XXXX-陳立德版機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第10、11章課后題答案

漸開線性質(zhì)有哪些？

第十章 齒輪傳動(dòng)〕發(fā)生線在基圓上滾過的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)，即NKNA?！?NKNKKN點(diǎn)的切線?！?NKK曲率半徑越少?！?漸開線為直線?！?〕基圓內(nèi)無(wú)漸開線。何謂齒輪中的分度圓？何謂節(jié)圓？二者的直徑是否一定相等或一定不相等？答：分度圓為人為定的一個(gè)圓。該圓上的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，并且該圓上的壓力角也為標(biāo)準(zhǔn)值。節(jié)圓為嚙合傳動(dòng)時(shí)，以兩輪心為圓心，圓心至節(jié)點(diǎn)p的距離為半徑所作的圓。標(biāo)準(zhǔn)齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，節(jié)圓與分度圓是相重合的；而采用非標(biāo)準(zhǔn)安裝，那么節(jié)圓與分度圓是不重合的。對(duì)于變位齒輪傳動(dòng)，雖然齒輪的分度圓是不變的，但與節(jié)圓是否重合，應(yīng)根據(jù)具體的傳動(dòng)情況所決定。輪上的節(jié)圓與齒條插刀上的分度線相切作純滾動(dòng)？答：是齒輪上的分度圓與齒條插刀上的節(jié)線相切。為了使安裝中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，可用以下三種方法：〔1〕應(yīng)用漸開線齒輪中心距的可分性?！?〕用變位修正的直齒輪傳動(dòng)?！?〕用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)。試比擬這三種方法的優(yōu)劣。1〕此方法簡(jiǎn)易可行，但平穩(wěn)性降低，為有側(cè)隙嚙合，所以沖擊、振動(dòng)、噪聲會(huì)加劇?！?〕采用變位齒輪傳動(dòng)，因aa抗彎強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度，提高耐磨性，但互換性變差，齒頂變尖，重合度下降也較多?！?〕采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，且進(jìn)入嚙合和脫離嚙合是一個(gè)逐漸的過程，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊、噪聲小，而斜齒輪傳動(dòng)的重合度比直齒輪大，所以傳動(dòng)平穩(wěn)性好。一漸開線齒輪的基圓半徑rb

=60mm，求〔1〕rK

=70mm時(shí)漸開線的展角K

，壓力角 以及曲率半徑K

〕壓力角20時(shí)的向徑r、展角及曲率半徑。r解〔〕因cos brK rK

60，可得出70

31，那么 tan K K

0.60.540.06rad3.38因?yàn)榍拾霃終r

即為發(fā)生線NK的長(zhǎng)度，那么K60

rtanb

36mm?！?〕r

b 63.85cos cos20tan200.3490.3640.3490.015rad=0.86rb

tan2060tan2021.8mm率半徑及齒頂圓壓力角。d mz 263r

2 2 2rrcos39cos2036.65mmb=rb

tan2036.65tan2013.34mmrda

m(z2h

)3(2621)42mma 2 2 2cosa

36.65，可得出42

29.24ra

tana

36.65tan29.2420.51值時(shí)，齒根圓和基圓哪個(gè)大？答：當(dāng)齒根圓和基圓重合時(shí)，即m(z2h2c)mzcosa〔負(fù)號(hào)用于內(nèi)齒輪，正號(hào)用為外齒輪〕可得出z=42。當(dāng)z42時(shí)，齒根圓比基圓大。1 201 解：dmz1

21938mmd m(z2h)2(1921)42mma ad m(z2h2c)2(192120.25)33mmf adbdcos38cos2035.7mmpm6.28mmse=p3.14mm2題10.8〕標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，分度圓與節(jié)圓重合。ar

rr

m(z1

z2

87mm1 2 1 2 2rr19mm,=201 1〔2aa87188mmcos

acos

87cos20a 8821.7 r 19cos20 cos

cos21.7d因p K ，那么K zp

d219.22

6.36mmz 19因s srK

2rK

(invK

inv，那么ssr/r2r(invinv)3.1419.22/19219.22(inv21.7inv20)3.01mmeps6.363.013.35mm如題10.10 圖所示的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，測(cè)得跨兩個(gè)齒的公法線長(zhǎng)度W 11.595mm，跨三個(gè)齒的公法線長(zhǎng)度W2

