第十三章带传动和链传动 ★考点及常见题型精解 添加:管理员 来源本站 阅读9036 时间2010/75121622 市章考点 (1)基本概念:带、链传动的基本类型、特点、工作原理、应用场合、布置、张紧 和维护等 (2)摩擦带传动的特点问题:弹性滑动、打滑、滑动率、最大有效拉力等。 3)带传动力分析:F1,F2、F0、F、F及Fma各力之间的关系,尤其是最大有 效拉力Fma的计算及其影响因素;带传动的应力分析 (4)滚子链标准及结构特点 (5)链传动的运动特性、受力分析,尤其是多边形效应问题。 (6)带、链传动的失效形式和设计准则。 (7)带、链传动的参数选择 曲型例题 13.1带传动减速工作时,带与小带轮间的摩擦力和带与大带轮间的摩擦力两者大 小是否相等?为什么?带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等?为什 答:带与大、小带轮间的摩擦力相等。因为带与带轮间的摩擦力就等于带的紧边拉 力F1与松边拉力F2之差,即F=F1-F2,在大小带轮上是一样的,减速工作时若考虑到 带的传动效率,小带轮上的摩擦略大些 正常工作与打滑时的摩擦力不相等。因为正常工作时,带与轮间的摩擦力随传递功率 的不同而在一定的范围里变化,其值应等于有效拉力。而打滑时,带与带轮间的摩擦力 达到最大值 【评注】带传动靠摩擦工作,本题考查了带传动中摩擦力存在的情况,不同的位置及 不同的工作状态摩擦力大小都有区别。即不考虑传动效率时,大小带轮与带之间的摩擦 力相等 传动效率时,主动轮与带之间的摩擦力较大。正常工作时与打滑时的摩擦 力不相等,正常工作时的摩擦力小于打滑时的摩擦力。 132图13-1所示为带传动简图。轮1为主动轮。试问 (1)带传动的主要失效形式有哪些?带传动工作时为什么出现弹性滑动现象?这种 骨动是否可以避免? (2带传动工作时,带处于图中哪一点应力最大?最大应力max=? B2 Bi 图13-1 答(1)带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时,紧边与松边 之间存在拉力差,且带是弹性体,这是出现弹性滑动的根本原因。弹性滑动就不可避
第十三章 带传动和链传动 ★ 考点及常见题型精解 添加:管理员 来源:本站 阅读:9036 时间:2010/7/5 12:16:22 （1）基本概念：带、链传动的基本类型、特点、工作原理、应用场合、布置、张紧 和维护等。 （2）摩擦带传动的特点问题：弹性滑动、打滑、滑动率、最大有效拉力等。 （3）带传动力分析：F1 ，F2 、F0 、Ff 、F 及 Fmax各力之间的关系，尤其是最大有 效拉力Fmax 的计算及其影响因素；带传动的应力分析。 （4） 滚子链标准及结构特点。 （5）链传动的运动特性、受力分析，尤其是多边形效应问题。 （6）带、链传动的失效形式和设计准则。 （7）带、链传动的参数选择。 13.1 带传动减速工作时，带与小带轮间的摩擦力和带与大带轮间的摩擦力两者大 小是否相等？为什么？带传动正常工作时的摩擦力与打滑时的摩擦力是否相等？为什 么？ 答：带与大、小带轮间的摩擦力相等。因为带与带轮间的摩擦力就等于带的紧边拉 力 F1与松边拉力F2 之差，即 Ff= F1 -F2 ，在大小带轮上是一样的，减速工作时若考虑到 带的传动效率，小带轮上的摩擦略大些。 正常工作与打滑时的摩擦力不相等。因为正常工作时，带与轮间的摩擦力随传递功率 的不同而在一定的范围里变化，其值应等于有效拉力。而打滑时，带与带轮间的摩擦力 达到最大值。 【评注】带传动靠摩擦工作，本题考查了带传动中摩擦力存在的情况，不同的位置及 不同的工作状态摩擦力大小都有区别。即不考虑传动效率时，大小带轮与带之间的摩擦 力相等。考虑传动效率时，主动轮与带之间的摩擦力较大。正常工作时与打滑时的摩擦 力不相等，正常工作时的摩擦力小于打滑时的摩擦力。 13.2 图13-1所示为带传动简图。轮1为主动轮。试问： （1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？这种 滑动是否可以避免？ (2)带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力σmax =？ 图13-1 答（1）带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。带传动工作时，紧边与松边 之间存在拉力差，且带是弹性体，这是出现弹性滑动的根本原因。弹性滑动就不可避
