機械設(shè)計——齒輪傳動(1)

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文檔第十二章齒輪傳動1圖示為兩級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) 低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸U上兩齒輪所受的軸向力相反?(3) 低速級小齒輪的螺旋角B 2應(yīng)取多大值，才能使軸U上軸向力相互抵消？(4) 畫出各個齒輪所受軸向力。2、今有兩對斜齒圓柱齒輪傳動，主動軸傳遞的功率Pi=13kW ni=200r/min，齒輪的法面模數(shù) m=4mm齒數(shù)zi=60均相同，僅螺旋角分別為9°與18°。試求各對齒輪傳動軸向力的大小？3、圖所示為二級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

2、輪2的參數(shù)m=3mm Z2=57,B 2=14°齒輪3的參數(shù) m=5mm Z3=21。試求：(1) 為使軸U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U的軸承不受軸向力，則齒輪 3的螺旋角B 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的小齒輪受力，忽略摩擦損失。己知：小齒輪齒數(shù)乙=22，大齒輪齒數(shù)z2=90，法向模數(shù)mn = 2mm，中心距a = 120mm，傳遞功率P = 2KW，小齒輪轉(zhuǎn)速= 320r/min，小齒輪螺旋線方向右旋。求：大齒輪螺旋角一：大小和方向；文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔(

3、1) 小齒輪轉(zhuǎn)矩Ti ;(2) 小齒輪和大齒輪受力的大小和方向，并在圖上畫出文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔11、有一齒輪傳動如圖所示，已知： Zj = 28， z2 = 70 , Z3 = 126 ,模數(shù)= 4mm，壓力角=20，中心距a 200mm， a2 = 400mm，輸入軸功率P1 =10kW，轉(zhuǎn)速m =1000r/min，不計摩擦。(1) 計算各軸所受的轉(zhuǎn)矩；(2) 分析中間齒輪的受力，在圖中畫出，并計算所受各力的大小。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔13、圖示二級直齒圓柱齒輪減速器，高速級和低速級的傳動比相等，5=氏=3,低速級的齒寬系數(shù)為高速級的1.3倍，齒輪材

4、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： 町 1=590MPa 齒輪 2： h 2=490MPa 齒輪 1： H| 3=580MPa 齒輪 1： h 4=480MPa兩級齒輪的載荷系數(shù)K、Ze、Zh、Z均相同，其中高速級已根據(jù)接觸強度算得 d1=75mm若使兩對齒輪等接觸強度，試問 低速級小齒輪的直徑d3應(yīng)為多少？附:二ZhZeZ14、一對閉式直齒圓柱齒輪，已知：Z1 =20, Z2=60, m=3mm d=1，小齒輪轉(zhuǎn)速 m=950r/min，主從動輪的許用應(yīng)力H1=700MPa 吃=650MPa載荷系數(shù)K=1.6，節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.5，彈性系數(shù)Ze=18

5、9.9 MPa，重合度系數(shù)Z =0.9。按接觸疲勞強度， 求該對齒輪所能傳遞的功率。附：二 h 二ZhZeZ15、一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知：zi =20 , Z2=4O，小輪材料為40鎘，大輪材料為45鋼，齒形系數(shù)Y/ai = 2.8, 丫卩玄2二2.4 , 應(yīng)力修正系數(shù) Ysai=1.55, Ysa2 =1.67，許用應(yīng)力 JHh=600MPa， t H】2 =500MPa fL =179MPa， b J2=144MPa。問：（1）哪個齒輪的接觸強度弱？ 為什么？（2）哪個齒輪的彎曲強度弱？為什么？如.旳 u+12KT1、/、/ r 1附： ；一 h =ZHZEZ .、H ，；- FY

6、FaYSaFV bd1ubd1m16、 有兩對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知：第一對齒輪的乙=20，z2 = 40，m 4mm，齒寬d = 75mm ；第二對齒輪的z 40， Z2 =100， m2 -2mm，齒寬b70mm。已知兩對齒輪的材料、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，按無限壽命計算并忽略 YFaYSa的乘積及重合度的影響。（1） 按接觸疲勞強度求該兩對齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的比值TT1 ；（2） 按彎曲疲勞強度求該兩對齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩的比值T1 T1。2KT1 u 1附： h=ZhZeZ- 蘭 Bh】 bd-iu2KT1r 161 YFaYsaIbd1m17、如圖所示