16.020mm，求該齒輪的模數(shù)。題10.10圖解：因Wk

(k1)pb

s，可得出bW (21)p sb

11.595W (31)p sb

16.020聯(lián)定上二式并求解可得出p 4.425又因p mcos4.425可得出m=1.5mmb b20，i12

3，中心距a=200mm，求z，z，實(shí)際嚙合線長(zhǎng)B

，重合度，并用圖標(biāo)出單齒及雙齒嚙合區(qū)。1 2 1 2

z23

3z12 z1m(z

z) 5(z

2 13z)又因a

1 2

1 200mm2 2可得出z1

20,z2

60根據(jù)1

(tan

tan)

(tan

tan)因cosa

1 a1zcosz2ha

2 a2即cosa1

20cos202021cosa2

60cos6021

0.909得出 31.32， 24.58a1 a2又因20，代入公式中，可得131.32tan20)60(tan24.58tan20)1.672根據(jù)BB

BB p1 2，可得出p 1 2 bbBB mcos24.65mm1 2單齒及雙齒嚙合區(qū)如題10.11答案圖所示。題10.11答案圖10.11a，兩齒輪的節(jié)圓半徑rr和兩分度圓之間的距離。1 2解：剛好連續(xù)傳動(dòng)，那么1，且 31.32， 24.58，即a1 a2131.32tan)60(tan24.58tan)12得出22.58a

acos

200cos20

203.54mmcos cos22.58兩分度圓之間距離為aa203.542003.54mmrr為1r

2mzcos212

50.89mm1r2

2cosmzcos2cos

152.66mmz1

17，z2

119，m5mm，20，中心距a340mm。因小齒輪磨損嚴(yán)重，擬將報(bào)廢，大齒輪磨損較輕，沿齒厚方向每側(cè)磨損量為0.9mm，擬修復(fù)使用。要求設(shè)計(jì)的小齒輪齒頂厚s ≥0.4m，試設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪。a1答：因?yàn)閍

zz1

m(17119)5340mm2 2所以aa，即采用零傳動(dòng)。又因?yàn)榇簖X輪齒厚每側(cè)磨損0.9mm，根據(jù)齒厚公式，可知ms 2x

mtan2 22xmtan1.82x 0.495，x2

0.495dmz1

17585mm，d2

595mms9.65mm，s1

6.05mmdd85mm，dd595mm1 1 2aay0，0。h (hx)m7.475mm，

2.525mma1 a 1 a2h (hcx)m3.775mm，

8.725mmf1 a 1 f2d d2ha1 d d2h

99.95mm，da277.45mm，d

600.05mm577.55mmf1 f f2又因rb

rcos85cos2039.94mm2r根據(jù)cos a ra

39.9499.95/2

，可求出a

36.95查表得inv 0.10728，0.014904a所以sa1

rs a1r

2ra

(inva

inv)2.120.4結(jié)論：此種設(shè)計(jì)適宜。兩齒輪中心距a155mm，傳動(dòng)比i設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪傳動(dòng)。

，試8，模數(shù)m10mm,壓力角20，試7zz1 2ma 2解： z 8i 2 z 71

〔式中a為155mm〕聯(lián)立上式，可得出z14,z1

16zz 1416a 1 2m 10150mm2 2a與a不同，又因zz1 2

2z

min

，那么應(yīng)選用正傳動(dòng)。。由cosacos 可推出24.58。a0.014904,inv24.58 0.014904,inv24.58 0.0284xx1

(z

z)(invinv)