免。 (2)紧边开始绕上小带轮处的点A处应力最大,Cmax=01+ob1+σc。 【评注】本题涉及了带传动的几个主要知识点,包括带传动的失效形式、弹性滑 动、最大应力及发生位置。通过受力分析可知(1)带传动的有效拉力由带与带轮间的 摩擦力提供,当负载増增大所需的有效拉力超过极限摩擦力时,带传动打滑失效 (2)带传动中存在两种相对滑动:打滑和弹性滑动,两者产生的原因、后果、属性 及发生的现象均不同;通过应力分析可知带在变应力下工作,会发生疲劳破坏。最大应 力发生在紧边进入小轮处 13.3打滑是指_带与带辁间发生的昴蓍的桕对滑动,多发生在小带轮上。刚开始 打滑时紧边拉力F1与松边拉力F的关系为F1/F2=e 【评注】由于小带轮的包角比大带轮的小,所以小带轮上的最大摩擦力也相对较 小,故打滑多发生在小带轮上。开始打滑时,摩擦力达到极限值。此时带的紧边拉力和 松边拉力满足柔韧体摩擦得欧拉公式F1F2=e,正常工作时F1-2=F=1000,此时 F1/ F2<e 例134控制适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要条件,初拉力不足,则带运转时 易朓动和打滑;初拉力过大则带的麼损加剧、轴受力大 【评注】本题的目的是考查初拉力的大小对带传动工作能力的影响,过大或过小都 不利于带传动的工作,安装带传动时要对预紧力控制,大小参见教材(13-17)式。这 虽然考核的是带传动初拉力的取值问题,但在零件设计时该问题具有普遍性。即很多参 无论取大了还是取小了对传动都存在有利与有害的两面,要综合考虑即按推荐值或取 值范围选取 13.5由双速电动机驱动带传动,若电机输出功率不变,则V带传动应按哪种转速 设计?为什么? 答双速电动机的工作速度为v1,V2,由于输出的功率P=FV不变,所以需要带传 动提供的有效拉力F1和F2也不相等。Ⅴ带传动应按大的有效拉力进行设计,即按低速 时的参数设计带传动。因为按低速运行参数设计,带传动能提供的有效拉力较大,可以 满足高速时对有效拉力的要求。但若按高速运行参数设计,带传动能提供的有效拉力较 小,不能满足低速时较大的有效拉力要求,运行时,可能会因有效拉力不足而打滑还 会因带中应力超过许用应力而使带的寿命下降。 【评注】一方面带传动的有效拉力是由带与带轮间的摩擦力提供,有极限值的限 制,另一方面有效拉力大小还影响应力值的大小,因此设计时必须要按最不利的情况即 低速状态来考虑,这样才能不发生打滑并保证寿命。 136有V带传动,传动比=7,小轮包角α=90°,使用时常发生打滑现象。现进行 改进设计,要求传动比,带轮及带的型号不改变,试提出改进措施并简述理由 答在传动比、带轮及带的型号不变的情况下,可增大包角克服打滑,具体方法有 (1)加大中心距;(2)加张紧轮。两者均使包角增大,从而增大最大有效拉力提髙 承载能力避免打滑发生。 【评注】本题的目的是考由包角对带传动工作能力的影响及增大包角的方法。通常 a≥120°。若不限定条件,增大包角还有另外两种方法,即减小传动比或改变带轮直 径。 13.7在图13-所示的带式运输机的传动方案中,带传动中的小带轮直径为 mm,大带轮直径为280mm。现为了提高生产率,拟在输送带驱动轮的扭矩为 1000Nm不变的条件下,将其转速由80r/min提高到约120r/min。如电动机、直齿轮、锥 轮的承载能力足够,有人建议把大带轮的直径减小为190mm,其余不变,这个建议 对带传动来说是否合理,为什么?是否有其它合理、简便的方法?