7、為一蝸桿-圓柱斜齒輪-直齒圓錐齒輪三級傳動，已知蝸桿為主動，且按圖示方向轉(zhuǎn)動。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的斜齒輪輪齒的旋向；（3）斜齒輪3在嚙合點所受各分力Ft3, Fr3, Fa3的方向。18、如圖所示為斜齒輪-圓錐齒輪-蝸桿傳動機構(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及蝸輪6的受力情況；（3）標(biāo)出各傳動件的回轉(zhuǎn)方向。-Ji ip19、如圖所示二級斜齒圓柱齒輪減速器和一對開式圓錐齒輪組成的傳動系統(tǒng)。已知動力由軸I輸入，轉(zhuǎn)動方向如圖所示，為使軸II和軸III的軸向力盡可能小，試確定各軸的

8、轉(zhuǎn)向和減速器中各斜齒輪的旋向, 并畫出各對齒輪嚙合處的受力方向。IV口3 T120、如圖所示的傳動系統(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。傳動系統(tǒng)由電動機驅(qū)動， 輪1轉(zhuǎn)向如圖所示。要求軸川和軸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的轉(zhuǎn)動方向；(3) 斜齒圓柱齒輪3、蝸桿6和蝸輪7在嚙合點處的圓周力、軸向力、徑向力(Ft、Fa、Fr)的方向。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔（2）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔參考答案1、解:（

9、1）（2）軸II向右，軸Ill向左。（2分，每個1分） 齒輪3左旋，齒輪4右旋。（2分，每個1分）（3）Fa2=Fa3，即：Ft2 tan ：2 二 Ft3tan ：3, tan ：3 =空 tan ：2 （3 分） F t3由中間軸的力矩平衡，得 Ft2空二Ft3蟲2 2tan 13 二電 tan 12 =色 tan 2 二-17/cos3 tan 2 （2 分）Ft 2d23 53/cos： 2則:（4）齒輪5x17sin 3sin15 =0.1438貝U：3 =8.27 =8 16 12 （2分）3x531，向下；齒輪2,向上；齒輪3,向下，齒輪1,向上。（4分，每個1分）2、解:（1）

10、因兩對齒輪傳遞的R和n1相等,故主動軸上的轉(zhuǎn)矩也應(yīng)相等，即（2）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔13/200）N mm =620750N mm （3 分）Ft1=2T1/d1=2 620750 cos 一：/（口洛）=2 X 620 750 X cos9/ （4X6） =5109 N（3 分）Fa1=Ft1tan B =5109X tan 9 ° N=809NFa2（3 分）（3）計算B =18°的齒輪傳動的軸向力:Ft1 = 2T1 = 2Td 二 2 620750 cos18 二 4950 N d1mnN4 60（3 分）Fa1 =Ft1tani： -4920 tan 18 =15

11、99N =Fa2（3 分）3、解:（1）根據(jù)軸III轉(zhuǎn)向nm，在圖上標(biāo)出ni和nil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）1111、34XXX根據(jù)主動輪左、右手定則判斷出Fa1、Fa3 ；根據(jù)齒輪2是從動輪，齒輪3是主動輪判斷Ft2、Ft 3根據(jù)徑向力指向各6 6=9.55x10 R /m =（9.55x10 沆（2）計算B =9°的齒輪傳動的軸向力:（2）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔（2）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔2、Ft3、Fr2、Fr3已在嚙合點畫出。（6分）（2 分）自軸心的原則，判斷徑向力 Fr2、Fr3 ；的方向。Fa1、Fa3、Ft所以,Ft2 tan -