0.556122tan20z 122tan20xh min 0.176 xh min 0.059a

min

a

min所示選取xx1 2

0.278。小齒輪：dmz1

1014140mmsm2xmtan20.27810tan2017.73mm1 2 1 2 dcos 140cos20d 1cos

= =144.67mmcos24.58yaa1551500.5m 10xx1 2

y0.5560.50.056h (hx)m(10.2780.056)1012.22mma1 ah (hcx)m9.72mmf1 ah21.94mm,d

164.44mm,df1

120.56mm大齒輪：d 160mm,ss2 1

17.73mmd165.63mm,d

184.44mmd 140.56mmf2i12

3,a20,m10mm設(shè)計(jì)這對(duì)齒輪傳動(dòng)。r i12

3

2,rr 1

3r1arr4r,r75mm1 2 1 1rar30075225mm2rr

11mz21

z15,z

451 1 1 2因zz1 2

2z

min

，又因aa，所以該采用零傳動(dòng)。xh1 a

z minz

0.12min取x0.2,x1 2

0.2，那么ssm2xmtan17.16mm1 2 2 1小齒輪：h (hx)m12mma1 ah

c 10.5mmh22.5mm,d1

150mm,da1

174mm,df1

129mm大齒輪：d 450mm2h a2

(10.2)108mmh f1

c (10.250.2)1014.5mmh22.5mm,da1

466mm,df1

421mm答：齒輪的失效形式有五種：〔1〕輪齒折斷。減緩措施：增大齒根的圓角半徑，提高齒面加工精度，增大軸及支承的剛度?！?〕齒面點(diǎn)蝕。改良措施：提高齒面硬度，降低外表粗糙度，增大潤(rùn)滑油粘度?！?〕齒面磨損。改良措施：采用閉式傳動(dòng)，降低齒面粗糙度，保持良好的潤(rùn)滑?！?〕齒面膠合。改善措施：提高齒面硬度，降抵齒面粗糙度，選用抗膠合性能較好的齒輪副材料，采用抗膠合潤(rùn)滑油；減少模數(shù)、降低齒高。〔5〕塑性變形。改善措施：提高齒面硬度，采用粘度高的潤(rùn)滑油。齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是如何確定的？答：齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么確實(shí)定是根椐齒輪傳動(dòng)的工作方式，齒輪的材料、硬度、失效形式來(lái)定的。對(duì)閉式傳動(dòng)中的軟齒面齒輪〔HBS 350〕主要失效形式為點(diǎn)蝕，應(yīng)按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù)，按彎曲強(qiáng)度校核齒根彎曲強(qiáng)度。假設(shè)為硬齒面HBS 350〕主要失效形式為斷齒，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度確定主要參數(shù)，然后按接觸強(qiáng)度校核齒面接觸強(qiáng)度對(duì)于開式傳動(dòng)，因?yàn)橹饕问绞悄p和斷齒，按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。不必按接觸強(qiáng)度校核，固開式傳動(dòng)不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。的根本要求？常用齒輪材料有鍛鋼，分軟齒面和硬齒面。載荷不大、精度要求不高時(shí)用軟齒面，可用中碳鋼中碳合金鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理并使HBS HBS (30~50)HBS1 2兩齒輪等強(qiáng)度。假設(shè)高速、重載時(shí)可用硬齒面，用中碳鋼或中碳合金鋼外表淬火，或用低碳鋼或低碳合金鋼滲碳淬火，可使齒面硬，而齒芯韌。尺寸較大的材料常用鑄鋼式鑄鐵，并進(jìn)行正火處理以細(xì)化晶粒。接觸強(qiáng)度？答：齒面接觸疲勞強(qiáng)度與d1

,b〔或a〕有關(guān)，即與mz有關(guān)。假設(shè)接觸強(qiáng)度不夠時(shí)，b或db過大會(huì)造成載荷集中。m在滿足彎曲強(qiáng)度的情況1z、z1 2

dd1

。從材料上考慮可增加齒面硬度。高彎曲強(qiáng)度？答；齒根彎曲疲勞強(qiáng)度與模數(shù)有關(guān)，假設(shè)彎曲強(qiáng)度不夠時(shí)，可采取增大模數(shù)題高彎曲強(qiáng)度。從材料考慮，降低材料的許用彎曲應(yīng)力。齒形系數(shù)YF