免。 (2)紧边开始绕上小带轮处的点A处应力最大，σmax=σ1+σb1+σc 。 【评注】 本题涉及了带传动的几个主要知识点，包括带传动的失效形式、弹性滑 动、最大应力及发生位置。通过受力分析可知（1）带传动的有效拉力由带与带轮间的 摩擦力提供，当负载增大所需的有效拉力超过极限摩擦力时，带传动打滑失效。 （2）带传动中存在两种相对滑动：打滑和弹性滑动，两者产生的原因、后果、属性 及发生的现象均不同；通过应力分析可知带在变应力下工作，会发生疲劳破坏。最大应 力发生在紧边进入小轮处。 13.3 打滑是指_带与带轮间发生的显著的相对滑动，多发生在 小 带轮上。刚开始 打滑时紧边拉力 F1与松边拉力 F2的关系为F1 /F2=efa。 【评注】 由于小带轮的包角比大带轮的小，所以小带轮上的最大摩擦力也相对较 小，故打滑多发生在小带轮上。开始打滑时，摩擦力达到极限值。此时带的紧边拉力和 松边拉力满足柔韧体摩擦得欧拉公式 F1 /F2=efa，正常工作时F1 _F2 = F=1000P/ν，此时 F1 /F2＜e fa 。 例13.4控制适当的初拉力是保证带传动正常工作的重要条件，初拉力不足，则带运转时 易跳动和打滑；初拉力过大则带的磨损加剧、轴受力大。 【评注】 本题的目的是考查初拉力的大小对带传动工作能力的影响，过大或过小都 不利于带传动的工作，安装带传动时要对预紧力控制，大小参见教材（13-17）式。这 虽然考核的是带传动初拉力的取值问题，但在零件设计时该问题具有普遍性。即很多参 数无论取大了还是取小了对传动都存在有利与有害的两面，要综合考虑即按推荐值或取 值范围选取。 13.5由双速电动机驱动V带传动，若电机输出功率不变，则V带传动应按哪种转速 设计？为什么？ 答 双速电动机的工作速度为 ν1，ν2 ，由于输出的功率P=Fν 不变，所以需要带传 动提供的有效拉力 F1和F2 也不相等。V带传动应按大的有效拉力进行设计，即按低速 时的参数设计带传动。因为按低速运行参数设计，带传动能提供的有效拉力较大，可以 满足高速时对有效拉力的要求。但若按高速运行参数设计，带传动能提供的有效拉力较 小，不能满足低速时较大的有效拉力要求，运行时，可能会因有效拉力不足而打滑,还 会因带中应力超过许用应力而使带的寿命下降。 【评注】 一方面带传动的有效拉力是由带与带轮间的摩擦力提供，有极限值的限 制，另一方面有效拉力大小还影响应力值的大小，因此设计时必须要按最不利的情况即 低速状态来考虑，这样才能不发生打滑并保证寿命。 13.6有一V带传动，传动比i=7,小轮包角 α=90°= ,使用时常发生打滑现象。现进行 改进设计，要求传动比，带轮及带的型号不改变，试提出改进措施并简述理由。 答在传动比、带轮及带的型号不变的情况下，可增大包角克服打滑，具体方法有 （1）加大中心距；（2）加张紧轮。两者均使包角增大，从而增大最大有效拉力,提高 承载能力,避免打滑发生。 【评注】 本题的目的是考由包角对带传动工作能力的影响及增大包角的方法。通常 α ≥120° 。若不限定条件，增大包角还有另外两种方法，即减小传动比或改变带轮直 径。 13.7在图13-2所示的带式运输机的传动方案中，带传动2中的小带轮直径为 140mm，大带轮直径为280mm。现为了提高生产率，拟在输送带驱动轮的扭矩为 1000N·m不变的条件下，将其转速由80r/min提高到约120r/min。如电动机、直齿轮、锥 齿轮的承载能力足够，有人建议把大带轮的直径减小为190mm，其余不变，这个建议 对带传动来说是否合理，为什么？是否有其它合理、简便的方法？
