第4卷 带传动的受力分析 内蒙古自治区（对口招生）《机械基础》（高教版·第二版） 单元过关卷

内蒙古自治区（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第二版） 带传动的受力分析 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 某带传动中主动轮传递的转矩为70 N·m。已知主动抡的直径为200mm，初拉力为800N，则紧边拉力为（ ） A. 950 B. 1150 C. 1500 D. 以上都不对 【答案】B 【解析】带传动有效圆周力为紧边拉力与松边拉力之差，。已知 ，，则 。初拉力 ，所以 。 2. 以下有关带传动的说法，错误的是（ ） A. 图（a）所示梯形齿同步带中，“1”为带背，“3”为包布层，“4”为带齿，承载绳结构未标 B. 图（a）为同步带，多用于对中心距要求严格、传动比要求精确的大功率传动机床，如数控机床、绘图仪等精密机械；图（b）、（c）均为V带，多用于经济型数控车床和传统机床主传动装置中 C. 图（b）为帘布芯结构V带，抗拉强度高，制造方便，应用广泛 D. 图（c）为绳芯结构V带，适用于带轮直径较小，转速较高，且要求V带抗弯强度高的场合 【答案】B 【解析】同步带传动适用于中小功率传动。 3. V带的组成中受压的部分是（ ） A. 压缩层 B. 伸张层 C. 强力层 D. 绳芯结构 【答案】A 【解析】V带的组成中受压的部分是压缩层。 4. 带传动中，常设张紧装置的目的是（ ） A. 保证带的使用寿命 B. 增大带的弯曲应力 C. 保证一定的初拉力 D. 避免带的弹性滑动 【答案】C 【解析】带传动依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。工作一段时间后，带会因磨损、伸长等原因使初拉力下降，因此常设置张紧装置，以保证带具有足够的初拉力和摩擦力。 5. v带利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力的，工作时v带的两侧面是（ ） A. 底面 B. 顶面 C. 两侧面 D. 两侧面+底面 【答案】C 【解析】工作时v带的两侧面是工作面。 6. 带传动中的打滑现象是由于什么引起的？（ ） A. 带的张力过大 B. 传动比过大 C. 带的速度过快 D. 带与带轮间的摩擦系数过小 【答案】D 【解析】打滑是带与带轮之间发生明显相对滑动的现象。当带与带轮间摩擦系数过小、初拉力不足或负载过大时，接触面所能提供的最大摩擦力不足，就会产生打滑。本题选项中与原因直接对应的是摩擦系数过小。 7. 在V带传动中，大带轮的包角一般使用要求是（ ） A. a≥ B. a≥ C. a≤ D. 没具体要求 【答案】D 【解析】带传动中通常重点限制小带轮包角，因为小带轮包角较小，摩擦接触弧较短，容易影响传动能力。V带传动一般要求小带轮包角不小于 ；大带轮包角通常大于小带轮包角，一般不作专门要求。 8. 如图所示为安装后V带在轮槽中的三种位置，正确的位置是（ ） A. 图A B. 图B C. 图C D. 都可以 【答案】A 9. 绳芯结构的普通V带，其胶线绳在带的 （ ） A. 顶胶 B. 包布 C. 底胶 D. 抗拉体 【答案】D 【解析】普通V带通常由顶胶、抗拉体、底胶和包布组成。绳芯结构的普通V带中，胶线绳是主要承受拉力的部分，因此位于带的抗拉体中。 10. 工作时，V带以______为工作面，平带以______为工作面。（ ） A. 两侧面 两侧面 B. 底面 底面 C. 两侧面 底面 D. 底面 两侧面 【答案】C 【解析】V带嵌入带轮轮槽中，依靠两侧面与轮槽侧面接触产生摩擦力，因此两侧面为工作面；平带绕在平带轮外圆柱面上，依靠带的内表面即底面与带轮接触传动，因此底面为工作面。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 在外力大小相等和接触面摩擦因数相同的条件下，V型槽面的夹角愈小，其楔形滑块的摩擦力愈大。（ ） 【答案】正确 【解析】在外力大小相等和接触面摩擦因数相同的条件下，V型槽面的夹角愈小，其楔形滑块的摩擦力愈大。 12. 带传动中，带的最大应力发生在带的紧边。（ ） 【答案】错误 【解析】在带传动中，紧边是带与带轮接触的一侧，承受着最大的拉力。当带紧边绕入小带轮（通常是小直径的带轮）时，由于弯曲应力增加，带的应力达到最大值。这种情况下的最大应力是拉应力和弯曲应力的组合。 13. V带带轮的直径不能过小，否则弯曲应力过大会使带的寿命下降。（ ） 【答案】正确 【解析】V带绕过带轮时会发生弯曲变形。带轮直径越小，带的弯曲程度越大，产生的弯曲应力也越大，容易加速疲劳损坏，所以V带带轮直径不能过小。 14. 带传动中小带轮的基准直径越小，带弯曲变形越大，弯曲应力越大（ ） 【答案】正确 【解析】带绕过带轮时产生弯曲应力，弯曲应力与带轮直径有关。小带轮基准直径越小，带的弯曲半径越小，弯曲变形越明显，弯曲应力越大。 