與什么參數(shù)有關(guān)？答：齒形系數(shù)YF

zz小Y大。F許用接觸應(yīng)力值代公式計(jì)算？答：設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，許用接觸應(yīng)力

H

由公式H

zHlim S

計(jì)算。H 為接觸疲勞極限，z 為壽命系數(shù)，分別查圖得出S 為平安系數(shù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)將兩Hlim NT H齒輪中較小的值代入公式計(jì)算。H軟齒輪為何應(yīng)使小齒輪的硬比大齒輪高〔30~50〕HBS要有硬度差？答：因?yàn)檐淉X面齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，小齒輪受應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多，z值小，為了使兩齒輪等強(qiáng)度，應(yīng)使小齒輪比大齒輪硬〔30~50〕HBS。硬齒面齒輪不需要有硬度差。5~10〕5~10mm較為適宜，保證接觸寬度b。答：假設(shè)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，假設(shè)齒輪經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，那么齒根所受彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)，應(yīng)使許用彎曲應(yīng)力減小20%~30%。如有一開式傳動(dòng)，該傳動(dòng)經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意哪些問題？答：對(duì)開式傳動(dòng)的齒輪，按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)出模數(shù)時(shí)，由于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，應(yīng)將彎曲疲勞極限減小20%~30%。對(duì)計(jì)算出的模數(shù)再增大10%~15%。斜齒輪的強(qiáng)度計(jì)算和直齒輪的強(qiáng)度計(jì)算有何區(qū)別？答：斜齒輪的強(qiáng)度計(jì)算中其受力分析是按輪齒法面進(jìn)行的，計(jì)算的模數(shù)是法面模數(shù)m 。齒形系數(shù)Yn

和應(yīng)力修正系數(shù)YS

是按斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)zv

查得的。再有，強(qiáng)度校核公式中的系數(shù)小于直齒輪公式中的系數(shù)，計(jì)算出的 、 小于直齒輪，說明斜齒輪的H F強(qiáng)度比直齒輪高。斜齒輪的當(dāng)量齒輪是如何作出的？其當(dāng)量齒數(shù)z在強(qiáng)度計(jì)算中有何用處？v答：斜齒輪的當(dāng)量系數(shù)z z/cos3，與值的大小有關(guān)。在強(qiáng)度計(jì)算中確定齒形v系數(shù)YF

與應(yīng)力校正系數(shù)YS

時(shí)按當(dāng)量齒數(shù)z查。v圓錐齒輪的背錐是如何作出的？答：圓錐齒輪的背錐的形成，過圓錐齒輪的大端的分度圓錐作一切線與圓錐齒輪的軸線相交，以軸線為軸，以切線為母線繞軸線轉(zhuǎn)一圈，形成的圓錐為背錐。背錐與球面相切于圓錐齒輪大端的分度圓錐上，并與分度圓錐直角相接。斜齒輪和圓錐齒輪的軸向分力是如何確定的？1確定。即由主動(dòng)齒輪視旋向，左旋用左手，右旋用右手，四指指向表示主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向，大拇指指向?yàn)檩S向力方向，從動(dòng)輪軸向力方向與主動(dòng)輪的相反?！?〕圓錐齒輪不管主動(dòng)、從動(dòng)軸向力均指向大端。在材質(zhì)相同、齒寬b相同的情況下，齒面接觸強(qiáng)度的大小取決于什么？bd的1大小，即d大說明接觸強(qiáng)度高；或用中心距aa大，那么接觸強(qiáng)度大，即和mz1的乘積有關(guān)〔應(yīng)在同一載荷下齒輪傳動(dòng)有哪些潤(rùn)滑方式？如何選擇潤(rùn)滑方式？答：齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式有人工定期潤(rùn)滑、浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，由于速度較低，一般采用人工定期潤(rùn)滑。v12m/sv12m/s潤(rùn)滑，可采用噴油潤(rùn)滑，用油泵將具有一定壓力的油經(jīng)噴油嘴噴到嚙合的齒面上。進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，齒輪軸適用于什么情況？2~2.5m時(shí)，n應(yīng)制成齒輪軸，以增加齒輪和軸的強(qiáng)度。對(duì)于小圓錐齒輪，當(dāng)齒根圓至鍵槽底部的尺寸1.6~2〕mn