5 B 3 图13-2 答输送机的不变,n提高50%左右,则输出功率增大50%左右。 (1)减小,V带传动的工作能力没有提高(P0,Ka,K,ΔPo基本不变),传递 功率增大50%将使小带轮打滑。故该建议不合理 (2)增大50%左右,Ⅴ带传动的工作能力提高(传递功率Po增大50%,Ka,K, △Po基本不变),故该方案简单合理 【评注】该类题属分析题中较难的一种,考点在于把握影响带传动传递功率的主要 因素带轮直径d。与例13.5相比较,共同点是转速均有变化,不同点在于一个功率增 大,一个功率保持不变。功率不变应按低速受力大者设计带传动,功率变化时主要考虑 提高单根带传递的功率Po,即增大带轮直径d。 13.8图13-3a为减速带传动,图13-4(b)为增速带传动,中心距相同。设带轮直径 d1=d4,d2=d3,带轮l和带轮3为主动轮,它们的转速均为n。其它条件相同情况下,试 (1)哪种传动装置传递的圆周力大?为什么? (2)哪种传动装置传递的功率大?为什么? (3)哪种传动装置的带寿命长?为什么? 图13-3 答(1)两种传动装置传递的圆周力一样大。这是因为两传动装置的最小包角相等,摩 F=F1(1 擦系数相同,初拉力相等,则 就相等 (2)图13.3(b)传动装置传递的功率大。因为d3>d1,带轮1、3均为主动轮,所 πd 丌d 1 又P 60×1000 60×1000 l000 所以Pa<Pb
图 13-2 答 输送机的T不变，n提高50%左右，则输出功率增大50%左右。 （1） 减小，V带传动的工作能力没有提高（P0 ，Kα ，Kι ，ΔP0 基本不变），传递 功率增大50%将使小带轮打滑。故该建议不合理。 （2） 增大50%左右，V带传动的工作能力提高（传递功率P0 增大50%，Kα ，Kι ， ΔP0 基本不变），故该方案简单合理。 【评注】 该类题属分析题中较难的一种，考点在于把握影响带传动传递功率的主要 因素带轮直径d。与例13.5相比较，共同点是转速均有变化，不同点在于一个功率增 大，一个功率保持不变。功率不变应按低速受力大者设计带传动，功率变化时主要考虑 提高单根带传递的功率 P0，即增大带轮直径d。 13.8图13-3(a)为减速带传动，图13-4 (b)为增速带传动，中心距相同。设带轮直径 d1=d4 ，d2=d3 ，带轮1和带轮3为主动轮，它们的转速均为n。其它条件相同情况下，试 分析： (1)哪种传动装置传递的圆周力大？为什么？ (2)哪种传动装置传递的功率大？为什么？ (3)哪种传动装置的带寿命长？为什么？ 图13-3 答 (1)两种传动装置传递的圆周力一样大。这是因为两传动装置的最小包角相等，摩 擦系数相同，初拉力相等，则 就相等。 （2）图13.3（b）传动装置传递的功率大。因为d3＞d1 ，带轮1、3均为主动轮，所 以 所以Pa＜Pb
(3)图a)传动装置中带的寿命长。这是因为传递的圆周力相等,但va<Mb,单位 时间内(b)装置中带的应力循环次数多,容易疲劳破坏。 【评注】(1)带传动传递囻周力的能力与小带轮的包角有关,与主动轮包角无直接 关系。当主从动带轮交换位置,其他不变时,传递的囻周力相同;(2)因为圆周力相 同,主动带轮直径大者带速大,传递的功率就大;(3)主动轮直径大时带速大,带的 应力循环次数加大,则带寿命减小。