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。（ ） 【答案】正确 16. 一组V带中发现其中一根已经不能使用，那么只要更换一根新的就行。（ ） 【答案】错误 【解析】多根V带成组使用时，各根带应长度一致、受力均匀。若只更换其中一根，新旧带伸长量和受力状态不同，会造成载荷分配不均，加速损坏。因此一组V带中有一根不能使用时，应整组更换。 17. V带传动必须安装防护罩（ ） 【答案】正确 【解析】V带传动时带轮高速旋转，若人员接触易发生危险，安装防护罩可防止意外接触，保护操作人员安全，是必不可少的安全措施。 18. 为保证V带不松脱，带传动中安装V带时越紧越好。（ ） 【答案】错误 【解析】V带安装需要有适当的初拉力，过松会打滑，过紧则会使带、轴和轴承受力增大，带的弯曲和拉伸疲劳加剧，反而降低使用寿命。因此安装V带并不是越紧越好。 19. V带传动是一种摩擦型带传动，出现松弛打滑时，可以通过增大带轮中心距或使用张紧轮的方法解决。（ ） 【答案】正确 【解析】V带传动属于摩擦型传动，依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力。带松弛会使初拉力减小，摩擦力不足而打滑，可通过调整中心距或设置张紧轮来增大张紧力，改善打滑现象。 20. 普通V带传动是通过带与带轮之间产生的摩擦力来传递运动和动力的。（ ） 【答案】正确 【解析】普通V带传动是典型的摩擦传动。V带两侧面与带轮轮槽接触，接触面产生摩擦力，通过摩擦力实现运动和动力的传递。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 带的离心应力取决于______、______和______三个因素。 【答案】① 单位长度的带质量 ② 带的线速度 ③ 带的截面积 【解析】带高速运动时会受到离心力作用，从而在带中产生离心应力。离心应力通常可表示为 ，其中 为单位长度带质量， 为带速， 为带的横截面积，因此它取决于单位长度的带质量、带的线速度和带的截面积。 22. 带传动打滑的主要原因是______或张紧力不足。 【答案】传递的功率过大 【解析】带传动打滑的根本原因是所需有效圆周力超过了带与带轮之间所能提供的最大摩擦力。传递功率过大时，所需有效拉力增大；张紧力不足时，最大摩擦力减小，二者都容易引起打滑。 23. 带传动中，带的离心拉力发生在______带中。 【答案】整个（或全） 【解析】带传动中，带的离心拉力发生在整个带中 24. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而______，随包角的增大而______，随摩擦系数的增大而______，随带速的增加而______。 【答案】① 增大 ② 增大 ③ 增大 ④ 减小 【解析】带传动的最大有效拉力由摩擦条件和带的受力状态决定。预紧力越大，接触面正压力越大，最大有效拉力增大；包角越大，接触弧越长，传动能力增大；摩擦系数越大，摩擦力越大，最大有效拉力增大；带速增大时离心力增大，会削弱带与带轮间的压紧作用，因此最大有效拉力减小。 25. 带传动的主要失效形式有打滑和______。 【答案】带的疲劳破坏 【解析】带传动的主要失效形式包括打滑和带的疲劳破坏。打滑会使传动失效并加剧磨损；带在反复拉伸、弯曲和离心应力作用下长期工作，容易产生疲劳损伤直至破坏。 26. 带传动中，带中产生的应力有：拉应力、______、离心应力三种。 【答案】弯曲应力 【解析】带传动工作时，带中主要存在三类应力：由紧边、松边拉力引起的拉应力；带绕过带轮时因弯曲变形产生的弯曲应力；高速运动时由离心力产生的离心应力。 27. 带传动限制小带轮直径不能太小，是为了______。 【答案】防止弯曲应力过大 【解析】带轮直径越小，带绕过带轮时弯曲半径越小，带的弯曲变形越大，弯曲应力也越大。限制小带轮直径不能太小，是为了避免弯曲应力过大而降低带的寿命。 28. 当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到______，而带传动的最大有效拉力决定于______、______、______和______四个因素。 【答案】① 最大值 ② 包角 ③ 摩擦系数 ④ 张紧力 ⑤ 带速 【解析】当带有打滑趋势时，带与带轮间的摩擦力已接近极限，此时有效拉力达到最大值。最大有效拉力主要受包角、摩擦系数、张紧力和带速影响：包角、摩擦系数、张紧力增大可提高传动能力，带速增大则因离心作用增强而使最大有效拉力降低。 29. V带是横截面为______的传动带，其工作面为______，其楔角等于______。 【答案】① 梯形 ② 两侧面 ③ 40 【解析】V带的横截面为梯形，安装在带轮的V形轮槽中工作。其传力主要依靠带的两侧面与轮槽侧面接触产生摩擦力，所以工作面为两侧面。普通V带的楔角通常为 。 30. V带截面为______，有______种型号，截面尺寸最大的是______型。标准V带的结构有______和______等。 