時(shí)，應(yīng)制成錐齒輪軸。一閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)P4.5kW，轉(zhuǎn)速n1

960rmin，模m3mmz1

25,z2

75b1

75mm,b2

70mm。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為ZG310~570101300天，每天兩班制工作考慮要求而平安工作。答：由題意知齒輪傳動(dòng)的材料、參數(shù)、齒寬等，此題屬校核性問題，因是軟齒面，故應(yīng)以接觸強(qiáng)度為主進(jìn)行校核強(qiáng)度?！?〕接觸強(qiáng)度校核。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為230HBSZG310~570180HBS10.24查得：Hlim1

570MPaHlim2

470MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1

60njLh

609601(1030016)N2.771091ui

75325NN 19.2108N2 i查圖10.27得Z 0.88 ,Z 0.92NT1 NT210.10SH1.1H1

Hlim1ZSZH

NT1

5700.881.1

456MPaH2

Z Hlim2 SH

4700.92393MPa1.1 668H

KT(KT(u1)bd2u11計(jì)算轉(zhuǎn)矩T；1T9.55106

P4.59.55106 4.48104Nmm4.51 n 9601取載荷系數(shù)K=1.2，齒寬b=70mm。小齒輪分度圓直徑dmz1

32575mm1.24.48104(31)701.24.48104(31)707523H H H

,滿足接觸強(qiáng)度的要求?！?〕彎曲強(qiáng)度校核。F

YFlimNTSF由圖10.25查得：Flim1

220MPa,

Flim2

160MPa查圖10.26得YNT1

1NT2查表10.10，得SF1.4。F1

22011.4F2

16011.4 1Y

F1 bm2z1

F1S1 F查表10.13，得齒形系數(shù)YF1

2.65,YF2

1.59。查表10.14得應(yīng)力修正系數(shù)YS1

2.62,YS2

1.76。 21.24.48104F1 703225

2.652.2641MPa F2

Y YF2 F1Y YF1

411.591.762.652.26所以F1

F

,1

F

，彎曲強(qiáng)度足夠。a200mmi3,z1

24,n1

1440rmin,

100mm,b2

95mm。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪為145鋼正火。載荷有中等沖擊，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，使用壽命為8年，單班制工作。試確定這對(duì)齒輪所能傳遞的最大功率。1答：此齒輪傳動(dòng)為軟齒面，其承載能力由齒面接觸強(qiáng)度決定，故按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)?！?〕確定許用接觸應(yīng)力。小齒輪 45鋼調(diào)質(zhì)：HBS1

230；大齒輪45鋼正火：HBS 200。2Hlim1

580MPa;Hlim2

550MPaN60njL1 1

601440(88300)11.66109NN

1.66109 5.331082 i 3 Hlim1 NT1; H

NT1

0.89,

NT2

0.93,SH

1.0H1H2

5800.89516MPa1.05500.93511MPa1.0〔2〕承載能力計(jì)算。根據(jù)

668KT(KT(u1)bd2u11bd2u 2可推導(dǎo)出 T 1 H1 K6682(u1)K1.5z iz2

32575m 2a

2200

4mmzz1 2

2575dmz1

425100mm9510023T 2.78105Nmm1 1.56682(31)將T值代入T1

9.55106

Pn可得下式：1Tn 2.781051440P 11 42kW9.55106 9.55106這對(duì)齒輪能傳遞的最大功率為42kW 。一對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，z1

