機械設計習題集第二版-侯玉英-第十章答案__齒輪傳動.doc

題10-5 在圖示的直齒圓柱齒輪傳動中,齒輪1為主動齒輪,齒輪2為中間齒輪,齒輪3為從動齒輪。已知齒輪3所受的扭矩,其轉(zhuǎn)速n3=180r/min,Z3=45,Z2=25,Z1=22,m=4mm。假設齒輪嚙合效率及軸承效率均為1,試求:（1） 嚙合傳動時,作用在各齒輪上的圓周力Ft和徑向力Fr ,并將各力及齒輪轉(zhuǎn)向標于圖上；（2）說明中間齒輪2在嚙合時的應力性質(zhì)和強度計算時應注意的問題；（3）若把齒輪2作為主動齒輪,則在嚙合傳動時其應力性質(zhì)有何變化,其強度計算與前面有何不同?解答:1； ； 由齒輪2受力平衡條件得： ； 與,與是作用力與反作用力的關系, =,=2齒輪2在嚙合傳動時,齒輪根部彎曲應力:對稱循環(huán),雙向受載。齒面接觸應力:脈動循環(huán)。在校核彎曲強度時，應將齒根彎曲疲勞極限值乘以0.7。3若齒輪2為主動,則其彎曲應力和接觸應力都為脈動循環(huán),但2輪每轉(zhuǎn)一周時，輪齒同側(cè)齒面嚙合次數(shù)為2，則其應力循環(huán)次數(shù)增加2倍。 題10-5圖 題解10-5圖題10-6 圖示為二級斜齒圓柱齒輪減速器,第一級斜齒輪的螺旋角的旋向已給出。（1）為使軸軸承所受軸向力較小,試確定第二級斜齒輪螺旋角的旋向,并畫出各輪軸向力 、徑向力及圓周力的方向。（2） 若已知第一級齒輪的參數(shù)為:Z1=19,Z2=85,mn=5mm,a=265mm, 輪1的傳動功率P=6.25kW,n1=275 r/min。試求輪1上所受各力的大小。解答: 1各力方向：見題解10-6圖。2各力的大小： ； ； ；題解10-6圖題10-6圖 題10-7 圖示為直齒圓錐齒輪-斜齒圓柱齒輪減速器,為使軸上的軸向力抵消一部分,試確定一對斜齒圓柱齒輪螺旋線的方向;并畫出各齒輪軸向力、徑向力及圓周力的方向。解答：齒輪3為右旋，齒輪4為左旋; 力的方向見題解10-7圖。 題解10-7圖題10-7圖 題10-8 在題10-7圖所示的減速器中,已知在高速級傳動中，Z1= 19, Z2= 38, m = 3 mm,dm2 =99 mm, ;在低速級傳動中，Z3 = 19,Z4 = 76,mn = 5 mm,。若,n1 = 800 r/min,齒輪與軸承效率取1,軸轉(zhuǎn)向如圖所示。（1）試計算各軸的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速,并標出、軸的轉(zhuǎn)向；（2）當斜齒圓柱齒輪Z3的螺旋角為多少時,方能使大錐齒輪和小斜齒輪的軸向力完全抵消;若要求斜齒圓柱齒輪傳動的中心距達到圓整值時,的精確值應是多少? 解答: 1. ; , ;、軸的轉(zhuǎn)向見題解10-7圖的n、n 2 ； ； ；當時，軸向力可完全抵消，應有：， ； 若要求中心距為圓整值：，取，則：的精確值為：題10-9 設計一冶金機械上用的電動機驅(qū)動的閉式斜齒圓柱齒輪傳動, 已知:P = 15 kW,n1 =730 r/min,n2 =130 r/min,齒輪按8級精度加工,載荷有嚴重沖擊,工作時間t =10000h,齒輪相對于軸承為非對稱布置,但軸的剛度較大,設備可靠度要求較高,體積要求較小。（建議兩輪材料都選用硬齒面）解題分析：選材料確定許用應力硬齒面，按輪齒的彎曲疲勞強度確定齒輪的模數(shù)確定齒輪的參數(shù)和幾何尺寸校核齒輪的接觸疲勞強度校核齒輪的圓周速度解答:根據(jù)題意,該對齒輪應該選用硬齒面,其失效形式以輪齒彎曲疲勞折斷為主。1. 選材料大、小齒輪均選用20CrMnTi鋼滲碳淬火（1表11-2），硬度為5662HRC，由1圖11-12 和1圖11-13查得：2.按輪齒彎曲疲勞強度進行設計（1）確定按1式（11-7 P227）計算，??；齒輪的循環(huán)次數(shù)：,取,則:（2）計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩T1（3）選取載荷系數(shù)KK=KAKVKK= 1.5 1.02 1.1 1.0 = 1.68（4)初步選定齒輪參數(shù)選 取取 （5)確定復合齒形系數(shù)因兩輪所選材料及熱處理相同,則相同,小齒輪齒根強度弱，故設計時按小齒輪的復合齒形系數(shù)代入即可。，由1圖11-18查得將上述參數(shù)代入求的式中，得： 按1表4-1取標準模數(shù)，則中心距：， 取，=141114（6)計算幾何尺寸,取,取3.校核齒面的接觸強度由1式（11-21）：，取 因可靠性要求較高，取，由1圖11-15，取因為，故接觸疲勞強度也足夠。4. 校核速度: 由1表11-4知，選8級精度合格。題10-10 設計一對由電動機驅(qū)動的閉式直齒錐齒輪傳動( = 900 ),已知:P1 = 4 kW,n1 = 1440 r/min,i = 3.5,齒輪為8級精度,載荷有不大的沖擊,單向轉(zhuǎn)動工作,單班制,要求使用10年,可靠度要求一般。(小齒輪一般為懸臂布置)解題分析：選材料確定許用應力軟齒面，按齒面接觸疲勞強度確定齒輪大端的分度圓直徑確定齒輪的參數(shù)和幾何尺寸校核齒輪的彎曲疲勞強度解答: 根據(jù)題意，選用軟齒面齒輪，其主要失效形式為齒面疲勞點蝕。1. 選材料，定許用應力:兩輪均選用45號鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)齒面硬度為229286 HBS，大齒輪正火齒面硬度為169217 HBS ，由1圖11-12b查得：；由1圖11-13b，查得： ； 由1圖11-14和1圖11-15：取，所以：2.接觸疲勞強度設計: 由1式(5-57),一對齒輪為鋼制時，有（1).計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩（2).選取齒寬系數(shù). ?。?).選取載荷系數(shù). 因小齒輪懸臂布置,取K=1.251.061.081.05 = 1.5（4).計算小齒輪大端分度圓直徑 （5).確定齒數(shù)和模數(shù)