機(jī)械設(shè)計齒輪傳動設(shè)計答案

題10-6圖示為二級斜齒圓柱齒輪減速器，第一級斜齒輪的螺旋角0［的旋向已給出。(1)為使II軸軸承所受軸向力較小，試確定第二級斜齒輪螺旋角0的旋向,并畫出各輪軸向力、徑向力及圓周力的方向。2)二20o,a=265mm.2)二20o,a=265mm.12n輪1的傳動功率P=6.25kW,n=275r/min。試求輪1上所受各力的大小。1解答:1．各力方向：見題解10-6圖。2．cos01各力的大?。?2．cos01各力的大?。?二9550xp二9550x鐫N-m二217.045N-mmn(Z+茅

2a5x(19+85)2x265二0.9811,011.1480mnzdmnzd1二缶二96-83mmFt12000T1=4483N,F=d r11Ftanan一1 n=1663N,F=Ftan0=883Ncos0 a1 11廠11題10-6圖題解題10-6圖題解10-6圖題10-7圖示為直齒圓錐齒輪-斜齒圓柱齒輪減速器，為使II軸上的軸向力抵消一部分,試確定一對斜齒圓柱齒輪螺旋線的方向;并畫出各齒輪軸向力、徑向力及圓周力的方向。解答：齒輪3為右旋，齒輪4為左旋;力的方向見題解10-7圖。―Di―Di題10-9設(shè)計一冶金機(jī)械上用的電動機(jī)驅(qū)動的閉式斜齒圓柱齒輪傳動,已知:P=15kW,n=730r/min,n=130r/min,齒輪按8級精度加工,載荷有嚴(yán)重沖12擊,工作時間t=10000h,齒輪相對于軸承為非對稱布置,但軸的剛度較大,設(shè)備可靠度要求較高,體積要求較小。(建議兩輪材料都選用硬齒面)解題分析：選材料一確定許用應(yīng)力一硬齒面，按輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度確定齒輪的模數(shù)f確定齒輪的參數(shù)和幾何尺寸f校核齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度f校核齒輪的圓周速度解答:根據(jù)題意,該對齒輪應(yīng)該選用硬齒面,其失效形式以輪齒彎曲疲勞折斷為主。選材料大、小齒輪均選用20CrMnTi鋼滲碳淬火(［1］表11-2),硬度為56?62HRC,由［1］圖11-12和［1］圖11-13查得：g=430MPaQ=1500MPaFlim Hlim按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計確定gFP按［1］式(11-7P227)計算，取Y=2,S=1.6；齒輪的循環(huán)次數(shù)：ST FminN二60nat二60x730x1x10000二4.38x108，取Y二1，則：1 1 N1g =◎fii/STy=430x 計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩T1x1MPa 計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩T1FP1 S N1 1.6Fmin

T=9550P=9550x具N-m=196.23N-m1 n 7301(3)選取載荷系數(shù)KK=KAKVKK=1.5X1.02X1.IX1.0=1.684)初步選定齒輪參數(shù)選Z=24,Z=nZ/n=730x24/130=134.769,取Z=135121122Z取屮=0.6,p=120,u=2=5.625d 0 Z1(5)確定復(fù)合齒形系數(shù)Yfs因兩輪所選材料及熱處理相同，則&相同,小齒輪齒根強(qiáng)度弱，故設(shè)計時按FP小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)Y代入即可。FS1Z=ZCOS3p=24/COS3120=25.645，由［1］圖11-18查得Y=4.20v1 1/ 0 FS1將上述參數(shù)代入求mn的式中，得：m=12.6x 1?S1=12.6x3；1.68x196.23x4.20mm=2.461mmn 3屮dZ12&FP1 3°.6x242x538按［1］表4-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm，則中心距:nm(Z+Z) 2.5x(24+135)a=n1 2,= mm=203.19mm，取a=205mm，2CoSp0 2xCoS120cosp=mn(［+Z2)=2.5；(2；二135)=0.9695，p=14.18720=14°11'14〃2a 2x205(6)計算幾何尺寸d1dd1d2淤訕=61.888麗,n1cosp三5二135mm=348.176mm0.9695b=屮xd=0.6x61.888mm=37.133mm，取b=b=38mm

d1 2b=方2+(5~10)mm=43~48mm，取b、=45mm校核齒面的接觸強(qiáng)度、KT由［1］式(11-21)：& =9Zi―(u±1)，取Z=189.8{MPaTOC\o"1-5"\h\zH E^bd2u E1& =109x189.8x丄68x196.23x5.625+1MPa=1068.55MPaH 38x61.8882 5.625因可靠性要求較高，取S =1.3,Z=1，由［1］圖11-15，取Z=1.04Hmin W N1

o-◎Hlim 0x1.04xIMPa-1200MPaHPS N1W1.3Hmin因為o<o，故接觸疲勞強(qiáng)度也足夠。HHP4.校核速度:兀dn114.校核速度:兀dn1160x10003.14x61.888x73060x1000m/s-2.364m/s由［1］表11-4知，選8級精度合格。題10-10設(shè)計一對由電動機(jī)驅(qū)動的閉式直齒錐齒輪傳動（刀=90o）,已知:P1=4kW,n=1440r/min,i=3.5,齒輪為8級精度,載荷有不大的沖擊,單向轉(zhuǎn)動工作,1單班制,要求使用10年,可靠度要求一般。（小齒輪一般為懸臂布置）解題分析：選材料一確定許用應(yīng)力一軟齒面，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定齒輪大端的分度圓直徑f確定齒輪的參數(shù)和幾何尺寸f校核齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度解答: 根據(jù)題意，選用軟齒面齒輪，其主要失效形式為齒面疲勞點蝕。1.選材料，定許用應(yīng)力:兩輪均選用45號鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)齒面硬度為229?286HBS,大齒輪正火齒面硬度為169?217HBS,由［1］圖ll-12b查得：°Flim1-2M0POFU-2M0P由［1］圖11-骯'查得： o查得： oHlim1-600MPa,oHlim2-550MPaS-1.3,FminY-2,S-1,ZS-1.3,FminTOC\o"1-5"\h\zST Hmin W1 W2N-60nat-60x1440x1x(10x300x8)-2.28x1010；N-Ni-6.5x1091121/由［1］圖11-14和［1］圖11-15：取Y-Y-1,Z-1,所以:N2 N1 N2° -°Flim1ItY-220x2x1MPa-338MPaFP1 S N1 1.3Fmin° -°Flim2"sTY-2W_x2x1MPa-323MPaFP2 S N2 1.3Fmin° -°Hlim2ZZ-550x1x1MPa-550MPaHP2S N2W1Hmin2.接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計:由［1］式(5-57),一對齒輪為鋼制時，有d>J莎 Xk13(1-0.5屮)° 屮u1 RHP RT1=9550二=9550x4n11440N-m=26.53N-m2).選取齒寬系數(shù).取屮=0.3R.選取載荷系數(shù).因小齒輪懸臂布置，取K=1.25X1.06X1.08X1.05=1.5.計算小齒輪大端分度圓直徑d>応324601—3： (1-0.5x0.3)x5502x10tx23Fmm=56-745mm(5).確定齒數(shù)和模數(shù). 取Z=26,Z12=iZ=91,1大端模數(shù)m=—L=56745mm=2.183mm，查［1］表4-6,m=2.25mmZ2616).計算主要幾何尺寸d=mZ=58.5mm,d=204.75mm112I ，R=*（0.5d］）2+（0.5〃2）2=106.47mmb=屮R=0.3x106.47mm=31.94mm,取b-32mmR3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度2360KT由［1］式（11-25）可知：a= 1YF bm2Z（1-0.5屮）2FS1R（1）.確定Y/a 的大值FSFPZ265=arctan4=arctan-=6=15.95°,1 Z 9125=900-5=74.050,21Z= 1 =27.04,v1 cos51v2Z—— Ocos52=331.15由［1］圖