本题要求考生熟练掌握影响带传动囻周力的因素, 传动功率的计算及疲劳强度的影响因素 13.9单根Ⅴ带传动的张紧力F0=354N,主动带轮(小轮)的基准直径d1=l60mm 转速n1=1500r/min,小带轮包角a=150°,V带与带轮间当量摩擦系数ⅳv=0485,求 (1)V带紧边、松边的拉力F1、F2 (2)V带能传递的最大圆周力Fma和最大功率Pmax; (3)定性画出带的应力分布图 解(1)依题是求临界打滑状态时的紧边、松边拉力F1、F2 .,=150=2.187ad 由公式F1=F2ea,F1+F2=2F,得 F2=-25 2×354 efa+1-04892147=18254N F1=2F-F2=52546N (2)最大有效拉力F=F-F2=3429N 最大功率P=FV=Fx出1=34292××10×1500=431km 100000×1000 60×1000 (3)带的应力分布图见教材图13-4 【评注】本题前两问包含了带传动受力分析部分的基本运算,第三问考查带传动的应 力分布状况。应注意题目中工作状态为临界打滑状态,此时紧边拉力和松边拉力满足欧 拉公式F12e若为正常工作时则无此关系。从图13-4可以定性看出:带工作时受到 种应力作用,其中离心应力最小,弯曲应力和拉应力较大,是影响带疲劳强度的主要 13.10简述套筒滚子链产生链传动不均匀性的原因。 答链传动中,具有刚性链节的链条与链轮相啮合时,链节在链轮上呈多边形分布, 在链条毎转过一个链节时,链条前进的瞬时速度周期性地由小变大,再由大变小,同时 从动链轮的角速度瞬时变化,从而导致运动的不均匀性 【评注】链传动不均匀性是链传动的典型特性,是由于链绕在多边形的轮子上啮合 造成的。一般情况下,链前进的速度及从动轮的角速度都是变化的,只有当d1=d2中心 距是链节距的整数倍时,从动轮的角速度才和主动轮的相同 1311对于高速重载的套筒滚子链传动,应选用节距的_排链;对于低速重载的 套筒滚孑链传动,应选用节距_的链传动。 答:小,多,太。 【评注】链节距是链传动中的一个重要参数,选择的合适与否直接影响到链传动的 动及动力性能。高速重载时,为了减轻多边形效应,应选小节距链。同时为了满足重 求,须采用多排链。低速重载时,由于速度低,由多边形效应带来的动载荷相对较 小,因此优先考虑大节距链,以解决满足承载能力这一主要问题。 例13.12一滚子链传动节距p254mm,小链轮转速n1=1000/mnin,经测量链轮分度圆直 径d1=203mm,则链速为_m/s 答』06
（3）图(a)传动装置中带的寿命长。这是因为传递的圆周力相等，但 νa ＜ νb，单位 时间内（b）装置中带的应力循环次数多，容易疲劳破坏。 【评注】（1）带传动传递圆周力的能力与小带轮的包角有关，与主动轮包角无直接 关系。当主从动带轮交换位置，其他不变时，传递的圆周力相同；（2）因为圆周力相 同，主动带轮直径大者带速大，传递的功率就大；（3）主动轮直径大时带速大，带的 应力循环次数加大，则带寿命减小。本题要求考生熟练掌握影响带传动圆周力的因素， 带传动功率的计算及疲劳强度的影响因素。 13.9 单根V带传动的张紧力F0 =354N，主动带轮（小轮）的基准直径 d1=l 60mm， 转速 n1=1500r/min，小带轮包角α=150° ，V带与带轮间当量摩擦系数 fν=0.485，求 （1）V带紧边、松边的拉力F1 、F2 ； （2） V带能传递的最大圆周力 Fmax和最大功率Pmax ； （3）定性画出带的应力分布图。 解（1）依题是求临界打滑状态时的紧边、松边拉力 F1 、F2 ， （3）带的应力分布图见教材图13-4。 【评注】 本题前两问包含了带传动受力分析部分的基本运算，第三问考查带传动的应 力分布状况。