機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第10章習(xí)題

1、.本章的習(xí)題是按舊書的齒形系數(shù)YF求解的,新書需將齒形系數(shù)改為復(fù)合齒形系數(shù)YFS。舊書新書10-310-3標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)YFYFS與什么因素有關(guān)？兩個(gè)直齒圓柱齒輪的模數(shù)和齒數(shù)分別為m1=20 mm,z1=20；m2=2 mm,z2=20,其答：標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)YFYFS與齒輪的齒數(shù)有關(guān),而與模數(shù)無關(guān)。由于兩個(gè)直齒圓柱齒輪的齒數(shù)相等,故其復(fù)合齒形系數(shù)是相等的。10-710-6有一直齒圓柱齒輪傳動(dòng),允許傳遞功率P,若通過熱處理方法提高材料的力學(xué)性能,使大小齒輪的許用接觸應(yīng)力 H2、 H1各提高30,試問此傳動(dòng)在不改變工作條件及其他設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下,抗疲勞點(diǎn)蝕允許傳遞的扭矩

2、和允許傳遞的功率可提高百分之幾？解：由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度條件當(dāng)大小齒輪的許用接觸應(yīng)力提高30時(shí),即,在不改變工作條件及其他設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下,有得： 故允許傳遞的扭矩和允許傳遞的功率可提高69。10-810-7單級閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng),小齒輪的材料為45鋼調(diào)質(zhì),大齒輪材料為ZG310-570正火,P=4kW,n1=720 r/min,m=4 mm,z 1=25,z 2 =73,b1=84 mm,b 2 =解 ：齒輪材料的許用應(yīng)力由表10-1查得小齒輪材料45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度230HBS；大齒輪ZG310-570正火,齒面硬度180HBS,齒輪的材料為軟齒面齒輪。分別查圖10-6及圖 10-7得 H

3、lim1=570MPa,Hlim2 =370MPaFlim1=190MPa,Flim2=130MPa由表10-5,取SH=1,SF =1.3,得核驗(yàn)齒面接觸疲勞強(qiáng)度取載荷系數(shù)K=1.4,齒數(shù)比,作用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1Nmm中心距mm齒寬 b1=84mm,b2=由式10-5齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。注意： H1= H2核驗(yàn)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度查表10-4得齒形系數(shù)YF1=2.67,YF2=2.24按式10-10齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。10-910-8已知閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=4.6,n1=730 r/min,P=30kW,長期雙向轉(zhuǎn)動(dòng),載荷有中等沖擊,要求結(jié)構(gòu)緊湊。且z1=27,大小齒

4、輪都用40Cr表面淬火,試計(jì)算此單級齒輪傳動(dòng)。解：確定齒輪材料許用應(yīng)力由齒輪材料45Cr表面淬火,為硬齒面齒輪,查表10-1,知齒面硬度為50HRC。分別查圖10-6及圖 10-7得 Hlim1=Hlim2 =1180MPa, Flim1=Flim2=280MPa由表10-4,取SH=1.2,SF =1.5,故按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)此題為硬齒面齒輪設(shè)齒輪按8級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.4,齒寬系數(shù)a=0.4。查表10-4得齒形系數(shù)YF1=2.60,YF2=2.18,小齒輪齒數(shù)z1=,27,則z2=z1i=274.6124。作用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1Nmm因,故應(yīng)將代入計(jì)算。由式10-11計(jì)算模

5、數(shù)mm按表6-1取m=3mm確定中心距mm齒寬 mm取 b2=91 mm,b1=98mm驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按式10-5齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。計(jì)算齒輪的圓周速度 m/s對照表10-2可知選8級精度是合適的。10-1010-9說明下列幾種情況下應(yīng)采用的是斜齒輪的齒數(shù)還是當(dāng)量齒數(shù)： 計(jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的角速比； 用成型法切制斜齒輪時(shí)選盤形銑刀； 計(jì)算斜齒輪的分度圓直徑； 齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)查取復(fù)合齒形系數(shù)。答：斜齒輪的齒數(shù)斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù) 斜齒輪的齒數(shù) 斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)10-1210-10 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及螺旋線方向如圖a所示,試分別在圖b和圖c中畫出輪1為主動(dòng)時(shí)和輪2為主動(dòng)時(shí)軸

6、向力Fa1及Fa2的方向。10-1410-11已知單級閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),P=10 kW,n1=1210 r/min,i=4.3,電機(jī)驅(qū)動(dòng),雙向傳動(dòng),載荷有輕微沖擊,設(shè)小齒輪用45MnB調(diào)質(zhì),大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì),z1=21,試計(jì)算此單級齒輪傳動(dòng)。解:確定齒輪材料的許用應(yīng)力由表10-1查小齒輪材料用45MnB調(diào)質(zhì),齒面硬度為260HBS；大齒輪材料用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度230HBS,為軟齒面齒輪。查圖10-6得Hlim1=690 MPa,Hlim2=570 MPa查圖10-7得Flim1=240MPa,Flim2=190 MPa由表10-5取S H =1,SF=1.3,雙向傳動(dòng),故按齒面接觸強(qiáng)

7、度設(shè)計(jì)初選齒輪精度等級為8級。由表10-3取載荷系數(shù)K=1.4,齒寬系數(shù)a=0.4小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 Nmm小齒輪齒數(shù)z 1=21,大齒輪齒數(shù)z2 =iz 1=4.32190,初選螺旋角=15由式10-16確定中心距法面模數(shù)查表6-1取mn =2.5 mm取中心距a=145mm如取中心距a=140mm,算出的螺旋角8確定螺旋角齒寬mm取b1=64 mm b2=58 mm驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)由表10-4查得Y F1=2.67,Y F2 =2.19將各參數(shù)代入式10-17可得計(jì)算齒輪圓周速度對照表10-2可知選8級精度的齒輪適宜。10-1510-12斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示,試問：低速級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的軸向力方向相反。解答見下圖：10-1710-13已知直齒圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器布置如圖。錐齒輪m=5 mm,b=50 mm,z1=25,z2=60；斜齒輪mn =6 mm,z1=21,z2=84。欲使軸上的軸向力在軸承上的作用完全抵消,求斜齒輪3的螺旋角解答如下：10-1810-15如圖所示蝸桿傳動(dòng),蝸桿主動(dòng),已知T 1 =20 Nm,m=4 mm,z 1 =2,d1 =50 mm,蝸輪齒數(shù)z 2=50,傳動(dòng)的嚙合效率蝸輪的轉(zhuǎn)向；蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。解：1蝸輪的轉(zhuǎn)向如上圖順時(shí)針 2蝸