3
链传动习题解答
4
9-18 有一链传动，小链轮主动，转速n1=900r/min，齿数 z1=25，z2=75。现因工作需要，拟将大链轮的转速降低到 n2≈250r/min，链条长度不变，试问： (1)若从动轮齿数不变，应将主动轮齿数减小到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化? (2)若主动轮齿数不变，应将从动轮齿数增大到多少?此时链 条所能传递的功率有何变化? 解：新的传动比是
解：1、计算承载量系数Cp
V
dn
60 1000

200 1500 15 .7 m / s 60 1000
F 2 70 10 3 0.0015 2 Cp 1.7416 3 2VB 2 0.018 15 .7 160 10
2、确定偏心率χ （表12-7）
28
dn
3、选择轴瓦材料 [p]=15 MPa 4、选择配合
ZCuSn10P1（锡青铜） [pv]=15 MPa m/s φ90 H9/d9 [v]=10m/s
5、选择润滑剂
3号钙基润滑脂
防水
轴颈圆周速度 Vd小于1m/s
最高工作温度75℃
6、轴承的结构设计（略）
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12-28 一液体动力润滑径向滑动轴承，承受径向载荷F=70kN，转速 n=1500r/min，轴颈直径d=200mm，宽径比B/d=0.8，相对间隙ψ=0.0015，包 角α=180°，采用32号全损耗系统用油(无压供油)，假设轴承中平均油温 tm=50℃，油的粘度η=0.018Pa· s，求最小油膜厚度hmin。
2、计算p、pv、v值
F 100 10 3 p 13 .9 MPa dB 90 80
Fn 100 10 3 90 pv pv 5.89 MPa m / s 19100 B 19100 80
90 90 v 0.42 m / s 60 1000 60 1000
3 2 1 34 0.520 21.85 0.01409 737 N m
结论 : 大齿轮允许传递的转矩为 : 169Nm
10
蜗杆传动习题解答
11
11-15 图示蜗杆传动均是以蜗杆为主动件。试在图上标出蜗 轮(或蜗杆)的转向，蜗轮齿的螺旋线方向，蜗杆、蜗轮所受 各分力的方向。
0 d d 2 d d1 D 400 200 350 0 0 1.4 d d 2 d d1 D 280 140 250
但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。 方案一：仅使包角α1略有增加，但带速没有增加，小轮的 弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。 方案三：完全没有考虑带的传动能力。 方案二：由于小带轮直径的增加，不仅使包角α1略有增加 更主要的是，带速增加，小轮的弯曲应力明显减小，带的 传动功率得到根本改善。 结论：方案二合理
2 KT1 u 1 d1 u (Z H Z E )2 1 2 d [ H ]3 2 KT1 u 1 3 u (Z E Z H )2 1 2 b [ H ]3 d1 a 100 600 150 400 mm
9
E
[ H ] [ H ]2 430 MPa 10-34 一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=60，m=4mm，B1=45mm， d 31 d [ H ]22 B2=40mm，齿轮材料为锻钢，许用接触应力[σH]1=500MPa，[σH]2=430MPa， T2 T1 2.323K H ( 1)Z 2 E 许用弯曲应力[σF]1=340MPa， [σF]2=280MPa，弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷 3 系数K=1.40，求大齿轮所允许的输出转矩T2(不计功率损失)。53430 2 380 30. 2.23 1.4189 .82 解： 169 N m
带传动习题解答
1
8-16一带式输送机装置如图所示。已知小带 轮基准直径dd1=140mm，大带轮基准直径 dd2=400mm，鼓轮直径D=250mm，为了提 高生产率，拟在输送机载荷不变(即拉力F不 变)的条件下，将输送带的速度v提高，设电 动机的功率和减速器的强度足够，且更换大 小带轮后引起中心距的变化对传递功率的影 响可忽略不计，为了实现这一增速要求，试 分析采用下列哪种方案更为合理，为什么? (1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm；
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F2 150 0.9 1000 2400
残余预紧力： F1 F2 F 2400 1000 1400
教材第74页
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5-23 图示凸缘联轴器 (GB/T5843-1986)的型号为 YLDl0，允许传递的最大 转矩T= 630N· m，两半联轴 器采用4个M12的铰制孔用 螺栓联接，螺栓规格为 M12×60(GB/T 27-1988)， 螺栓的性能等级为8.8级， 联轴器材料为HT200，试 校核其联接强度。
答：（1）承载能力提高 （2）承载能力下降
（3）承载能力提高
（4）承载能力提高
26
12-22 在设计液体润滑轴承时，当出现下列情况之 一后，可考虑采取什么改进措施(对每种情况提出两 种改进措施)? (1)当hmin<[h]时； (2)当条件p<[p]，v<[v]，pv<[pv]不满足时； (3)当计算入口温度ti偏低时。 答：（1）提高η、降低Rz、提高B、提高d