应注意题目中工作状态为临界打滑状态，此时紧边拉力和松边拉力满足欧 拉公式F1=F2e fνα 若为正常工作时则无此关系。从图13-4可以定性看出：带工作时受到 三种应力作用，其中离心应力最小，弯曲应力和拉应力较大，是影响带疲劳强度的主要 因素。 13.10简述套筒滚子链产生链传动不均匀性的原因。 答 链传动中，具有刚性链节的链条与链轮相啮合时，链节在链轮上呈多边形分布， 在链条每转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小变大，再由大变小，同时 从动链轮的角速度瞬时变化，从而导致运动的不均匀性。 【评注】 链传动不均匀性是链传动的典型特性，是由于链绕在多边形的轮子上啮合 造成的。一般情况下，链前进的速度及从动轮的角速度都是变化的，只有当 d1=d2中心 距是链节距的整数倍时，从动轮的角速度才和主动轮的相同。 13.11对于高速重载的套筒滚子链传动，应选用节距 的 排链；对于低速重载的 套筒滚子链传动，应选用节距 的链传动。 答：小，多，大。 【评注】 链节距是链传动中的一个重要参数，选择的合适与否直接影响到链传动的 运动及动力性能。高速重载时，为了减轻多边形效应，应选小节距链。同时为了满足重 载要求，须采用多排链。低速重载时，由于速度低，由多边形效应带来的动载荷相对较 小，因此优先考虑大节距链，以解决满足承载能力这一主要问题。 例13.12 一滚子链传动节距p=25.4mm，小链轮转速n1＝1000r/min，经测量链轮分度圆直 径d1=203mm，则链速为 m/s。 答 10.6
评注】务必注意,链速的计算公式为y=ZD1(60×1000),对于本题, 为了计算,须利用分度圆直径计算公式d=p/sm(180/2)反求出,熟后将 -1代入链速的计算公式求链速。容易犯的错误是 v=rln2/(60×1000=314×203×1000(60×1000=10.62ms 这样做是犯了概念性的错误 13.13在链传动中,节距、小链轮齿数-1和链速对传动各有何影响 答:链传动中,节距越大,链的尺寸、重量和承载能力就越大,但链节距大, 多边形效应越明显,产生的冲击、振动和噪音越大;小链轮齿数影响传动平稳性和使用 寿命。小链轮齿数越少,运动速度的不均匀性和动载荷越大;小链轮齿数过多,轮廓尺 寸和重量增加,易产生,跳齿和脱链;链速影晌传动平稳性和寿命,链速越髙,多边形 效应越明显,相应动载荷也越大 【评注】节距增大,小链轮齿数-减少都导致链传动的运动不均匀增加。链速r增 大,则动载荷增大,所以链传动常用在低速传动中。齿数-1根据链速选择,链速ν越 大,齿数-1选得越大 13.14链传动中链节数取偶数,链轮齿数取与链节数互为质数的奇数,为什么? 答链轮的齿数取与链节数互为质数的奇数时,在传动过程中毎个链节与毎个链轮齿 都有机会啮合,这样可以使磨损均匀,反之,若两链轮的齿数为偶数,则链节与齿数之 间存在公约数,由于传动具有周期性,只有少数的几个齿和链节经常啮合,造成受力磨 损不均匀,有些部位提早失效,降低链传动的使用寿命 【评注】齿数选择是链传动设计中一项重要的工作,合理选择齿数将减轻链轮的磨损, 与齿轮传动中两齿轮齿数互为质数的道理相同。 1315旧自行车上链条容易脱落的主要原因是什么? 答链传动中的主要失效形式之一是链条铰链的磨损,由于磨损会使链条上的链节增 '[评注】本题考查了链传动的磨损失效机理,怡好是发生在日常生活的典型事例, 从而增加了链条的长度,链条与链轮间的配合联接变松容易产生脱落。 实践性较强,所以成为考试中常见的题目。 13.16一单排滚子链传动。