25,z2

100,mn

4mm,15,20。試計(jì)算這對(duì)斜齒輪的主要幾何尺寸。mz 4mz 425 100n 1 coscos150.96591

103.53mm〔2〕tant

tan tan20 tan20 0.364cos150.9659n

0.3768 arctan0.376820.647t〔3〕d dcos 103.53cos20.647 96.88mmb1 1 t〔4〕da1

d2h

103.5324111.53mm〔5〕d d2h 103.5321.25493.53mmf1 1 f1〔6〕

n

4100

414.12mmcos15 0.9659m2 coscos15 0.9659m〔7〕d dcos 414.12cos20.647 387.52mmb2 2 t〔8〕da2

d 2ha

414.128422.12mm〔9〕df2

d2h2 f

414.1210404.12mm〔10〕a

m(zn

z2)4(25100)258.82mm2cos 2cos15設(shè)計(jì)一單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，傳遞的功率為4kW ，小齒輪轉(zhuǎn)速n1450rmin,傳動(dòng)比i3.552501〕選擇材料及精度等級(jí)。小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)HBS1

220;大齒輪選用45號(hào)鋼，正火HBS2

180。因用于普通傳動(dòng)，選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra

3.2~6.3。〔2〕按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。d76.433

KT(u1)1 mm1 u 2d H確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)如下：①齒數(shù)z及齒寬系數(shù)dz2z

。取小齒輪齒數(shù)z1

25，大齒輪齒數(shù)z2

88。實(shí)際傳動(dòng)比i 251ii 3.5ii 3.53.52i i 3.5適宜，齒數(shù)比ui3.52由表10.20選取 1。d②轉(zhuǎn)矩T。1P 4T9.55106 9.55106 2.64104NmmP 41 n 14501③載荷系數(shù)K。查表10.11取載荷系數(shù)K=1.2④許用接觸應(yīng)力。HHlimZNTH S

Nmm2H查得 570Nmm2; 520Nmm2Hlim1 Hlim2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60njL1 1

6014501(530016)2.09109N2N1i2.091093.525.94108查圖10.27得Z 0.9,Z 0.94。由表10.10查得S 1.1。NT1 NT2 HH1H

Z Hlim1 NT1SH Hlim2 NT2S31.231.22.64104(3.521)13.524442

5700.9 466Nmm21.15200.9 444Nmm21.13KT(u1)3KT(u1) 1u 2d H1

76.43 45.139mm1計(jì)算模數(shù)md1z1

45.1391.81mm25取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m2mm〔3〕校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。2KT2 1Y

F bm2z1

FaSa F確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)：①分度圓直徑。dmz1 1d mz2

22550mm225176mm②齒寬。b dd1

15050mm取b50mm,b2

55mm。③齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。查得YF1

2.62,YS1

1.59,YF2

2.2,YS2

1.78。④許用彎曲應(yīng)力F。 Y FlimNTF SF查得

Flim1

220Nmm2,

Flim2

200Nmm2;YNT1

1,YNT2

1,SF

1.4。計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力

22012 Flim1F1 SF

NT1

1.4

157NmmF2

Flim2S

YNT2

20011.4

143Nmm2F計(jì)算兩輪的彎曲應(yīng)力2KT 21.22.64104 1YY 2.621.5953Nmm2F1 bm2z1

F1S1

502225 F1 F2

YYF2S21YYF1S1

532.21.7850Nmm22.621.59

F2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠?！?〕計(jì)算傳動(dòng)中心距a。am(zz)2(2588)113mm2 1 2 2〔5〕計(jì)算齒輪的圓周速度。vv11

3.145014503.8ms601000 601000選8級(jí)精度適合。〔6〕計(jì)算齒輪的幾何尺寸并繪制齒輪零件圖〔略一對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，mn

2mm,z1

23,z2

92,12,n

20。試計(jì)算其中心距應(yīng)為多少？如果除05那么應(yīng)如何改變角的大??？其中心距a為多少？a

m(zn

z2)2(2392)117.5mm2cos 2cos12假設(shè)將a圓整為115mm，那么arccos

m(zn

z)2(2392)022a 21152不適宜。假設(shè)將a圓整為120mm，那么1636arccos2(231636212010.39圖所示為二級(jí)斜圓柱齒輪減速器。（1）主動(dòng)輪1的螺旋角及轉(zhuǎn)向，為了使裝有齒輪2和齒輪3的中間軸的軸向力較小，試確定齒輪2、3、4的輪齒螺旋角旋向和各齒輪產(chǎn)生的軸向力方向。,mn3（2）m 3mm,z 51, ,mn3n2 2 2

4mm,z 26，試求 為多少時(shí)，才能使中間3 3軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消？題10.39圖題10.39答案圖答：〔1〕確定各輪旋向，軸向力方向。n1

及旋向〔左旋〕確定Fa1

向上；②2n2

nF1

與F 相反；a1③為使中間軸軸向力較小，F(xiàn)a3

Fa2

Fa3

向上與轉(zhuǎn)向判定齒輪3數(shù)為右旋；④齒輪4必為左旋，F(xiàn) 與Fa4 a3

相反，即向下。具體參見題10.39答案圖?！?Fa2

Fa3

時(shí)互相抵消。F Fa2

tan 22 d22

tan2F Fa3

tan2

tan3d 3332tan2d 22

tan3d 33332T2

T。3tan

tan2

tan

m z cos n33 2d3 d 2d2

cos3

m zn2 23sincos3

2sincos2

m zn3 m z

coscos23 2 n22 3sin3

m z3sinn3m z 2n3n2 2sin3

42635110758107583當(dāng)3

時(shí)，才能使中間軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消。一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，齒數(shù)z1

22,z2

66，大端模數(shù)m5mm，分度圓壓力角20，軸交角90徑、分度圓錐角、齒頂圓錐角、齒根圓錐角、錐距及當(dāng)量齒數(shù)?！砫1

mz1

522110mm〔2〕d2mz2566330mm2〔3〕iz2

tan

663z 2 221 arctan371.565271.56518.43571.56518.4351〔4〕da1

d2h

cos1

110100.95119.5mm〔5〕da2

d2h

cos2

330100.316333.16mm〔6〕df1

d2h

cos1

110101.20.9598.6mm〔7〕df2

d 2h

cos2

330101.20.316326.208mmm2z2z21 25222266m2z2z21 252222662〔9〕當(dāng)量齒數(shù)z 。vzz 1v1 cos1

22 23.1923cos18.4352z z 66 208.72092v2 cos cos71.5652〔10〕齒頂圓錐角 〔按等頂隙收縮齒計(jì)算。1.9751.97520.41f = arctanf

18.435arctan51.218.435a1 1 a1 1

R 174 =a2 2 a

2 fh

;(f

f1

51.2 arctan f71.565arctan2 R 1741.9751.97573.54〔〕齒根圓錐角 。f f1 1

18.4351.97516.46 f2 2

71.5651.97569.59〔12〕齒根角。 f1

arctan fhRh

1.975第11章 蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)及使用條件是什么？i10~80；分度i可達(dá)1000造價(jià)高；蝸桿傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)自鎖。90傳遞功率一般小于50kW。蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比方何計(jì)算？能否用分度圓直徑之比表示傳動(dòng)比？為什么？答：蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比可用齒數(shù)的反比來(lái)計(jì)算，in n1 2

z z2

；不能用分度圓直徑之比表示傳動(dòng)比，因?yàn)槲仐U的分度圓直徑d1

mqmz。1與齒輪傳動(dòng)相比擬，蝸桿傳動(dòng)的失效形式有何特點(diǎn)？為什么？中蝸輪輪齒的膠合、磨損要比齒輪傳動(dòng)嚴(yán)重得多。這是因?yàn)槲仐U傳動(dòng)嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，發(fā)熱嚴(yán)重，潤(rùn)滑油易變稀。當(dāng)散熱不良時(shí)，閉式傳動(dòng)易發(fā)生膠合。在開式傳動(dòng)及潤(rùn)滑油不清潔的閉式傳動(dòng)中，輪齒磨損較快。何謂蝸桿傳動(dòng)的中間平面？中間平面上的參數(shù)在蝸桿傳動(dòng)中有何重要意義？上的參數(shù)和尺寸為基準(zhǔn)。試述蝸桿直徑系數(shù)的意義，為何要引入蝸桿直徑系數(shù)q?答：蝸桿直徑系數(shù)的意義是：蝸桿的分度圓直徑與模數(shù)的比值，即qd m。引入蝸桿1規(guī)定了1~41~4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值。何謂蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度？它對(duì)蝸桿傳動(dòng)有何影響？答：蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度是由于軸交角90，蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，在輪齒節(jié)點(diǎn)處，蝸桿的圓周速度v1

和蝸輪的圓周速度v2

也成90 夾角所以蝸桿與蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)齒廓間沿蝸桿齒面螺旋線方向有較大的相對(duì)滑動(dòng)速度vs

，其大小為vs

v cos。v2v2v21 2的壽命較短。z1

及升角對(duì)嚙合效率各有何影響？答：蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率 tan ；由此式可知，當(dāng)蝸桿的升越大，蝸桿1 tan()v 傳動(dòng)的效率越高。tan q

qz1

越大，效率越高。蝸桿傳動(dòng)的效率為何比齒輪傳動(dòng)的效率低得多？答：蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)的效率低得多，是由于蝸桿傳動(dòng)中嚙合處的相對(duì)滑動(dòng)速度較大，摩擦大，發(fā)熱量大，嚙合效率低。施？是為了使產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出去，不發(fā)生膠合失效。1〕在箱體處增加形冷卻水管，以降低油溫4〕大功率的蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤(rùn)滑。蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么是什么？蝸桿傳動(dòng)，通常只需按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。以上的強(qiáng)度計(jì)算為條件性計(jì)算。此外，對(duì)連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動(dòng)還必須作熱平衡計(jì)算，以保證油溫不超過許用值。常用的蝸輪、蝸桿的材料組合有哪些？設(shè)計(jì)時(shí)如何選擇材料？答：常用的蝸輪、蝸桿的材料組合應(yīng)具有好的減摩性、耐磨性和抗膠合性能。蝸桿常用碳銅或合金鋼制成，對(duì)高速重載的蝸桿應(yīng)進(jìn)行淬硬并磨削，一般蝸桿可采用調(diào)質(zhì)鋼。蝸輪多數(shù)用青銅制造，視滑動(dòng)速度大小選不同含錫量的銅合金。當(dāng)vs

5ms時(shí)選用錫青銅，當(dāng)vs

5ms時(shí)選用鋁鐵青銅〔蝸桿必須淬硬，當(dāng)vs

2ms時(shí)蝸輪可用灰鑄鐵制作。試分析如題11.12方向。題11.12答：蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及所受各分力的方向如題11.12答案圖所示。題11.12答案圖設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的閉式蝸桿傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)功率P3kw，轉(zhuǎn)速n960rmin，蝸傳動(dòng)比i21，工作載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每天工作8h,545?！?〕確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2

。估計(jì)效率0.78，TTi9.551062 1

3960

210.784.9105Nmm〔3〕選擇蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)。選蝸桿頭數(shù)z1

2，蝸輪齒數(shù)z2

iz1

21242?！?〕確定許用應(yīng)力。查表 11.7，估計(jì)vs

3ms，

180MPa。查表11.8，H112MPa。F(5)確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑。取載荷系數(shù)K1.1，那么 480 2 480 2m2

KT

z

1.14.910542180

2173mm31 2

2 H 查表11.2得m2d2500mm3，由此得m6.3,q10。1蝸桿分度圓直徑：dmq6.31063mm1蝸輪分度圓直徑：d mz 6.342264.6mm2 2a

z2

426.3

163.8mm2 2〔6〕計(jì)算蝸桿螺旋線升角λ。1arctanz arctan211.311q 10〔7〕按齒根彎曲強(qiáng)度校核。計(jì)算齒根彎曲應(yīng) 。F 2

cosYF ddm F21211.5YF2

2.3。1.531.14.9105cos11.31=F 63264.66.3

2.317.73F故彎