该链传动所允许传递的功率为:
P0 K L K K P 25 1.11 1.08 1 P 25 KW KA 1.2
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齿轮传动习题解答
7
10-33 设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为 [σ H]1=700MPa，[σ H]2=600MPa，求得中心距a =100mm；现改用 [σ H]1=600MPa，[σ H]2=400MPa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接 触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距。
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解：
接触疲劳强度的校核公式 接触疲劳强度的设计公式
2 KT 1 u 1 Z H Z E d1 d u [ ]H
3 3
H ZE ZH
KFt u 1 [ H ] bd1 u

2
Z E 2 Z 2 H KFt u 1 d1 u 1 2 b [ H ] Z 2 E Z H 2 K 2T1 d1 u 1 u 1 2 b [ H ] a 100 600 150 400 mm
(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm；
(3)将鼓轮直径D增大到350mm。
0 d d 2 d d1 D 400 200 350 0 0 1.4 d d 2 d d1 D 280 140 250
2
解：
仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且 提高的幅度是相同的。
满足齿根弯曲疲劳强度的输出转矩 : YFa 1YSa1 2.801.55 0.01276 [ F ]1 340 YFa 2 YSa 2 2.281.73 0.01409 [ F ]2 280 m3 d Z 21 [ F ]2 T2 T1 YFa 2YSa 2 2KF
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11-17 图示为简单手动起重装置。若按图示方向转动蜗杆， 提升重物G，试确定： (1)蜗杆和蜗轮齿的旋向； (2)蜗轮所受作用力的方向(画出)； (3)当提升重物或降下重物时，蜗轮齿面是单侧受载还是双 侧受载?
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11-22 为什么普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗 轮轮齿的强度，用碳钢或合金钢制造蜗轮有何不利?
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教材第336页
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解:
题意为受转矩作用的铰制孔螺栓组联接 Fmax T rmax ri 2
i 1 4
T 630 10 3 2423 4r 4 65
N
螺栓的最短承载长度 [参见《 机械设计课程设计手册》 第38页] Lmin 60 - l 0 20 18 mm 螺栓的许用剪切应力 [ ]
（2）提高η、提高B、降低d、更换轴瓦材料
（3）提高η、降低Rz、降低B/d、提高ψ
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12-26 起重机卷筒轴采用两个不完全液体润滑径向滑动轴承支 承，已知每个轴承上的径向载荷F=100kN，轴颈直径d=90mm， 转速n=90r/min。拟采用整体式轴瓦，试设计此轴承，并选择 润滑剂牌号。
解：1、取宽径比B/d=0.9 则 B=0.9*90=81 取 B=80 mm
Z KZ 1 19
1.08
21 19
1.08
1.11
L KL P 100
2
0.26
139 100
0.26
1.08
2 910 21 105 105 21 25 .4 [ LP 139 节] 25 .4 2 910 2
0.75 0.7 0.7 1.742 1.538 0.7239 1.965 1.538
基本数据 : d1 mz1 4 20 80 d 2 mz 2 4 60 240 b d 2 40 0.5 d1 80 z z2 60 3 20 1 满足齿面接触疲劳强度的输出转矩 : Z E 189 .8 [ H ] [ H ] 2 430 MPa d 31 d [ H ]22 T2 T1 2.323K H ( 1)Z 2 E 3 2 380 30.534302 2.23 1.4189 .8 169 N m
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螺纹联接习题解答
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5-22 受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用 橡胶垫片。已知预紧力F0=1500N，当轴向工作载荷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱF=1000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的 残余预紧力。 解: