题目
带传动可能产生的瞬时最大应力发生在()。A. 带的松边绕出小带轮处B. 带的紧边绕出大带轮处C. 带的松边绕上大带轮处D. 带的紧边绕上小带轮处
带传动可能产生的瞬时最大应力发生在()。
A. 带的松边绕出小带轮处
B. 带的紧边绕出大带轮处
C. 带的松边绕上大带轮处
D. 带的紧边绕上小带轮处
题目解答
答案
D. 带的紧边绕上小带轮处
解析
本题考查带传动中瞬时最大应力的发生位置相关知识点。解题思路是先明确带传动中存在的几种应力,再分析这些应力在不同位置的叠加情况,从而找出瞬时最大应力的发生位置。
带传动中主要存在三种应力:
- 拉应力:紧边拉应力$\sigma_1$大于松边拉应力$\sigma_2$,因为紧边拉力大,根据胡克定律$\sigma=\frac{F}{A}$(其中$\sigma$为拉应力,$F$为拉力,$A$为带的横截面积),拉力大则拉应力大。
- 离心应力:离心应力$\sigma_c$在带的全长上处处相等,其计算公式为$\sigma_c=\frac{qv^2}{A}$(其中$q$为每米带长的质量,$v$为带的速度,$A$为带的横截面积)。
- 弯曲应力:弯曲应力$\sigma_b$与带轮的直径成反比,即$\sigma_b = E\frac{h}{d}$(其中$E$为带的弹性模量,$h$为带的高度,$d$为带轮直径)。小带轮直径小,所以带绕上小带轮处的弯曲应力$\sigma_{b1}$大于绕上大带轮处的弯曲应力$\sigma_{b2}$。
接下来分析各个位置的应力叠加情况:
- 选项A:带的松边绕出小带轮处,应力为松边拉应力$\sigma_2$、离心应力$\sigma_c$和绕出小带轮的弯曲应力$\sigma_{b1}$,总应力$\sigma_A=\sigma_2+\sigma_c+\sigma_{b1}$。
- 选项B:带的紧边绕出大带轮处,应力为紧边拉应力$\sigma_1$、离心应力$\sigma_c$和绕出大带轮的弯曲应力$\sigma_{b2}$,总应力$\sigma_B=\sigma_1+\sigma_c+\sigma_{b2}$。
- 选项C:带的松边绕上大带轮处,应力为松边拉应力$\sigma_2$、离心应力$\sigma_c$和绕上大带轮的弯曲应力$\sigma_{b2}$,总应力$\sigma_C=\sigma_2+\sigma_c+\sigma_{b2}$。
- 选项D:带的紧边绕上小带轮处,应力为紧边拉应力$\sigma_1$、离心应力$\sigma_c$和绕上小带轮的弯曲应力$\sigma_{b1}$,总应力$\sigma_D=\sigma_1+\sigma_c+\sigma_{b1}$。
由于$\sigma_1\gt{}\sigma_2$且$\sigma_{b1}\gt{}\sigma_{b2}$,所以$\sigma_D$最大,即带传动可能产生的瞬时最大应力发生在带的紧边绕上小带轮处。