传递转矩，但不能实现轴上零件的轴向定位，所以也不能承受轴向力。具有制造简单、装拆方便、定心性较好等优点，应用广泛。
楔键连接的工作面是上下面，其上表面和轮毂键槽底面均有1:100的斜度，装配时需打紧，靠楔紧后上下面产生的摩擦力传递转矩，并能实现轴上零件的轴向固定和承受单向轴向力。由于楔紧后使轴和轮毂产生偏心，故多用于定心精度要求不高、载荷平稳和低速的场合。
2、平键连接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？ 【答】
平键连接的主要失效形式是较弱零件（通常为轮毂）的工作面被压溃（静连接）或磨损（动连接，特别是在载荷作用下移动时），除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。
键的截面尺寸b?h应根据轴径d从键的标准中选取。
键的长度L可参照轮毂长度从标准中选取，L值应略短于轮毂长度。
3、为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用两个楔键时，则应沿周向相隔90°～120°，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 【答】
两个平键连接，一般沿周向相隔180?布置，对轴的削弱均匀，并且两键的挤压力对轴平衡，对轴不产生附加弯矩，受力状态好。
采用两个楔键时，相隔90?~120?布置。若夹角过小，则对轴的局部削弱过大。若夹角过大，则两个楔键的总承载能力下降。当夹角为180?时，两个楔键的承载能力大体上只相当于一个楔键盘的承载能力。
采用两个半圆键时，在轴的同一母线上布置。半圆键对轴的削弱较大，两个半圆键不能放在同一横截面上。只能放在同一母线上。
4、如图所示的凸缘半联轴器及圆柱齿轮，分别用键与减速器的低速轴相连接。试选择两处键的类型及尺寸，并校核其强度。已知：轴的材料为45钢，传递的转矩为T?1000 N.m，齿轮 用锻钢制造，半联轴器用灰铸铁制成，工作时
有轻微冲击。
【解】 （1）确定联轴器段的键
根据结构特点，选A型平键。由轴径 查手册得键的截面尺寸为b?20mm，d?70mm，
题 4 图 h?12mm，取键的公称长度L?110mm。
键的标记：键20?110 GB/T1069-1979
键的工作长度为l?L?b?110?20?90mm，键与轮毂键槽接触高度为k?h/2?6mm，根据联轴器材料铸铁，载荷有轻微冲击，查教材表6-1，取许用挤压应力[?p]?55MPa，则其挤压强度
2T?1032?1000?1000?p???52.91MPa?55MPa?[?p]
kld6?90?70满足强度要求。
（注：该键也可以选择长度L?125mm。） （2）确定齿轮段的键
根据结构特点，选A型平键。由轴径d?90 mm，查手册得键的截面尺寸为b?25 mm，
h?14 mm，取键的公称长度L?80 mm。
键的标记：键25?80 GB/T1069-1979
键的工作长度为l?L?b?80?25?55 mm，键与轮毂键槽接触高度为k?h/2?7 mm，根据齿轮材料为钢，载荷有轻微冲击，查教材表6-1，取许用挤压应力[?p]?110 MPa，则其挤压强度
2T?1032?1000?103?p???57.72 MPa?[?p]?110 MPa
kld7?55?90满足强度要求。
带 传 动
1、影响带传动工作能力的因素有哪些？ 【答】由公式（8-7）
1?1/ef?Fec?2F0 f?1?1/e影响带传动工作能力的因素有：
（1） 预紧力：预紧力越大，工作能力越强，但应适度，以避免过大拉应力； （2） 包角：包角越大越好，一般不小于120度； 摩擦系数：摩擦系数越大越好。
2、带传动的带速为什么不宜太高也不宜太低？ 【答】
1） 由公式（8-10）?c??2A可知，为避免过大的离心应力，带速不宜太高；
2） 由公式（8-3）和（8-4）可知，紧边拉力
F1?F0?因此，为避免紧边过大的拉应力?1?