已知:主动链轮转速n=850r/min,齿数z1=18,从动链 轮齿数z290,链长Lp=124链节,该链的极限拉伸载荷Q=35N工作情况系数KA=12 试求链条所能传递的功率P。 解因为链已经标准化,可以根据极限拉伸载荷Q确定链的型号和节距。本题中对应 Q=35kN,由教材表13-得p=254mm,型号为16A。根据链号及转速n1=850r/min,由额 它功率的曲线可知在图中对应的额定功率值Po=30kW 其余各系数Kz、KL、Km可通过转速,排数和齿数由教材表13-11,在本题中取 K2=094,K1=107,Km=1则根据式(13-18)得链传动能够传递的功率 P=P0KK1Km/A=30×0.94×1.07×1/1.2=252kW 【评注】本题已知该链的极限拉伸载荷Q及链传动基本参数,所以是设计问题的逆运 算,只要明确额定功率P和实际传递功率P的关系: KAP/K, K1Km≤Po,即可求得P, 相比设计问题更为简单。 13.17单列滚子链传动,已知需传递的功率P=1.5kW,主动链轮转速n=120r/min从 动链轮转速n2=40rmin中心距a≈820mm水平传动链速vs06ms静强度安全系数S=6, 电动机驱动取工况系数KA=1.2。试选择链节距p,求链的长度(以链节数表示),链 轮齿数z1,z2及链轮的分度圆直径。 解(1)选择链节距p 链的工作拉力 F=1000P/y=1000×1.5/0.6=2500N
【评注】 务必注意，链速的计算公式为 ，对于本题， 为了计算z1，须利用分度圆直径计算公式 反求出z1。然后将 z1代入链速的计算公式求链速。容易犯的错误是 这样做是犯了概念性的错误。 13.13在链传动中，节距p、小链轮齿数z1 和链速v对传动各有何影响？ 答：链传动中，节距p越大，链的尺寸、重量和承载能力就越大，但链节距p越大， 多边形效应越明显，产生的冲击、振动和噪音越大；小链轮齿数影响传动平稳性和使用 寿命。小链轮齿数越少，运动速度的不均匀性和动载荷越大；小链轮齿数过多，轮廓尺 寸和重量增加，易产生，跳齿和脱链；链速影响传动平稳性和寿命，链速越高，多边形 效应越明显，相应动载荷也越大。 【评注】 节距p增大，小链轮齿数z1 减少都导致链传动的运动不均匀增加。链速v增 大，则动载荷增大，所以链传动常用在低速传动中。齿数z1 根据链速选择，链速v越 大，齿数 z1选得越大。 13.14 链传动中链节数取偶数，链轮齿数取与链节数互为质数的奇数，为什么？ 答 链轮的齿数取与链节数互为质数的奇数时，在传动过程中每个链节与每个链轮齿 都有机会啮合，这样可以使磨损均匀，反之，若两链轮的齿数为偶数，则链节与齿数之 间存在公约数，由于传动具有周期性，只有少数的几个齿和链节经常啮合，造成受力磨 损不均匀，有些部位提早失效，降低链传动的使用寿命。 【评注】 齿数选择是链传动设计中一项重要的工作,合理选择齿数将减轻链轮的磨损, 与齿轮传动中两齿轮齿数互为质数的道理相同。 13.15 旧自行车上链条容易脱落的主要原因是什么？ 答 链传动中的主要失效形式之一是链条铰链的磨损，由于磨损会使链条上的链节增 大，从而增加了链条的长度，链条与链轮间的配合联接变松容易产生脱落。 【评注】 本题考查了链传动的磨损失效机理，恰好是发生在日常生活的典型事例， 实践性较强，所以成为考试中常见的题目。 13.16 一单排滚子链传动。已知：主动链轮转速 n1=850r/min，齿数 z1=18，从动链 轮齿数 z2=90，链长Lp= 124链节，该链的极限拉伸载荷Q=35kN;工作情况系数KA=1.2。 试求链条所能传递的功率P。 