12、2 二 Ft3tan -3（3）若使軸U軸承不受軸向力，貝U,| Fa2|=| Faa|，F(xiàn)a2二Ft2 tan匕Fa3二Ft3 tan飛（2）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔tan -3Etan ：:2 = 3 an -2F t32tan. mn2z2/ cos - 2得 sin '-3 = mn3Z3sin '-2=5 21 sin14 = 0.14855mn2z23x57B 3=8 32 3410、解：（1）計算大齒輪螺旋角一：（2 分）二 arccosmn 乙 Z2 二 arccos22290 =21.0395 二 21 2 222x1202a（2 分）左旋。（1分）（2）計算小齒

13、輪轉(zhuǎn)矩T16 P6 2755 10 = 9.55 10n1320T1= 59687.5N mm（3 分）（3）計算齒輪的受力mn XZ12X22d1.47.143mmcosPcos21.0395'切向力 Ft1 二藥=2 59687.5 =2532N =Ft2 d147.143軸向力 Fa1 =Ft1ta n 1 =2532 ta n21.0395° =974N = Fa2（3 分）徑向力 Fr1=Ft1tan：n.cos1 =2532 tan20o cos21.0395° = 987.4N = Fr2各個分力的方向。（6分）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔

14、11、（本題共15分）60 P10126（3 分）解：（1）Ti955095.5N m， TH =0，Tm 二丁 i =95.5429.75N m2 兀 n100028（2）受力（6分）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔F謹a1mn Z1 Z22cos :cos 1 =0.98文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔did2d =2adi2a1今Z1-00114.286mm彳701 -28Ft22Tidi2 I：；0 =167便=Ft2 （2 分）114.286文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔Fr2tan : n 二1671 tan20621N =F2 （2 分）cos P0.9

15、8Fa2 = Ft2 tan ： =1671 tan arccos0.98 =339N =Fa2 （2 分）13、解：兩對齒輪接觸疲勞強度相等的條件為：接觸疲勞的安全系數(shù)相等。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔14、可以寫成：- HlHII（3 分）2KT1將二H 二 ZhZeZ； bd2u 1帶入uZhZeZ匚 hii2KT1 u 1；bd12將兩對齒輪的齒寬可用直徑表示:ZhZeZ6i化簡：6imillT3."diid：2KT3u 1.bd；ubi =dl d1，Gh2KT3u 1.dll d3uZhZeZZhZeZbll =dll d3（ 1 分）T3=u=3 T1取hi

16、=h 2=490MPa h II =dII =1.3 dl3 卜 H I 2 dl d1 T 3d3 =3 （）=100.5 mm 6 ii dii T1解：根據(jù)疲勞強度的校核公式可得：T1 -廣顯】 j bdj uiZhZeZ呂丿 2K u 十1式中：u=zjz1=3d1=mz=60mmb =dd=60mm因為大齒輪的許用應(yīng)力較低,h=故:h 2=650MPa丁三HI（2 分）（3 分）（2分）h 4=480MPa（2 分）（2 分）（2 分）（2分）（2分）（2分）應(yīng)按大齒輪計算，故（2分）t bd2IZhZezJ 忝冷可7300"*12 分）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔該齒輪傳遞的功率

17、為：P 二11.67 KW（ 3分）9.55 x10615、解：（1）接觸強度相互嚙合的一對齒輪，其接觸應(yīng)力相等，即二H1=二H2 （2分）（1 分）（3 分）由題意可知， X片=600MPa .人12 =500MPa因此，大齒輪的接觸強度弱。（2）彎曲強度相互嚙合的一對齒輪，其彎曲強度的大小主要取決于YFaiYsai2.竺!色_0 024179YFa2YSa22.4 1.67 =0.028 （2 分）144可見YFa1YSalYFa2YSa2（2 分）因此，大齒輪的彎曲強度弱。（3分）16、解：而根據(jù)題意知，對于兩對齒輪，強度計算公式中Zh、Ze、Z及YFa、Ysa、兩對齒輪均對應(yīng)相等，可略去不計。（2分）（I）接觸強度時的.T/Ti <Lth 】"bd12 uzhzez ；2K u 1（2 分）di=mz=80mm di'=mzi'=80mm（2 分）Ui