机械设计习题集答案第十二章带传动设计
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、链习题与参考答案
习题与参考答案一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案)1 带传动是依靠 b 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 d 。
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 。
A. 工作平稳，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 d 。
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 。
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. 带的松边拉力6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。
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 d 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 d 。
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D. 小带轮上的包角减小9 带传动的中心距过大时，会导致 d 。
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 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 C 。
A. Felim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。
《机械设计基础》课后习题答案
模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。
2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。
3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。
4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。
5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。
6、V带传动中，限制带的根数Z≤Z max，是为了保证每根V带受力均匀（避免受力不均）。
7、V带传动中，带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。
8、带传动常见的X紧装置有定期X紧装置、自动X紧装置和X紧轮等几种。
9、V带两工作面的夹角θ为40°，V带轮的槽形角ϕ应小于θ角。
10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力较小，其原因是链传动不需要初拉力。
11、链传动X紧的目的是调整松边链条的悬垂量。
采用X紧轮X紧时，X紧轮应布置在松边，靠近小轮，从外向里X紧。
二、选择1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。
A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力。
2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（C）。
A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头。
3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（D）。
A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损；C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动。
4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（B）。
A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等；C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够。
5、带传动发生打滑总是（A）。
A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。
6、带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是（B）。
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。
机械设计填空选择(含答案)
第1章复习思考题：1.机器的基本组成要素是_______机械零件。
2.在各种机器中经常用到的零件称为____通用零件____。
只在特定型式的机器中出现的零件称为___专用零件_____。
由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体称为__部件_____。
3.下列零部件中不是标准件的是___B____。
A.V带B.齿轮C.滚动轴承D.滚子链4.机械零件与机器的关系是__局部___和__整体____的关系。
5.下列零件中不是通用零件的是___C___。
A.链轮B.花键C.曲轴D.螺旋6.所谓一般尺寸和参数的通用零件是指____除开巨型、微型及在高压、高温、低温条件下工作的通用零件_____________。
第2章复习思考题：1.一部完整的机器的三个基本组成部分是__原动机部分____、__传动部分___、__执行部分2.设计机器时应满足的基本要求有_避免在预定寿命内失效____、__结构工艺要求__、_经济性要求___、__质量小要求_、__可靠性要求。
3.影响零件寿命的主要因素有__.材料的疲劳____、_材料的腐蚀____以及相对运动零件接触表面的磨损等三个方面。
4.机器的可靠度是指___在规定的使用时间内和预定的环境条件下机器能正常工作的概率_______。
零件的可靠度是__时间__的函数。
5.机械零件的设计准则一般有___强度准则刚度准则寿命准则振动稳定性准则可靠性准则__6.机器由于某种故障而不能完成其预定的功能称为___失效____。
7. ___腐蚀磨损__、和___疲劳____是引起零件失效的主要原因。
8.影响零件材料疲劳强度的主要因素有__应力集中零件尺寸大小零件表面品质_及环境状况。
9.下列标准代号的含义分别为：ISO-__国际标准____、GB/T -___ 国家推荐使用标准___、JB -___机械工业部颁标准___、QB -__企业标准____。
第3章复习思考题：1.___材料经过N次应力循环后，不发生破坏的应力最大值____称为材料的疲劳极限。
机械设计习题集答案第十二章 带传动设计
（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。
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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
(2) 设计V 带传动，限制带轮最小直径是为了限制 A .小轮包角a B .带的长度
(3) V 带传动的实际中心距 A .要满足标准带长 a 一般与设计时初定中心距 B •存在安装误差 a o 不一致，这主要是由于
C .使用前要张紧
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 o
(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a 1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，贝U F 1=1500N 、F 2=750N o
(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。
(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 F flim ，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
(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 F fim
严重下降，容易使得 F A F flim 产生打滑，且此时抖动严重，故 V 不宜大于25m/s o
(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) 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
(4) (5) 带传动中，若产生打滑现象，是 A •沿小轮先发生 带轮的结构形式取决于 A .带轮材料
A o
B .沿大轮先发生 B o B .带轮直径 (6) 采用张紧轮张紧 V 带传动时通常应安装在
A .紧边内侧靠近小轮
B .松边内侧靠近小轮
C o C .沿两轮同时发生 C .传递功率
C .松边内侧靠近大轮。
C .带传递的功率和小轮转速 C o
C .带的弯曲应力
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:
F i / F 2 =3.559
解得
F i =552.713N , F 2=155.286N
(3) V 带传动能传递的最大有效圆周力
F 及最大功率P 0
e f c 1—1
3.559 —1
=2F 0
2 354
397.406N
e
f c 1 北
3.559 +1
FV
397.406 12.56
4.99KW
GOOO
1000
、， Ji di n i
兀勺00汇1460
，
V
7.6m/s ;
60 1000 60 1000
有效拉力
1000P 1000 10 F
1316N ；
V
7.6
3、大带轮实际转速
t
&祁1
』
100^1460
题12-4单根V 带（三角带）传动的初拉力 主动轮转速n i =l500r/min ，主动带轮上的包角 试求：（1）V 带紧边、松边的拉力 F i 和F 2； 能传递的最大有效圆周力 F 及最大功率P 。
F 0=354N ，主动带轮的基准直径 d di =160mm , a
1
=150°,带与带轮上的摩擦系数为 f=0.485。
（忽略带的离心拉力的影响） （2） V 带传动 r:d 1 山
(1) 带速 V 宀―：—
160 1500
=12.56m/s
60X1000 60X1000
(2) F i +F 2=2F 0=2 X 354=708N
=e f
」
2
150°
、
I 1 -亍二-2.618弧度
1800
(2.718)0.485 2.618
=3.559 其中
e
f ：1
P 0
题 n i =1460r/min ，滑动率£
=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？
12-5
带传动的大、小带轮的基准 直径 d i =i00mm ， d 2=400mm ，小带轮转 速
解答:
1、 带速
2、
n2=Q Y) ------- =(1 -0.02 )--------- =358r/mim。
d2400
题12-6 测得一普通V带传动的数据如下：m=i460r/min，中心距a=400mm，小带轮直径
d!=l40mm，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P o=2.83KW ；
传动比i=d2/di=2.86，查表并用插入计算得功率增量△P o=O.47KW ;
小轮包角o(i =180° —d2一d
l X57.30 "40°，查表得包角系数K“=0.89 ;
a
胶带计算长度Lc丸2a +三(d r +d 2片© 2 _dl丫 &1634 mm
z 4a
取基准长度1600mm，查表得长度系数K L=0.92；
则允许传递的最大功率P=Z ( P0+ △ P0) K a K L=8.11kw。
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 v 600mm。
则带根数：Z 5.3，取Z=6。
（Po 5。
必
（四）计算初拉力F o及压轴力F Q 查得A型带q=0.1kg/m , £ =5|0c（2^凸口/ 韵6馭,
F Q =2ZF o sin 巴丸2001N。
2
（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d i、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d i=i50mm，cb=225m m，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F fnm与哪些因素有关，关系
的大小。
分析与思考：
因F=2000T/d 1，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F flim却变化不太大，故此时可能使得F W F flim，避免了打滑。