FeP?F0?1000 2?F1，带速不宜太低。 A3、带传动中的弹性滑动和打滑是怎样产生的？对带传动有何影响？ 【答】
带传动中的弹性滑动是由于带松边和紧边拉力不同，导致带的弹性变形并引起带与带轮之间发生相对微小滑动产生的，是带传动固有的物理现象。
带传动中由于工作载荷超过临界值并进一步增大时，带与带轮间将产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。打滑将使带的磨损加剧，从动轮转速急剧降低，甚至使传动失效，这种情况应当避免。
4、带传动的主要失效形式和设计准则是什么？ 【答】
带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。
带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。
5、V带传动的n1?1450 r/min，带与带轮的当量摩擦系数fv?0.51，包角?1?180?，预紧力
F0?360 N。试问：
1） 该传动所能传递的最大有效拉力为多少； 2） 若dd1?100 mm，其传递的最大转矩为多少；
3） 若传动效率为0.95，弹性滑动忽略不计，求从动轮的输出功率。 【解】
1?1/efa1?1/e0.51??2?360??478.35N (1) Fec?2F01?1/efa1?1/e0.51?(2) 传递的最大扭矩
T?Fec?(3) 输出功率
dd1100?478.35??23917.5N.mm 22Fec?Fec?n1?dd1?0.95??0.95100060?1000?1000
478.35?1450???100 ??0.95?3.63 kW60?1000?1000P?
6、V带传动传递的功率P?7.5 kW，带速??10 m/s，紧边拉力是松边拉力的两倍，即 F1?2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力Fe和预紧力F0。 【解】 由P?Fe?kW，得 1000Fe?1000P??1000?7.5?750N 10由Fe?F1?F2，又F1?2F2，得
F1?2F2?2?750?1500N
Fe，得 2F750F0?F1?e?1500??1125N
22
由F1?F0?7、有一带式输送装置，其异步电动机与齿轮减速器之间用普通V带传动，电动机功率P?7 kW，转速n1?960 r/min，减速器输入轴的转速n2?330 r/min，允许误差为?5%，运输装置工作时有轻微冲击，两班制工作，试设计此带传动。 【解】
1）确定计算功率 由表8-7查得KA?1.2，计算功率为
Pca?KAP?1.2?7?8.4 kW
2）选取V带型号 根据Pca?8.4 kW,n1?960 r/min，由图8-11选用B型带。 3）确定带轮的基准直径，并验算带速
⑴ 确定小带轮基准直径 由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1?150 mm ⑵ 验算带速 按式8-13
???dd1n160?1000???150?96060?1000?7.54 m/s
由于 5 m/s???30 m/s，故带速合适。
⑶ 确定大带轮基准直径 传动比 i?n1960??2.91，根据式8-15a，有 n2330dd2?idd1?2.91?150?436.5
根据表8-8，圆整为 dd2?450 mm。
⑷ 验算带速误差 由式8-14，从动轮实际转速
n2??dd1n1(1??)150?960?(1?0.02)??313.6 r/min
dd2450带速误差 ??n2?n2?330?313.6??100%?4.97%?5%，满足要求。 n23304）确定V带的中心距和基准长度
⑴ 确定小带轮基准直径 根据式8-20
0.7(dd1?dd2)?420?a0?2(dd1?dd2)?1200，初定中心距a0?600 mm，
⑵ 计算带的基准长度 按式8-22
(dd2?dd1)2Ld0?2a0?(dd1?dd2)?24a
2(450?150)? ?2?600?(150?450)??2180 mm24?600?由表8-2选带的基准长度Ld?2240mm ⑶ 计算实际中心距 由式8-23
a?a0?Ld?Ld02240?2180?600??630 mm 22由式8-24，中心距的变化范围为
?amin?a?0.015Ld?600?0.015?2240?566.4 mm ?a?a?0.03L?600?0.03?2240?667.2 mmmaxd?5）验算小带轮上的包角?
??180??包角合适。 6）计算带的根数
dd2?dd1450?150?57.3??180???57.3??152.7??120? a630⑴ 计算单根V带的额定计算功率
由dd1?150 mm和n1?960 r/min，查表8-4a得P0?2.60 kW 查表8-4b得?P0?0.30 kW
机械设计习题答案
