機(jī)械設(shè)計(jì)——齒輪傳動(dòng) (1)

1、第十二章 齒輪傳動(dòng)1、圖示為兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，已知條件如圖所示。試問：（1）畫出軸II和軸III的轉(zhuǎn)向。（2）低速級(jí)斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪所受的軸向力相反？（3）低速級(jí)小齒輪的螺旋角2應(yīng)取多大值，才能使軸上軸向力相互抵消？（4）畫出各個(gè)齒輪所受軸向力。12342、今有兩對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，主動(dòng)軸傳遞的功率P1=13kW，n1=200r/min，齒輪的法面模數(shù)mn=4mm，齒數(shù)z1=60均相同，僅螺旋角分別為9°與18°。試求各對(duì)齒輪傳動(dòng)軸向力的大??？3、圖所示為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。已知：齒輪1的螺旋線方向和軸III的轉(zhuǎn)向，齒輪2的參數(shù)mn

2、=3mm，z2=57，2 =14°；齒輪3的參數(shù)mn=5mm，z3=21。試求：（1）為使軸所受的軸向力最小，選擇各齒輪的螺旋線方向，并在圖上標(biāo)出；（2）在圖b上標(biāo)出齒輪2、3所受各分力的方向；（3）如果使軸的軸承不受軸向力，則齒輪3的螺旋角3應(yīng)取多大值（忽略摩擦損失）？10、分析圖中斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的小齒輪受力，忽略摩擦損失。己知：小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，法向模數(shù)，中心距，傳遞功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，小齒輪螺旋線方向右旋。求： （1) 大齒輪螺旋角大小和方向； （2) 小齒輪轉(zhuǎn)矩； （3) 小齒輪和大齒輪受力的大小和方向，并在圖上畫出。 11、有一齒輪傳動(dòng)如圖所示，已知：，,模數(shù)，壓力角

3、，中心距，輸入軸功率，轉(zhuǎn)速，不計(jì)摩擦。 （1) 計(jì)算各軸所受的轉(zhuǎn)矩；（2)分析中間齒輪的受力，在圖中畫出，并計(jì)算所受各力的大小。 13、圖示二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，高速級(jí)和低速級(jí)的傳動(dòng)比相等，u1=u2=3，低速級(jí)的齒寬系數(shù)為高速級(jí)的1.3倍，齒輪材料為45鋼，小齒輪均調(diào)質(zhì)處理，大齒輪均正火處理，其許用應(yīng)力為：齒輪1：sH 1=590MPa；齒輪2：sH 2=490MPa；齒輪1：sH 3=580MPa；齒輪1：sH 4=480MPa兩級(jí)齒輪的載荷系數(shù)K、ZE、ZH、Ze均相同，其中高速級(jí)已根據(jù)接觸強(qiáng)度算得d1=75mm，若使兩對(duì)齒輪等接觸強(qiáng)度，試問低速級(jí)小齒輪的直徑d3應(yīng)為多少？附：14、一

4、對(duì)閉式直齒圓柱齒輪，已知：z1=20，z2=60，m=3mm，fd=1，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=950r/min，主從動(dòng)輪的許用應(yīng)力sH 1=700MPa，sH2=650MPa，載荷系數(shù)K=1.6，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5，彈性系數(shù)ZE=189.9，重合度系數(shù)Ze=0.9。按接觸疲勞強(qiáng)度，求該對(duì)齒輪所能傳遞的功率。附：15、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知：，小輪材料為40鎘，大輪材料為45鋼，齒形系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)，許用應(yīng)力，。問：（1） 哪個(gè)齒輪的接觸強(qiáng)度弱? 為什么?（2） 哪個(gè)齒輪的彎曲強(qiáng)度弱?為什么?附：，16、有兩對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知：第一對(duì)齒輪的，齒寬；第二對(duì)齒輪的，齒寬。已知兩對(duì)齒

5、輪的材料、熱處理硬度相同，齒輪的加工精度、齒面粗糙度均相同，工況也一樣，按無限壽命計(jì)算并忽略的乘積及重合度的影響。 （1）按接觸疲勞強(qiáng)度求該兩對(duì)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的比值； （2）按彎曲疲勞強(qiáng)度求該兩對(duì)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的比值。 附： 17、如圖所示為一蝸桿-圓柱斜齒輪-直齒圓錐齒輪三級(jí)傳動(dòng)，已知蝸桿為主動(dòng)，且按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。試在圖中繪出： （1）各輪轉(zhuǎn)向； （2）使II、III軸軸承所受軸向力較小時(shí)的斜齒輪輪齒的旋向；（3）斜齒輪3在嚙合點(diǎn)所受各分力的方向。18、如圖所示為斜齒輪圓錐齒輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，試回答問題： （1）合理確定斜齒輪1，2和蝸桿5、蝸輪6的螺旋方向； （2）畫出斜齒輪2、錐齒輪3及蝸