解 因为链已经标准化，可以根据极限拉伸载荷Q确定链的型号和节距。本题中对应 Q=35kN，由教材表13-9得p=25.4mm，型号为16A。根据链号及转速n1 =850r/min，由额 定功率的曲线可知在图中对应的额定功率值P0 =30kW。 其余各系数Kz 、KL 、Km 可通过转速，排数和齿数由教材表13-11，在本题中取 Kz=0.94，KL =1.07, Km=1,则根据式（13-18）得链传动能够传递的功率 P=P0KzKLKm /KA=30×0.94×1.07×1/1.2=25.2kW 【评注】 本题已知该链的极限拉伸载荷Q及链传动基本参数，所以是设计问题的逆运 算，只要明确额定功率P0 和实际传递功率P的关系：KAP/KzKLKm≦P0 ，即可求得P， 相比设计问题更为简单。 13.17 单列滚子链传动，已知需传递的功率P=1.5kW,主动链轮转速n1=120r/min,从 动链轮转速 n2=40r/min,中心距a ≈820mm,水平传动,链速v≤0.6m/s,静强度安全系数S=6, 电动机驱动,取工况系数 KA=1.2。试选择链节距p，求链的长度（以链节数表示），链 轮齿数 z1 , z2 及链轮的分度圆直径。 解（1）选择链节距p 链的工作拉力
初步选用10A型滚子链,其链节距p=15875mm,每米质量q=lkg/m,极限拉伸载荷 (单排)Q=21.8kN。则离心拉力 F=qv2=1×0.62=0.36N 由于是水平传动,由教材得K=7,则根据(13-6)式得悬垂拉力 F=Kaax10-=65×1×820×10-=53.3N 紧边拉力 F1=F+FB+Fy=2500+030+533=2530N 根据(13-10)式可得所需极限拉伸载荷 Q=SKAFI 6×1.2×2553.66 =18.35kN6 KF11.2×2831.37 所以选用10A型滚子链是合理的 (3)求大小链轮的分度圆直径 d1=p/sin(180°/21)=15.875/sin(180°/17)=8639mm d2=p/sin(180°/z2)=15875/sin(180°/51)=25787mm 4)计算链节数L 2a21+Z 2π a 82017+5151-17、15.875 =137.87 15.875
初步选用10A型滚子链，其链节距p=15.875mm，每米质量q=1kg/m，极限拉伸载荷 （单排）Q=21.8kN。则离心拉力 Fc=qν 2=1×0.62=0.36 N 由于是水平传动，由教材得Ky=7，则根据（13-6）式得悬垂拉力 （3）验算链速
取Ln=138 【评注】本题的知识点为链传动的设计计算。链速的大小不同,相应的设计准则也 不相同。本题ν<06m/s,应按静强度设计,步骤为:①根据链速决定的工作初拉力初步 怿链型(即节距),再校核静强度,确定链型;②根据链速选链轮齿数,再校核安全 系数,确定所选链型是否合理;③计算链传动的主要几何参数,分度圆直径及链节 当≥0.6m时,应按疲劳强度(即额定功率曲线)设计,例题见课后习题13-5
取Lp=138. 【评注】 本题的知识点为链传动的设计计算。链速的大小不同，相应的设计准则也 不相同。本题v<0.6m/s，应按静强度设计，步骤为：①根据链速决定的工作初拉力初步 选择链型（即节距），再校核静强度，确定链型；②根据链速选链轮齿数，再校核安全 系数，确定所选链型是否合理；③计算链传动的主要几何参数，分度圆直径 及链节 数。当v≥0.6m/s时，应按疲劳强度（即额定功率曲线）设计，例题见课后习题13-5、13- 6