10 機械設(shè)計作業(yè)齒輪傳動答案

1、齒 輪 傳 動1、齒輪傳動常見的失效形式有哪些？簡要說明閉式硬齒面、閉式軟齒面和開式齒輪傳動的設(shè)計準(zhǔn)則?！敬稹魁X輪傳動常見的失效形式有以下幾種：（1）輪齒折斷；（2）齒面點蝕；（3）齒面磨損；（4）齒面膠合；（5）塑性變形。閉式硬齒面的設(shè)計以保證齒根彎曲疲勞強度為主；閉式軟齒面的設(shè)計通常以保證齒面接觸疲勞強度為主；開式齒輪傳動的設(shè)計目前僅以保證齒根彎曲疲勞強度作為設(shè)計準(zhǔn)則。2、簡要分析說明齒輪輪齒修緣和做成鼓形齒的目的。【答】齒輪輪齒修緣是為了減小齒輪傳動過程中由于各種原因引起的動載荷。做成鼓形是為了改善載荷沿接觸線分布不均的程度。3、軟齒面齒輪傳動設(shè)計時，為何小齒輪的齒面硬度應(yīng)比大齒輪的齒面

2、硬度大3050 HBS？【答】金屬制的軟齒面齒輪配對的兩輪齒中，小齒輪齒根強度較弱，且小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多，當(dāng)大小齒輪有較大硬度差時，較硬的小齒輪會對較軟的大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化的作用，可提高大齒輪的接觸疲勞強度。所以要求小齒輪齒面硬度比大齒輪大3050HBS。4、齒輪傳動設(shè)計時，為何小齒輪的齒寬應(yīng)比大齒輪的齒寬大510 mm？【答】將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為地加寬510mm，以防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的工作載荷。5、試分析圖示斜齒圓柱齒輪所受的力（用受力圖表示出各力的作用位置和方向）。Fr1Fr2Fr3Fr4Ft1Ft3Ft4Fa2Fa1Fa

3、3Fa4Ft2【解】題 5 圖6、設(shè)兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，問：1） 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；2） 低速級螺旋角應(yīng)取多大數(shù)值才能使中間軸上兩個軸向力互相抵消?！窘狻浚?）由于中間軸上兩齒輪分別為主動和從動輪，且旋轉(zhuǎn)方向相同，因此為使軸向力方向相反，必須使齒輪3的螺旋方向與齒輪2的相同。齒輪2為左旋，故齒輪3必須左旋，齒輪4右旋。（2）使中間軸上輪2和輪3的軸向力互相完全抵消，需要滿足。因齒輪2和齒輪3傳遞的轉(zhuǎn)矩相同 ，且整理后可得因此 7、如圖所示的齒輪傳動，齒輪A、B和C的材料都是中碳鋼調(diào)質(zhì)，其硬度：齒輪A為240 HBS，齒

4、輪B為260 HBS，齒輪C為220 HBS，試確定齒輪B的許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力。假定：1） 齒輪B為惰輪（中間輪），齒輪A為主動輪，齒輪C為從動輪，設(shè)；2） 齒輪B為主動，齒輪A和齒輪C均為從動，設(shè)?！窘狻?）齒輪A為主動輪時，齒輪B為惰輪。當(dāng)齒輪B與主動輪A嚙合時，工作齒面是一側(cè)，當(dāng)與從動輪C嚙合時，工作齒面是另一側(cè)。對于一個輪齒來講，工作時雙齒面受載，故彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)，而接觸應(yīng)力則仍然是脈動循環(huán)。取 查教材圖10-21（d）得接觸疲勞強度極限應(yīng)力為 查教材圖10-20（c）得 則彎曲疲勞極限應(yīng)力 接觸疲勞強度許用應(yīng)力為 彎曲疲勞強度許用應(yīng)力為 2）齒輪B為主動輪時，A和C同為從

5、動輪，齒輪B推動齒輪A和C的工作齒面為同一側(cè)齒面，故彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力均為脈動循環(huán)。仍取 接觸疲勞強度極限 ；彎曲疲勞極限應(yīng)力 則許用應(yīng)力分別為：8、對于做雙向傳動的齒輪來說，它的齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力各屬于什么循環(huán)特性？在做強度計算時應(yīng)怎樣考慮？【答】齒面接觸應(yīng)力是脈動循環(huán)，齒根彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)。在作彎曲強度計算時應(yīng)將圖中查出的極限應(yīng)力值乘以0.7。9、設(shè)計小型航空發(fā)動機中的一對斜齒圓柱齒輪傳動。已知，壽命，小齒輪作懸臂布置，使用系數(shù)。【解】1）選擇齒輪的材料和精度等級根據(jù)教材表10-1選大小齒輪材料均為20CrMnTi滲碳淬火。小齒輪齒面硬度取62HRC,大齒輪齒面硬度取走8HRC，

6、芯部達300HBS。選精度等級為6級。2）按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩初選載荷系數(shù)：確定齒寬系數(shù)：小齒輪作懸臂布置，據(jù)教材表10-7選取初選螺旋角：計算斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)：確定齒形系數(shù)和應(yīng)力集中系數(shù)：查教材表10-5得 確定斜齒輪端面重合度：查教材圖10-26得 確定彎曲強度許用應(yīng)力：循環(huán)次數(shù)由教材圖10-18查得 取安全系數(shù) 由教材圖10-20（d）得 按對稱循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力為由彎曲強度計算齒輪的模數(shù)：因，將齒輪1的參數(shù)代入設(shè)計公式中得取標(biāo)準(zhǔn)值。驗算載荷系數(shù)：小齒輪的分度圓直徑 齒輪的圓周速度 由教材圖10-8查得：假設(shè)，由教材圖10-3查得齒寬 齒寬與齒高比 由教材表10-4查得，由教材圖10-13查得彎曲強度載荷系數(shù)修正模數(shù)：因此取標(biāo)準(zhǔn)值合適。確定螺旋角：中心距 圓整中心距 后，螺旋角斜齒輪的相關(guān)參數(shù)對齒寬圓整：3）齒面接觸強度校核確定接觸強度載荷系數(shù) 確定接觸強度許用應(yīng)