机械设计课后习题答案

【机械设计】 在机械设计领域，带传动是一种常见的动力传递方式，主要应用于功率传输，尤其是在需要较远距离传动或需要缓和冲击的场合。题目中的内容涉及了带传动的设计计算，具体包括以下知识点： 1. **计算功率**：计算功率（Pca）是确定带传动能力的关键，它等于原动机的功率（P）乘以安全系数（KA）。例如，题目中提到的Pca = KA * P，其中KA = 1.1，P = 5.5 kW，计算得到Pca = 5.5 * 1.1 = 5.5 kW。 2. **选择带的型号**：根据计算功率Pca和小带轮的转速n1，可以参考图表（如图4.11）来选取适合的V带型号。本例中选择了A型V带。 3. **确定带轮基准直径**： - 小带轮基准直径dd1：根据表4.4和图4.11，取dd1 = 90 mm。 - 验算带速：带速s应满足设计要求，公式为s = v / d，其中v是带的速度，d是带轮直径。检查s值是否合适，确保传动效率。 - 大带轮基准直径dd2：通过计算得出，例如dd2 = m * dd1，其中m是传动比。 4. **验算实际传动比**：实际传动比i应等于小带轮转速n1与大带轮转速n2的比值，即i = n2 / n1。验算时要确保其值与设计要求一致。 5. **确定中心距及带的基准长度**： - 初选中心距a：a = (dd1 + dd2) / 2 + δ，δ为两带轮中心的最小间距，通常为带宽的2到7倍。 - 带的基准长度Ld：Ld = a + dd1 + dd2 - 2 * √(a^2 - (dd1/2)^2) - 2 * √(a^2 - (dd2/2)^2)，用于计算带的总长度。 - 计算实际中心距：实际中心距可能与初选值有所不同，需要重新计算以适应实际应用。 6. **验算包角**：包角α是带与带轮接触部分的弧度，理想情况下应大于120°，以保证良好的摩擦力传递。验算包角是否满足要求，即α = 180° - (θ1 + θ2)，其中θ1和θ2分别为两个带轮的中心角。 7. **确定带的根数**：依据表中的数据（如表4.5, 4.7, 4.8），计算所需带的数量z，以确保负载分配均匀并满足承载能力。 8. **确定有效拉力**：有效拉力Q是带传递的实际力，由公式Q = kv * vz * Pca * z计算得出，其中kv是考虑张紧力损失的系数，vz是带的线速度，Pca是计算功率，z是带的根数。 9. **求对轴的压力**：对轴的压力FQ等于有效拉力Q乘以一个系数（考虑链条的挠性等影响），即FQ = Q * sinα，α是带与轴之间的夹角。 类似地，对于链传动，其设计步骤也包括选择链轮齿数、确定计算功率、初定中心距、计算链条节数、选择链条型号、验算链速、确定实际中心距以及计算压轴力等步骤。例如，在链传动作业中，通过i选择链轮齿数，根据功率和链轮转速确定链条节数，然后根据图表选择合适的链条型号和节距，最后验算链速和确定实际中心距，计算压轴力。 无论是带传动还是链传动，设计过程中都需要综合考虑多个因素，包括功率需求、带速、带轮尺寸、中心距、链条节数、型号选择以及各种损耗和压力计算，以确保传动系统高效、可靠运行。