【答案】① 等腰梯形 ② 七 ③ E ④ 帘布结构 ⑤ 绳芯结构 【解析】普通V带的截面形状为等腰梯形。标准普通V带常用型号有Y、Z、A、B、C、D、E七种，截面尺寸依次增大，其中E型截面尺寸最大。按抗拉体结构，标准V带常见结构有帘布结构和绳芯结构。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某平带传动中，带的紧边拉力为 900 N，松边拉力为 300 N。求该带传动的有效圆周力。 【答案】有效圆周力为 600 N。 【解析】有效圆周力等于紧边拉力与松边拉力之差，即 N。 32. 某带传动传递的有效圆周力为 800 N，带速为 12 m/s。求该带传动传递的功率。 【答案】传递功率为 9.6 kW。 【解析】带传动功率 ，代入得 kW。 33. 某平带横截面积为 120 mm2，带的紧边拉力为 960 N，松边拉力为 360 N。求紧边拉应力、松边拉应力和有效拉应力。 【答案】紧边拉应力为 8 MPa。 松边拉应力为 3 MPa。 有效拉应力为 5 MPa。 【解析】拉应力为拉力除以横截面积， MPa， MPa，有效拉应力为 MPa。 34. 某带传动主动轮直径为 160 mm，从动轮直径为 400 mm，主动轮转速为 1450 r/min。若不考虑滑动，求从动轮理论转速；若实际弹性滑动率为 2%，求从动轮实际转速。 【答案】从动轮理论转速为 580 r/min。 从动轮实际转速为 568.4 r/min。 【解析】理论转速 r/min；考虑滑动后 r/min。 35. 某 V 带传动传递功率为 15 kW，带速为 10 m/s，测得紧边拉力与松边拉力之比为 3。求有效圆周力、紧边拉力和松边拉力。 【答案】有效圆周力为 1500 N。 紧边拉力为 2250 N。 松边拉力为 750 N。 【解析】先由 N。又 ，，解得 N， N。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 举例三个生活中带传动的应用。 【答案】缝纫机、跑步机、录音机、抽水机、台钻等。 【解析】带传动广泛用于生活和常见设备中，凡是利用带绕在带轮上，通过摩擦或啮合作用传递运动和动力的装置都可作为例子。缝纫机、跑步机、录音机、抽水机、台钻等均属于常见应用，题目要求举三个，答案给出的示例数量充足。 37. 弹性滑动 【答案】带传动中，由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动，叫做弹性滑动。 【解析】带具有弹性，工作时紧边和松边拉力不同，带在绕入、绕出带轮的过程中会产生弹性伸长量的变化。由于这种弹性变形差异，带与带轮之间会发生不可避免的微小相对滑动，这种现象称为弹性滑动。 38. 请简要描述 V 带的结构组成及其各部分的作用。 【答案】V 带主要由包布层、顶胶、抗拉体、底胶四部分组成。包布层由橡胶帆布制成，起保护作用，防止带受磨损和侵蚀。顶胶由橡胶制成，富有弹性，当带弯曲时承受拉伸。抗拉体是 V 带的骨架，承担主要的拉力，通常由帘布或线绳组成。底胶也由橡胶制成，当带弯曲时承受压缩。 39. 打滑 【答案】当工作负载超过带与带轮接触面间的最大静摩擦力时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现象称为打滑。 【解析】打滑是带传动中的一种失效现象。当负载过大、初拉力不足或摩擦条件较差时，所需圆周力超过带与带轮接触面间的最大摩擦力，带和带轮之间会发生明显的整体相对滑动，这种现象称为打滑。 40. 带传动中的弹性滑动是如何发生的？ 【答案】由于带的弹性变形差而引起的带与带轮之间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。 【解析】由于带的弹性变形差而引起的带与带轮之间的滑动，称为带传动的弹性滑动。这是带传动正常工作时固有的特性。选用弹性模量大的带材料，可以降低弹性滑动。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 内蒙古自治区（对口招生）机电类 《机械基础》（高教版·第二版） 带传动的受力分析 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 某带传动中主动轮传递的转矩为70 N·m。已知主动抡的直径为200mm，初拉力为800N，则紧边拉力为（ ） A. 950 B. 1150 C. 1500 D. 以上都不对 2. 以下有关带传动的说法，错误的是（ ） A. 图（a）所示梯形齿同步带中，“1”为带背，“3”为包布层，“4”为带齿，承载绳结构未标 B. 图（a）为同步带，多用于对中心距要求严格、传动比要求精确的大功率传动机床，如数控机床、绘图仪等精密机械；图（b）、（c）均为V带，多用于经济型数控车床和传统机床主传动装置中 C. 图（b）为帘布芯结构V带，抗拉强度高，制造方便，应用广泛 D. 