6、輪6的受力情況；（3）標(biāo)出各傳動(dòng)件的回轉(zhuǎn)方向。19、如圖所示二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器和一對(duì)開式圓錐齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)。已知?jiǎng)恿τ奢SI輸入，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，為使軸II和軸III的軸向力盡可能小，試確定各軸的轉(zhuǎn)向和減速器中各斜齒輪的旋向，并畫出各對(duì)齒輪嚙合處的受力方向。20、如圖所示的傳動(dòng)系統(tǒng)中，1，2，3為斜齒圓柱齒輪，4，5為直齒圓錐齒輪，6為蝸桿，7為蝸輪。傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輪1轉(zhuǎn)向如圖所示。要求軸和軸IV上由斜齒圓柱齒輪3和直齒圓錐齒輪4，以及直齒圓錐齒輪5和蝸桿6所產(chǎn)生的軸向力相互抵消一部分。試確定：（1）斜齒圓柱齒輪1，2，3的齒輪螺旋線方向，蝸桿、蝸輪輪齒的螺旋方向；（2）蝸輪7

7、的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；（3）斜齒圓柱齒輪3、蝸桿6和蝸輪7在嚙合點(diǎn)處的圓周力、軸向力、徑向力（、）的方向。 參考答案1、解：（1）軸II向右，軸III向左。（2分，每個(gè)1分）（2）齒輪3左旋，齒輪4右旋。（2分，每個(gè)1分）（3）Fa2=Fa3，即：（3分）由中間軸的力矩平衡，得 則：（2分）得： 則：（2分）（4）齒輪1，向下；齒輪2，向上；齒輪3，向下，齒輪1，向上。（4分，每個(gè)1分）2、解：（1）因兩對(duì)齒輪傳遞的P1和n1相等，故主動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩也應(yīng)相等，即620750 （3分）（2）計(jì)算=9°的齒輪傳動(dòng)的軸向力：=2×620 750×cos9°/（4×

8、;6）=5109 N （3分）Fa1=Ft1tan=5109×tan 9°N=809N=Fa2 （3分）（3）計(jì)算=18°的齒輪傳動(dòng)的軸向力：N （3分） （3分）3、解：（1）根據(jù)軸III轉(zhuǎn)向nIII，在圖上標(biāo)出nI和nII的轉(zhuǎn)向。（2分）而齒輪3應(yīng)為右旋，齒輪4左旋，齒輪2右旋。（3分） （2）根據(jù)主動(dòng)輪左、右手定則判斷出Fa1、Fa3；根據(jù)齒輪2是從動(dòng)輪，齒輪3是主動(dòng)輪判斷Ft2、Ft3；根據(jù)徑向力指向各自軸心的原則，判斷徑向力Fr2、Fr3；的方向。Fa1、Fa3、Ft2、Ft3、Fr2、Fr3已在嚙合點(diǎn)畫出。（6分）（3）若使軸軸承不受軸向力，則，|Fa

9、2|=|Fa3|， （2分）所以， 得 3= （2分）10、解：（1）計(jì)算大齒輪螺旋角由得 （2分）左旋。（1分）（2）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 （3分）（3）計(jì)算齒輪的受力 切向力=Ft2 軸向力= Fa2徑向力= Fr2 （3分）各個(gè)分力的方向。（6分） 11、（本題共15分）解：（1) ， ， （3分）（2) 受力（6分） （2分） （2分） （2分）13、 解：兩對(duì)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度相等的條件為：接觸疲勞的安全系數(shù)相等。可以寫成： （3分） 將帶入 （2分） 將兩對(duì)齒輪的齒寬可用直徑表示：bI=fdId1，bII=fdIId3 （1分） 化簡： （3分） T3=T1u=3 T1 （2分）取sHI=

10、s H 2=490MPa，sHII=s H 4=480MPa （2分）fdII=1.3fdI=100.5 mm （2分）14、解：根據(jù)疲勞強(qiáng)度的校核公式可得： （2分）式中：u=z2/z1=3 （2分） d1=mz1=60mm （2分） b= fdd=60mm （2分）因?yàn)榇簖X輪的許用應(yīng)力較低，應(yīng)按大齒輪計(jì)算，故sH=sH 2=650MPa （2分）故： =117300N*mm （2分） 該齒輪傳遞的功率為：KW（3分）15、解：（1）接觸強(qiáng)度相互嚙合的一對(duì)齒輪，其接觸應(yīng)力相等，即 （2分）由題意可知， （1分）因此，大齒輪的接觸強(qiáng)度弱。 （3分）（2）彎曲強(qiáng)度相互嚙合的一對(duì)齒輪，其彎曲強(qiáng)度的大小主要取決于的比值。（2分） （2分）可見 （2分）因此，大齒輪的彎曲強(qiáng)度弱。（3分）16、解：而根據(jù)題意知，對(duì)