因素有关，关系的大小。
题12-4单根V带（三角带）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圆周力F及最大功率P0。
题12-7设计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：
（一）选型
查表取工况系数KA=1.4，
设计功率Pc=KAP=7.7kw，
由Pc及n1查选型图选取A型带。
（二）几何参数计算
解答：
查表得单根B型带所能传递的功率P0=2.83KW；
传动比i=d2/d1=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P0=0.47KW；
小轮包角 ，查表得包角系数Kα=0.89；
胶带计算长度
取基准长度1600mm，查表得长度系数KL=0.92；
则允许传递的最大功率P=Z（P0+△P0）KαKL=8.11kw。
第十二章带传动设计
题12-1单项选择题（选一正确答案，并将其符号填入题中空白处）
（1）标准V带型号的选定取决于C。
A．带的线速度B．带的有效拉力C．带传递的功率和小轮转速
（2）设计V带传动，限制带轮最小直径是为了限制C。
A．小轮包角αB．带的长度C．带的弯曲应力
（3）V带传动的实际中心距a一般与设计时初定中心距a0不一致，这主要是由于A。
分析与思考：
因F=2000T/d1，小轮直径由100mm变为150mm，扩大了1.5倍，则有效拉力F下降1.5倍，而摩擦力Fflim却变化不太大，故此时可能使得F≤Fflim，避免了打滑。
（1）带传动的带速V为什么规定在5~25m/s范围内？
答：因P=FV/1000KW，故当P确定，V过小时，F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Fflim严重下降，容易使得F≥Fflim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？
（1）带轮基准直径
参考最小基准直径及带轮基准系列，选取小带轮基准直径d1=125mm；
大带轮基准直径d2=id1=250mm。
（2）带速
，符合5-25m/s要求。
（3）确定基准带长Ld
根据0.7(d1+d2)＜a0＜2（d1+d2）及设计要求初选中心距a0=500mm，
，
由基准带长系列选取基准带长Ld=1600mm。