图（c）为绳芯结构V带，适用于带轮直径较小，转速较高，且要求V带抗弯强度高的场合 3. V带的组成中受压的部分是（ ） A. 压缩层 B. 伸张层 C. 强力层 D. 绳芯结构 4. 带传动中，常设张紧装置的目的是（ ） A. 保证带的使用寿命 B. 增大带的弯曲应力 C. 保证一定的初拉力 D. 避免带的弹性滑动 5. v带利用传动带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力的，工作时v带的两侧面是（ ） A. 底面 B. 顶面 C. 两侧面 D. 两侧面+底面 6. 带传动中的打滑现象是由于什么引起的？（ ） A. 带的张力过大 B. 传动比过大 C. 带的速度过快 D. 带与带轮间的摩擦系数过小 7. 在V带传动中，大带轮的包角一般使用要求是（ ） A. a≥ B. a≥ C. a≤ D. 没具体要求 8. 如图所示为安装后V带在轮槽中的三种位置，正确的位置是（ ） A. 图A B. 图B C. 图C D. 都可以 9. 绳芯结构的普通V带，其胶线绳在带的 （ ） A. 顶胶 B. 包布 C. 底胶 D. 抗拉体 10. 工作时，V带以______为工作面，平带以______为工作面。（ ） A. 两侧面 两侧面 B. 底面 底面 C. 两侧面 底面 D. 底面 两侧面 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 11. 在外力大小相等和接触面摩擦因数相同的条件下，V型槽面的夹角愈小，其楔形滑块的摩擦力愈大。（ ） 12. 带传动中，带的最大应力发生在带的紧边。（ ） 13. V带带轮的直径不能过小，否则弯曲应力过大会使带的寿命下降。（ ） 14. 带传动中小带轮的基准直径越小，带弯曲变形越大，弯曲应力越大（ ） 15. 在Ｖ带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。（ ） 16. 一组V带中发现其中一根已经不能使用，那么只要更换一根新的就行。（ ） 17. V带传动必须安装防护罩（ ） 18. 为保证V带不松脱，带传动中安装V带时越紧越好。（ ） 19. V带传动是一种摩擦型带传动，出现松弛打滑时，可以通过增大带轮中心距或使用张紧轮的方法解决。（ ） 20. 普通V带传动是通过带与带轮之间产生的摩擦力来传递运动和动力的。（ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 带的离心应力取决于______、______和______三个因素。 22. 带传动打滑的主要原因是______或张紧力不足。 23. 带传动中，带的离心拉力发生在______带中。 24. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而______，随包角的增大而______，随摩擦系数的增大而______，随带速的增加而______。 25. 带传动的主要失效形式有打滑和______。 26. 带传动中，带中产生的应力有：拉应力、______、离心应力三种。 27. 带传动限制小带轮直径不能太小，是为了______。 28. 当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到______，而带传动的最大有效拉力决定于______、______、______和______四个因素。 29. V带是横截面为______的传动带，其工作面为______，其楔角等于______。 30. V带截面为______，有______种型号，截面尺寸最大的是______型。标准V带的结构有______和______等。 四、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 某平带传动中，带的紧边拉力为 900 N，松边拉力为 300 N。求该带传动的有效圆周力。 32. 某带传动传递的有效圆周力为 800 N，带速为 12 m/s。求该带传动传递的功率。 33. 某平带横截面积为 120 mm2，带的紧边拉力为 960 N，松边拉力为 360 N。求紧边拉应力、松边拉应力和有效拉应力。 34. 某带传动主动轮直径为 160 mm，从动轮直径为 400 mm，主动轮转速为 1450 r/min。若不考虑滑动，求从动轮理论转速；若实际弹性滑动率为 2%，求从动轮实际转速。 35. 某 V 带传动传递功率为 15 kW，带速为 10 m/s，测得紧边拉力与松边拉力之比为 3。求有效圆周力、紧边拉力和松边拉力。 五、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 36. 举例三个生活中带传动的应用。 37. 弹性滑动 38. 请简要描述 V 带的结构组成及其各部分的作用。 39. 打滑 40. 带传动中的弹性滑动是如何发生的？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $