第十三章--齿轮传动
第十三章齿轮传动
一、判断题：
1.锥齿轮的标准模数在整个齿宽上都相同.b
A.正确Ｂ.错误
2.圆柱齿轮传动使用于中心距较大的场合.b
A.正确Ｂ.错误
3.润滑良好的闭式软齿面齿轮,主要失效形式不是齿面点蚀.b
A.正确Ｂ.错误
4.齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸通常是由强度计算得到的.b
A.正确Ｂ.错误
5.在选择传动方案时,只有为了传动布置或其他必要时才选用锥齿轮,一般情况下应尽量选择圆柱齿轮.a
A.正确Ｂ.错误
6.齿轮传动中,当材料相同时,小齿轮和大齿轮的弯曲程度也相同.b
A.正确Ｂ.错误
二、选择题：
１．斜齿接触强度计算中的弹性系数ZE反映了（ b）对齿面接触应力的影响．Ａ．齿轮副材料的强度极限
Ｂ．齿轮副材料的弹性模量和泊松比
Ｃ．齿轮副材料的弹性极限
Ｄ．齿轮副材料的硬度
２．选择齿轮毛坯的成型方法时（锻造，铸造，轧制圆钢等），除了考虑材料等因素之外，主要依据是（ a ）.
Ａ．齿轮的几何尺寸
Ｂ．齿轮精度
Ｃ．齿轮的齿面粗糙度
Ｄ．齿轮在轴上的位置
３．设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的宽度比大齿轮宽一些，其目的是（ v ）.
Ａ．使小齿轮的大齿轮的前段时间接近相等
Ｂ．为了使传动平称稳
Ｃ．为了补偿可能的安装误差以保证接触线长度
４．一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是（ b ）.
Ａ．齿面点蚀
Ｂ．轮齿折断
Ｃ．齿面磨粒磨损
Ｄ．齿面胶合
５．有Ａ．Ｂ两对齿轮传动，Ａ对齿轮宽度比Ｂ对大，其它的条件相同，则齿向载荷分布不均的程度（ b ）.
Ａ．Ａ对小
Ｂ．Ｂ对小
Ｃ．Ａ．Ｂ相同
６．为了降低齿轮传动中齿向载荷分布不均的程度，可以（ v ）.
Ａ．增大重合度
Ｂ．进行轮齿顶修缘
Ｃ．将轮齿作彭形修缘
Ｄ．降低齿轮支承系统的刚度．
7、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是（ b ）。
A、齿面点蚀
B、轮齿折断
C、齿面磨损
D、齿面胶合
8、在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的这样失效形式是（ v ）。
A、轮齿疲劳折断
B、齿面疲劳点蚀
C、齿面胶合
D、齿面磨粒磨损
E、齿面塑性变形
9、对齿轮轮齿材料性能的基本要求是（ a ）。
A、齿面要硬，齿心要韧
B、齿面要硬，齿心要脆
C、齿面要软，齿心要脆
D、齿面要软，齿心要韧
10、已知一齿轮的制造工艺过程是：加工齿坯、滚齿、表面淬火和磨齿，则该齿轮的材料是（ b ）。
A、20CrMnTi
B、40Cr
C、Q235
D、ZCuSn5Pb5Zn5
11、对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是（ d）。
A、小齿轮淬火，大齿轮调质
B、小齿轮淬火，大齿轮正火
C、小齿轮正火，大齿轮调质
D、小齿轮调质，大齿轮正火
12、对于齿面硬度大于350HBS的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为（ a ）。
A、加工齿坯－淬火－切齿
B、加工齿坯－切齿－磨齿－淬火
C、加工齿坯－切齿－淬火－磨齿
D、加工齿坯－淬火－磨齿－切齿
7、8、9、
13、提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用（ d ）的方法。
A、采用闭式传动
B、加大传动的中心距
C、提高齿面的硬度
D、减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数
14、对某一类型机器的齿轮传动，选择齿轮精度等级，主要是根据齿轮的（ c ）。
A、圆周速度的大小
B、转速的高低
C、传递功率的大小
D、传动转矩的大小
15、在齿轮传动中，为了减小动载荷系数，可采取的措施有（ a ）。
A、提高齿轮的制造精度
B、减小齿轮的平均单位载荷
C、减小外加载荷的变化幅度
D、降低齿轮的圆周速度
d
16、直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以（ d ）的当量圆柱齿轮为计算基础。
A、小端
B、大端
C、齿宽中心处
17、直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数m，则可以（ c）。
A、提高齿轮的接触强度
B、提高轮齿的弯曲强度
C、弯曲与接触强度均不变
D、弯曲与接触强度均可提高
18、一对相互啮合的圆柱齿轮，载确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5～10mm，其主要原因（ a ）。
A、为使小齿轮强度比大齿轮大些
B、为使两齿轮强度大致相等
C、为传动平稳，提高效率
D、为便于按安装，保证接触线承载宽度
19、闭式软齿面齿轮传动的设计方法为（a ）。
A、按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度
B、按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度
C、按齿面磨损进行设计
D、按齿面胶合进行设计
20、下列措施中，（ d）不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。
A、减轻加工损伤
B、减小齿面粗糙度值
C、表面强化处理
D、减小齿根过渡圆角半径
21、齿轮传动设计中，选择小轮齿Z1的原则是（c ）。
A、在保证不根切的条件下，尽量选少齿
B、在保证不根切的条件下，尽量选多齿
C、在保证弯曲强度所需条件下，尽量选少齿
D、在保证弯曲强度所需条件下，尽量选多齿
三、填空题
1、钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须经过（）加工，否则不能保证齿轮精度。
2、对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是（），但目前尚无成熟可靠的（）计算方法，目前仅以（）作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是（）。
3、闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在（），提高材料（）可以增强轮齿抗点蚀的能力。
4、圆柱齿轮设计时，齿宽系数Ф
d =b/d
1
，当b愈宽，承载能力也愈（），但使
（）现象严重。选择Ф
d 的原则是：两齿面均为硬齿面时，Ф
d
取偏（）值；
精度高时，Ф
d
取偏（）值；对称布置取（）值。
5、在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度比大齿轮的硬度高（）HBS。
6、有两对闭式直齿圆柱齿轮传动，它们的参数分别为：（1）z1=18,z2=42,m=2,b=60,a=62;（2）z1=18,z2=42,m=2,b=60,a=60,α=200;两对齿轮的材料、热处理硬度、载荷、工况和制造精度相同，其中第（）对齿轮齿面接触应力大。第（）对齿轮轮齿接触强度高。
7、有A、B两对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数、齿数、齿宽分别为：A：z1=18,z2=41,m=4,b=50;B：z1=36,z2=82,m=2,b=50;其余条件相同，若按无限寿
命考虑，这两对齿轮传动按接触强度所传递的转矩比值T
A /T
B
=( )；按抗弯强
度考虑，（）对齿轮允许传递的转矩大。
8、在斜齿圆柱齿轮设计中，应取（）模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取（）模数为标准值。
9、在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力与啮合点处速度方向（）；而从动轮所受的圆周力与啮合点处速度方向（）。
10、在齿轮传动中，将轮齿进行齿顶修缘的目的是（），将轮齿加工成鼓形的目的是（）。
四、简答题：
1.齿轮的传动类型有哪两类？各用于什么场合？
2.齿轮的失效形式有哪些？
3.齿面疲劳点蚀的机理如何？常出现在哪种传动类型？齿面胶合的失效机理如何？避免齿面胶合的措施有哪些？减小齿面磨损的措施有哪些？
4.齿轮常用材料及热处理方法有哪些？
5.齿轮误差对传动过程有何影响？
6.直齿轮切向力、径向力、法向力如何计算？
7.软齿面闭式齿轮传动的设计准则如何？硬齿面闭式齿轮传动的设计准则如何？开式齿轮传动的设计准则如何？
8.斜齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算？
9.斜齿轮的螺旋角通常取多少？人字齿轮的螺旋角一般取多少？
10.闭式齿轮传动的润滑方式取决于什么参数？
11.为什么高速齿轮传动不宜采用油池润滑?
参考答案：
一、判断题：
1、Ｂ
2、Ｂ
3、Ｂ
4、Ｂ
5、Ａ
6、Ｂ
二、选择题
1、Ｂ
2、Ａ
3、Ｃ
4、Ｂ
5、Ｂ
6、Ｃ
7、B
8、C
9、A 10、B 11、D 12、C 13、D 14、A 15、A,D 16、C 17、B 18、D 19、B 20、D 21、D
三、填空题：
1、磨齿
2、磨损；抗磨损；保证齿根弯曲疲劳强度；模数；
3、靠近节线的齿根面；硬度；
4、大；载荷发布不均；小；大；大
5、30～50；
6、2；1
7、1；A
8、法面；大端
9、相反；相同
10、为了减小动载荷；为了改善载荷沿齿向的分布不均
四、简答题：
1.齿轮的传动类型有哪两类？各用于什么场合？
答：开式齿轮传动和闭式齿轮传动。开式传动的齿轮是外露的，不能保证良好的润滑和工作条件，常用于低速传动。闭式传动的齿轮是在箱体内，能保证良好的润滑和工作条件，重要的齿轮传动都采用闭式齿轮传动。
2.齿轮的失效形式有哪些？
答：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。
3.齿面疲劳点蚀的机理如何？常出现在哪种传动类型？齿面胶合的失效机理如何？避免齿面胶合的措施有哪些？减小齿面磨损的措施有哪些？
答：齿轮正常工作时齿面受到变化的接触应力，随着载荷作用次数的增加，将在齿面表层以下产生微裂纹，裂纹进一步扩展便形成疲劳点蚀。常出现在闭式齿轮传动中。
对于高速重载的齿轮传动，齿面间的压力大，瞬时温度高，润滑效果差，温度过高时相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在做相对滑
动，相粘结的部分即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合。
加强润滑措施，采用抗胶合能力强的润滑油，在润滑油中加入极压添加剂等。变开式齿轮为闭式齿轮，改善齿轮工作环境。及时更换润滑油。提高齿轮加工精度，降低齿轮表面粗糙度。提高齿轮表面硬度。
4.齿轮常用材料及热处理方法有哪些？
答：对于一般中小功率的软齿面齿轮传动，经正火或调质处理可采用中碳钢或中碳合金钢
对于重要的齿轮传动，采用经渗碳淬火的低碳合金钢或采用经表面淬火处理的中碳合金钢
对于结构尺寸教大的可采用经退火及正火处理的铸钢。
对于低速轻载无冲击的开式齿轮传动可采用铸铁。
对于高速轻载及精度不高的齿轮传动常用非金属材料
5.齿轮误差对传动过程有何影响？
答：齿轮误差（制造及装配误差）可使齿面上齿间载荷分布不均匀，还会引起动载荷，其中齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿型误差，会使齿面接触线处的法向载荷增大。
6.直齿轮切向力、径向力、法向力如何计算？
答：Ft=2T1/d1 Fr=Fttgα Fn=Ft/cosα
7.软齿面闭式齿轮传动的设计准则如何？硬齿面闭式齿轮传动的设计准则如何？开式齿轮传动的设计准则如何？
答：软齿面闭式齿轮传动按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。硬齿面闭式齿轮传动按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度。开式齿轮传动按齿根弯曲疲劳强度设计，适当增大模数，以考虑磨损的影响。
8.斜齿轮切向力、径向力、轴向力如何计算？
答：Ft=2T1/d1 Fr=Fttgαn/ cosβ Fn=Ft/(cosαn cosβ)
9.斜齿轮的螺旋角通常取多少？人字齿轮的螺旋角一般取多少？
答：斜齿轮的螺旋角通常取8—20度
人字齿轮的螺旋角一般取15—40度
10.闭式齿轮传动的润滑方式取决于什么参数？
答：取决于齿轮圆周速度的大小。
当 v<12m/s 浸油润滑
v>12m/s 喷油润滑
v≤25m/s 喷嘴位于轮齿啮入边或啮出边均可
v>25m/s喷嘴位于轮齿啮出的一边
11.为什么高速齿轮传动不宜采用油池润滑?
答：速度过高时油被甩出而带不到啮合点。
搅油过于激烈，使油温升高润滑油粘度下降，且功耗大。
第10章 齿轮传动
第10章 齿轮传动 一．选择与填空 1.一对标准圆柱齿轮传动，已知z1=20，z2=50，它们的齿形系数是_________； Ａ． 21Fs Fa Y Y < Ｂ．21Fs Fa Y Y = Ｃ．21Fs Fa Y Y > 齿根弯曲应力是_________； Ａ． 21F F σσ< Ｂ．21F F σσ= Ｃ． 21F F σσ> 齿面接触应力是_________。 Ａ． 21H H σσ< Ｂ．21H H σσ= Ｃ． 21H H σσ> 2. 在下面各方法中，_________不能增加齿轮轮齿的弯曲强度。 Ａ．ｄ不变模数增大 Ｂ．由调质改为淬火 Ｃ．齿轮负变位 Ｄ．适当增加齿宽 3. 设计一对减速软齿面齿轮时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使_________。 Ａ．两者硬度相等 Ｂ．小齿轮硬度高些 Ｃ．大齿轮硬度高些 Ｄ．小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面 4. 为了提高齿轮传动的接触强度，可考虑采取_________。 Ａ．采用闭式传动 Ｂ．增大传动中心距 Ｃ．减小齿数，增大模数 5. 某齿轮箱中一对４５号钢调质齿轮，经常发生齿面疲劳点蚀，修配更换时，可采取的措施有_________和_________。 Ａ．用40Cr 钢调质后代替 Ｂ.适当增大齿轮模数m Ｃ．仍用45号钢，改为齿面淬火 Ｄ.适当增大齿数ｚ Ｅ．改用铸钢ZG45 6. 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式为_________。 A. 轮齿疲劳折断 Ｂ．齿面磨损 C.齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 7. 对于HBS ≤350的齿轮传动，当采用同一钢材制造时，一般将进行_________ 处理。 A ．小齿轮表面淬火，大齿轮调质 Ｂ．小齿轮表面淬火，大齿轮正火 Ｃ.小齿轮调质、大齿轮正火 Ｄ．小齿轮正火，大齿轮调质 8. 在齿轮传动中，为了减小动载系数，可采取的措施有_________、_________。 A ．提高齿轮的制造精度 Ｂ．减小齿轮的平均单位载荷 Ｃ．减小外加载荷的变化幅度 Ｄ. 低齿轮的圆周速度 9. 计算齿轮传动时，选择许用应力与_________没关系。 Ａ．材料硬度 Ｂ．应力循环次数 Ｃ．安全系数 Ｄ. 齿形系数 10. 直齿圆锥齿轮强度计算中，是以_________为计算依据的。 Ａ．大端当量直齿圆柱齿轮 Ｂ．大端分度圆柱齿轮
机床主传动系统设计
机床主传动系统设计 多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻扩铰镗孔等加工工序。 通用主轴箱采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。 5.1大型主轴箱的组成 大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等 组成。有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动 轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件；叶片泵、 分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。 5.2多轴箱通用零件 1．通用箱体类零件箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。 多轴箱的标准厚度为180mm，前盖厚度为55mm，后盖厚度为90mm。 2．通用主轴 1)滚锥轴承主轴 2)滚针轴承主轴 3)滚珠轴承主轴：前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子 轴承。因推力球轴承设置在前端，能承受单方向的轴向力，适用于钻孔 主轴。 3．通用传动轴 通用传动轴一般用45＃钢，调质T235；滚针轴承传动轴用20Cr钢， 热处理S0.5～C59。 4．通用齿轮和套 多轴箱用通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。 5.3通用多轴箱设计 1．多轴箱设计原始依据图
1) 多轴箱设计原始依据图 图5－1.原始依据图 2) 主轴外伸及切削用量 表5－1.主轴参数表 3) 被加工零件：箱体类零件，材料及硬度，HT200，HB20～400 2． 主轴、齿轮的确定及动力的计算 1) 主轴型式和直径、齿轮模数的确定 主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法、刀具主轴联结结构、刀具的进给抗力和切削转矩。钻孔采用滚珠轴承主轴。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。 齿轮模数m （单位为mm ）按下列公式估算： (30~m ≥=≈1.9（《组合机床设计简明手册》p62）
第十章 齿轮机构及其设计要点
第十章齿轮机构及其设计 1 一个齿轮不同圆上的压力角和模数是否相同？是否都是标准值？ 2 为什么模数值要标准化？ 3 标准为什么规定压力角为20°？ 4 如果齿轮的五个基本参数中，除模数以外其余四个基本参数都相同，齿轮的几何尺寸有何不同？ 5 确定蜗杆头数和蜗轮的齿数要考虑哪些问题？ 6 何谓蜗杆蜗轮机构的中间平面？在中间平面内，蜗杆蜗轮传动相当于什么传动？ 7 确定蜗杆直径系数的目的是什么？的大小对蜗杆蜗轮机构有什么影响？它与蜗杆分度圆直径是什么关系？ 8 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿轮？引入背锥和当量齿轮的目的是什么？当量齿数如何计算？ 9 在直齿圆锥齿轮中何处为标准值？ 10 渐开线标准齿轮是指m、α、*a h、*c均为标准值，且分度圆齿厚齿槽宽的齿轮。 11 渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿轮上的压力角。 12 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，刀具的线与轮坯的圆之间作纯滚动。 13 一对渐开线圆柱齿轮传动，其圆总是相切并作纯滚动，而两轮的中心距不一定等于两轮的圆半径之和。 14 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，两轮的节圆分别与其圆重合。 15 用同一把刀具加工m、z、α均相同的标准齿轮和变位齿轮，它们的分度圆、基因和齿距均。 16 正变位齿轮与标准齿轮比较其齿顶高，齿根高。 17 要求一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距略小于标准中心距，并保持无侧隙啮合，此时应采用传动。 18 斜齿圆柱齿轮的齿顶高和齿根高，无论从法面或端面来看都是的。 19一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件为。 20 蜗杆的标准模数和标准压力角在面，蜗轮的标准模数和标准压力角在面。 21 直齿锥齿轮的几何尺寸通常都以作为基准。 22 渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 。 23 一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是。 24蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是。 25标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在端。 26一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。 27 共轭齿廓是指一对的齿廓。 28 用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线，加工变位齿轮时，中线与分度圆。被加工的齿轮与吃条刀具相"啮合"时，齿轮节圆与分度圆。 29 有两个模数、压力角、齿顶高系数及齿数相等的直齿圆柱齿轮，一个为标准齿轮1，另一个为正变位齿轮2，试比较这两个齿轮的下列尺寸，哪一个较大、较小或相等:d b1d b2； d a1d a2；d1d2；d f1d f2；s a1s a2；s1s2。 30标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件是。 31斜齿轮在上具有标准模数和标准压力角。
第13章 机械传动系统的设计
第十三章一般机械传动系统设计 现代机器由原动机部分、传动部分、执行部分三个基本部分组成。原动机部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源。通常，一部机器只用一个原动机，复杂的机器也可能有几个动力源。它们都是把其它形式的能量转换为可以利用的机械能。现代机器中使用的原动机多是以各式各样的电动机和热力机为主。执行部分是用来完成机器预定功能的组成部分。一部机器可以只有一个执行部分，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。传动部分由图13-1可知，是把原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需要的运动形式、运动及动力参数的中间传动装置。机器的传动部分多数使用机械传动系统。它是绝大多数机器不可缺少的重要组成部分，其质量和成本在整台机器的质量和成本中占有很大的比例。机器的工作性能在很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，本章仅对机械传动系统的设计作一个简单的介绍。 →→???→传动机构传动机构 传动机构→ 图13-1 单路传动 §13.1机械传动方案的设计 传动系统方案设计是在完成了执行系统的方案设计和原动机的选型后进行的。机械传动系统除了进行运动和动力传递外，还可实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动等。满足原动机和工作机性能要求的传动方案，是由不同的组合方式和布置顺序构成的。 13.1.1传动类型的选择 传动机构的类型很多，选择不同类型的传动机构，将会得到不同形式的传动系统方案。为了获得理想的传动方案，需要合理选择传动机构类型。常用传动机构及其性能见表13-l。 表13-1 常用传动机构及其性能
选择传动类型时，应根据主要性能指标：效率高、外廓尺寸小、质量小、运动性能良好、成本低以及符合生产条件等。选择传动类型的基本原则是： ①当原动机的功率、转速或运动形式完全符合执行系统的工况要求时，可将原动机的输出轴与执行机构的输入轴用联轴器直接联接。这种联接结构最简单，传动效率最高。但当原动机的输出轴与执行机构的输入轴不在同一轴线上时，就需要采用等传动比的传动机构。 ②原动机的输出功率满足执行机构要求，但输出的转速、转矩或运动形式不符合执行机构的需要，此时则需要采用能变速或转换运动形式的传动机构。 ③高速、大功率传动时，应选用承载能力大、传动平稳、效率高的传动类型。 ④速度较低，中、小功率传动，要求传动比较大时，可选用单级蜗杆传动、多级齿轮传动、带——齿轮传动、带——齿轮——链传动等多种方案，进行分析比较，选出综合性能较好的方案。 ⑤工作环境恶劣、粉尘较多时，尽量采用闭式传动，以延长零件的寿命。 ⑥尽可能采用结构简单的单级动装置。中心距较大时，可采用带传动、链传动。传动比较大时，优先选用结构紧凑的蜗杆传动和行星齿轮传动。 ⑦当执行机构的载荷频繁变化、变化量大且有可能过载时，为保证安全运转，可选用有过载保护的传动类型。 ⑧单件、小批量生产的传动，尽量采用标准的传动装置以降低成本，缩短制造周期。 13.1.2传动方案的设计 相同的传动机构按不同的传动路线及不同的顺序布置，就会产生出不同效果的传动方案。只有合理的安排传动路线，恰当布置传动机构，才能使整个传动系统获得理想的性能。 1.传动路线的选择
机械设计习题集答案第十章齿轮传动(100323修改)
题10-5 在图示的直齿圆柱齿轮传动中,齿轮1为主动齿轮,齿轮2为中间齿轮,齿轮 3为从动齿轮。已知齿轮3所受的扭矩m N 983?=T ,其转速n 3=180r/min,Z 3=45,Z 2=25, Z 1=22,m=4mm 。假设齿轮啮合效率及轴承效率均为1,试求: （1） 啮合传动时,作用在各齿轮上的圆周力F t 和径向力F r ,并将各力及齿轮转向标于图上； （2）说明中间齿轮2在啮合时的应力性质和强度计算时应注意的问题； （3）若把齿轮2作为主动齿轮,则在啮合传动时其应力性质有何变化,其强度计算与前面有何不同 解答: 1．m N 444.54m N 452598323323 2?=??=?==z z T d d T T ； m N 911.47m N 2522444.542 12212 1?=??=?==z z T d d T T N 9.1088N 224911 .472000200020001 11112=??====mz T d T F F t t N 3.39620tan tan 01112====t t r r F F F F α N 8.1158N 20cos 9.1088cos 0 1 12=== =αt n n F F F ； 由齿轮2受力平衡条件得： N 9.1088,N 3.3962'22'2====t t r r F F F F ； 3r F 与'2r F ,3t F 与'2t F 是作用力与反作用力的关系, ∴3r F ='2r F ,3t F ='2t F 2．齿轮2在啮合传动时,齿轮根部弯曲应力:对称循环,双向受载。齿面接触应力:脉动循环。在校核弯曲强度时，应将齿根弯曲疲劳极限值乘以。 3．若齿轮2为主动,则其弯曲应力和接触应力都为脉动循环,但2轮每转一周时，轮齿同侧齿面啮合次数为2，则其应力循环次数增加2倍。 题10-5图 题解10-5图
第十三章 滚动轴承
第十三章滚动轴承 一、选择与填空题 13-1 说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点：6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206，并指出其中具有下列特征的轴承： (1)径向承载能力最高和最低的轴承分别是__________和__________； (2)轴向承载能力最高和最低的轴承分别是__________和__________； (3)极限转速最高和最低的轴承分别是__________和__________； (4)公差等级最高的轴承是________________； (5)承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是__________。 13-2 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷__________基本额定动载荷。 (1)大于(2)等于(3)小于 13-3 在保证轴承工作能力的条件下，调心轴承内、外圈轴线间可倾斜的最大角度为__________，而深沟球轴承内、外圈轴线间可倾斜的最大角度为__________。 (1)3′～4′(2)8′～16′(3)1°～2°(4)2°～3° 13-4 滚动轴承的内径和外径的公差带均为_____________，而且统一采用上偏差为____________，下偏差为___________的分布。 13-5 采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是__________。 (1)提高轴承的旋转精度(2)提高轴承的承载能力(3)降低轴承的运转噪声 (4)提高轴承的使用寿命 13-6 各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的__________来选择。 (1)转速n (2)当量动载荷P(3)轴颈圆周速度v(4)内径与转速的乘积dn 13-7 若滚动轴承采用脂润滑，则其装脂量一般为轴承内部空间容积的__________。 二、分析与思考题 13-8 滚动轴承共分几大类型?写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承能承受何种载荷(径向或轴向)。 13-9 为什么30000型和70000型轴承常成对使用?成对使用时，什么叫正装及反装?什么叫“面对面”及“背靠背”安装?试比较正装与反装的特点。 13-10 滚动轴承的寿命与基本额定寿命有何区别?按公式L=(C/P)ε计算出的L是什么含义? 13-11 滚动轴承基本额定动载荷C的含义是什么?当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过C值时，轴承是否就不会发生点蚀破坏?为什么? 13-12 对于同一型号的滚动轴承，在某一工况条件下的基本额定寿命为L。若其它条件不变，仅将轴承所受的当量动载荷增加一倍，轴承的基本额定寿命将为多少? 13-13 滚动轴承常见的失效形式有哪些?公式L=(C/P)ε是针对哪种失效形式建立起来的? 13-14 你所学过的滚动轴承中，哪几类滚动轴承是内、外圈可分离的? 13-15 什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙?常用哪些方法调整轴承游隙? 13-16 滚动轴承支承的轴系，其轴向固定的典型结构形式有三类：(1)两支点各单向固定；(2)一支点双向固定，另一支点游动；(3)两支点游动。试问这三种类型各适用于什么场合? 13-17 一高速旋转、传递较大功率且支承跨距较大的蜗杆轴，采用一对正装的圆锥滚子轴承作为支承，是否合适?为什么?
最新机械基础教案-第九章 齿轮传动
第九章齿轮传动（16学时） 一、教学目标及基本要求 1、了解齿轮的特点、类型及应用 2、掌握齿廓啮合基本定律 3、掌握渐开线齿廓齿轮传动及标准渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式 4、了解渐开线齿轮的加工，根切现象、最少齿数及变位齿轮 5、了解齿轮的失效形式及常用材料 6、掌握齿轮传动的设计准则 7、掌握标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数及许用应力 8、了解齿轮传动的精度 9、掌握斜齿圆柱齿轮传动的设计 10、了解直齿圆锥齿轮传动的设计 11、了解齿轮传动的润滑和效率 12、掌握齿轮的结构设计 二、教学内容 第一节概述 第二节齿廓啮合基本定律 第三节渐开线齿廓齿轮传动 第四节渐开线齿轮的加工 第五节根切现象、最少齿数及变位齿轮 第六节齿轮常用材料
第七节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 第八节设计参数、许用应力 第九节齿轮传动的精度 第十节斜齿圆柱齿轮传动 第十一节直齿圆锥齿轮传动 第十二节变载荷时齿轮的疲劳强度计算和短期过载时的静强度计算 第十三节齿轮传动的效率和 第十四节齿轮结构 第十五节圆弧齿圆柱齿轮传动简介 三、教学内容的重点和难点 重点： 1、标准直齿圆柱齿轮传动的啮合原理。 2、标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算。 难点： 1、针对不同的失效形式恰当地确定设计准则 2、针对不同的失效形式恰当地选用相应的设计数据 四、教学内容的深化与拓宽 了解其他结构形式的齿轮传动。 五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题 充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。在教学过程中，注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目 1、龙振宇主编．机械设计．北京：机械工业出版社，2002 2、濮良贵主编．机械设计．北京：清华大学出版社，2001 3、邱宣怀主编，机械设计（第四版），高等教育出版社，1998 4、余俊等主编，机械设计（第二版），高等教育出版社，1986 七、相关的实践性环节 齿轮范成实验齿轮参数测绘 八、课外学习要求 借助课外书籍了解其他结构形式的齿轮传动
第十章齿轮传动-答案
第十章齿轮传动课堂练习 一、是非题 1．按齿面接触疲劳强度设计计算齿轮传动时，若两齿轮的许用接触应力陋[σH]1≠[σH]2，在计算公式中应带入大者进行计算。( F ) 2．材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适当的热处理方式是表面淬火。( F ) 3．一对标准直齿圆柱齿轮，若z l=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力σF1＜σF2。( F ) 4．闭式软齿面齿轮传动设计中，小齿轮齿数的选择应以不根切为原则，选少些。( F ) 5．一对齿轮啮合时，其齿相互作用的轮齿上受的接触应力大小相等。( T ) 6．为减小减速器的结构尺寸，在设计齿轮传动时，应尽量采用硬齿面齿轮。( T ) 7．开式齿轮传动中，齿面点蚀不常见。( T ) 8．采用鼓形齿是减小齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷的重要措施。( F ) 9．一对啮合的直齿圆柱齿轮材料相同，zl=18，z2=44，两轮齿根弯曲应力相同。( F ) 10．动载系数Kv是考虑主、从动齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷对齿轮载荷的影响系数。为了减小内部附加动载荷，可采用修缘齿。( T ) 11．经过热处理的齿面是硬齿面，未经热处理的齿面是软齿面。( F ) 12．现有A、B两对闭式直齿圆柱齿轮传动。A对齿轮参数为：m=2、zl=40、z2=90、b=60；B对齿轮参数为：m=4、zl=20、z2=45、b=60。其他条件均相同时，则B对齿轮的齿根弯曲疲劳强度比A对齿轮的大。( T ) 13．直齿圆柱齿轮传动中节圆与分度圆永远相等。( F ) 14．斜齿轮的端面模数大于法面模数。( T ) 15．润滑良好的闭式软齿面齿轮，齿面点蚀失效不是设计中考虑的主要失效形式。( F ) 二、填空题 1．齿轮的齿形系数Y Fa的大小与模数无关，主要取决于齿形。 2．一对软齿面的闭式齿轮传动，小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度大，原因是使大小齿轮的强度和寿命比较接近。 3．齿轮传动强度设计中，σH是接触应力，[σ]H是许用接触应力，σF是弯曲应力，[σ]F是许用弯曲应力。 4．斜齿圆柱齿轮传动中，螺旋角β过小，会使得重合度过小，β过大又会使得轴向力大。在设计过程中，β的值应为8°~20°值，中心距可以通过调整β来进行调整。 5．二级圆柱齿轮减速器中，轮1、2为高速级小、大齿轮，轮3、4为低速级小、大齿轮，若z1=z3，z2=z4，z1< z2，四齿轮的模数、齿宽、材料、热处理均相同，在有限寿命内，接触强度最高的齿轮为2，最低的为 3 ；弯曲强度最高的为 2 ，最低的为 3 。6．齿轮传动中，齿面点蚀一般易出现在轮齿的节线附近的齿根表面处，轮齿折断易出现在轮齿的齿根过渡圆角处。 7．一对直齿圆柱齿轮传动比i：1，大小齿轮在啮合处的接触应力是相等；如大、小齿轮的材料及热处理相同，则其许用接触应力是不相等。两轮的接触疲劳强度是不等的。 8．直齿圆柱齿轮作接触强度计算时，取节点处的接触应力为计算依据，其载荷由一对轮齿承担。 9．设计一对减速软齿面齿轮时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择应使小齿轮硬度高些。 10．斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系为m n=m t cosβ。
机械传动系统设计实例
机械传动系统设计实例 设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下：
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得
)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长 2 122 1004)()(2 2a d d d d a L -+++=π， 2 (425200)2800(200425)2597.62 4800 π -=?+ ++ =?mm 。 由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得 012013.57180?--=a d d α 000042520018057.3162.84120,751.2 -=-?=> 合适。 （6）确定带的根数z 由式(9-17)得 00l α ()c P z P P K K = +?， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03， 47.403 .196.0)3.077.3(18 =??+= z ， 取5根。 （7）计算轴上的压力F 0 由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α 500 2.5 (1)P F qv zv K = -+
机械设计第十三章
第十三章蜗杆传动 13.1选择题 13.1.1 蜗杆传动的传动比i不等于。 a) u 1/u 2 b) Z 1 /Z 2 C) d 2/d 1 13.1.2 蜗杆传动通常是传递运动。 a由蜗杆向蜗轮 b）由蜗轮向蜗杆 c）可以有蜗杆向蜗轮，也可以由蜗轮向蜗杆 13.1.3 在其中间平面内具有直线齿廓的是蜗杆。 a）渐开线b）阿基米德 c）延伸渐开线 d）摆线齿廓 13.1.4 蜗杆直径系数q的计算式为。 a）q=d 1 /m b） q=d 1m c）q=a/m d）q=a/d 1 13.1.5 一正交阿基米德蜗杆传动的蜗杆导程角为α=7o7'30''（右 旋），蜗轮的螺旋角β应为。 a）7o7'30''b）81o52'30'' c）20o d）15o 13.1. 6 其它条件相同时，若增加蜗杆的头数，则其滑动速度。
a）增加 b）减少 c）不变 d）可能增加也可能减少 13.1. 7 蜗杆传动中，蜗轮轮缘通常用青铜制造，这是为了考 虑。 a）耐磨性好b）减磨性好 c）强度高 d）工艺性能好 13.1.8 选用蜗轮齿圈材料的主要根据是。 a）蜗杆的齿面硬度 b）蜗杆传递的动力 c）蜗杆传动的滑动速度 〉12m/S的重要传动应该采13.1.9 在蜗杆传动中，对于滑动速度V S 用作为蜗轮齿圈的材料。 a）HT200 b）ZCuSn10Pb1 c）45钢调质 d） d）18CrMnTi渗碳淬火 13.1.10 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限度内 可以采用。 a）较大的蜗杆特性系数 b）较大的螺旋升角 c）较大的模数 13.1.11 为了配凑中心距或提高蜗杆传动的承载能力和传动效率，常采 用变位蜗杆传动，这时要是。
第十章-齿轮机构及其设计
第十章齿轮机构及其设计 10-1 填空题 （1）渐开线齿廓的齿轮啮合的特点是 。 （2）影响渐开线直齿圆柱齿轮齿廓形状的参数有、、。 （3）决定单个渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的五个基本参数是，其中参数是标准值。 （4）一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是和分别相等。（5）渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在面上，在几何尺寸计算时应按面参数代入直齿轮的几何计算公式。 （6）用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆相切并作纯滚动。 （7）斜齿圆柱齿轮的螺旋角对传动的主要影响有、、、 ，其常用的取值范围为。 （8）用标准齿条型刀具加工n=20°，h*an=1，=20°的标准斜齿轮时，其不根切的最少齿数是。（9）一对渐开线直齿圆柱齿轮（=20°，h*a=1）啮合时，当安装的实际中心距a′大于标准中心距a时，啮合角′是变大还是变小？；重合度是增大还是减小？；传动比i又是如何变化的？。 （10）一对正常齿制的渐开线标准直齿圆柱外啮合齿轮传动，其模数m=4mm，当两轮以标准中心距安装时，其顶隙为 mm，理论上侧隙为 mm；当中心距增大0.5mm时，其顶隙变为 mm，侧隙于零。 10-2 选择题 （1）渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指不受中心距变化的影响。 A．节圆半径； B.传动比； C.啮合角。 （2）模数m=2mm, 压力角=20°，齿数z=20，齿顶圆直径d a=43.2mm，齿根圆直径d f=35.0mm正常齿制的渐开线直齿圆柱齿轮是齿轮。 A．标准； B. 变位； C. A、B皆不是。 （5）齿轮经过正变位修正后，其分度圆与标准齿轮的分度圆相比，是。 A．相同； B．减小； C．增大。 （6）等移距（高度）变位齿轮传动的中心距和啮合角必分别标准中心距和标准压力角。 A．大于； B．小于； C．等于。
机械设计第十三章
第十三章蜗杆传动 选择题 蜗杆传动的传动比i不等于。 a) u 1/u 2 b) Z 1/Z 2 C) d 2/d 1 蜗杆传动通常是传递运动。 a由蜗杆向蜗 轮 b）由蜗轮向蜗杆 c）可以有蜗杆向蜗轮，也可以由蜗轮向蜗杆 在其中间平面内具有直线齿廓的是蜗杆。 a）渐开线b）阿基米德c）延伸渐开线 d）摆线齿廓 蜗杆直径系数q的计算式为。 a）q=d 1 /m b） q=d 1 m c） q=a/m d）q=a/d 1
一正交阿基米德蜗杆传动的蜗杆导程角为α=7o7'30''（右旋），蜗轮的螺旋角β应为。 a）7o7'30'' b） 81o52'30'' c） 20o d）15o . 6 其它条件相同时，若增加蜗杆的头数，则其滑动速度。 a）增加b）减 少c）不 变 d）可能增加也可能减少 . 7 蜗杆传动中，蜗轮轮缘通常用青铜制造，这是为了考虑。 a）耐磨性好b）减磨性 好c）强度 高 d）工艺性能好 选用蜗轮齿圈材料的主要根据是。 a）蜗杆的齿面硬度b）蜗杆传递的动力 c）蜗杆传动的滑动速度
在蜗杆传动中，对于滑动速度V 〉12m/S的 S 重要传动应该采用作为蜗轮齿圈的材料。 a）HT200 b）ZCuSn10Pb1 c）45钢调质 d） d）18CrMnTi渗碳淬火 对于传递动力的蜗杆传动，为了提高传动效率，在一定限度内可以采用。 a）较大的蜗杆特性系数b）较大的螺旋升角 c）较大的模数 为了配凑中心距或提高蜗杆传动的承载能力和传动效率，常采用变位蜗杆传动，这时要是。 a）蜗轮变位b）蜗杆变位 c）蜗杆蜗轮均变位 填空题 不 为了保证传动的稳定性，蜗轮齿数Z 2宜，又不能，因 为 。
机械设计——齿轮传动(1)
第十二章 齿轮传动 1、图示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： （1）画出轴II 和轴III 的转向。 （2）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （3）低速级小齿轮的螺旋角β2应取多大值，才能使轴Ⅱ上轴向力相互抵消？ （4）画出各个齿轮所受轴向力。 2、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P 1=13kW ，n 1=200r/min ，齿轮的法面模数m n =4mm ，齿数z 1=60均相同，仅螺旋角分别为9°与18°。试求各对齿轮传动轴向力的大小？ 3、图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向和轴III 的转向，齿轮2的参数m n =3mm ，z 2=57， β2 =14°；齿轮3的参数m n =5mm ，z 3=21。试求： （1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，选择各齿轮的螺旋线方向，并在图上标出； （2）在图b 上标出齿轮2、3所受各分力的方向； （3）如果使轴Ⅱ的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角β3应取多大值（忽略摩擦损失）？ 10、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。己知：小齿轮齿数221=z ，大齿轮齿数902=z ，法向模数 mm m 2n =，中心距mm a 120=，传递功率KW P 2=，小齿轮转速m in /3201r n =，小齿轮螺旋线方向右旋。求： （1) 大齿轮螺旋角β大小和方向； 1 2 3 4
（2) 小齿轮转矩1T ； （3) 小齿轮和大齿轮受力的大小和方向，并在图上画出。 11、有一齿轮传动如图所示，已知：281=z ，702=z ,1263=z ,模数mm m 4n =，压力角 20=α，中心距mm a 2001=， mm a 4002=，输入轴功率kW P 101=，转速m in /10001r n =，不计摩擦。 （1) 计算各轴所受的转矩； （2)分析中间齿轮的受力，在图中画出，并计算所受各力的大小。 13、图示二级直齿圆柱齿轮减速器，高速级和低速级的传动比相等，u 1=u 2=3，低速级的齿宽系数为高速级的1.3倍，齿轮材料为45钢，小齿轮均调质处理，大齿轮均正火处理，其许用应力为： 齿轮1：[ H ]1 =590MPa ；齿轮2：[ H ] 2 =490MPa ；齿轮1：[ H ] 3 =580MPa ；齿轮1：[ H ] 4 =480MPa 两级齿轮的载荷系数K 、Z E 、Z H 、Z 均相同，其中高速级已根据接触强度算得d 1=75mm ，若使两对齿轮等接触强度，试问低速级小齿轮的直径d 3应为多少？ 附：[]H u u bd KT Z Z Z σσε ≤+?=1 22 11E H H 14、一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：z 1=20，z 2=60，m =3mm ，d =1，小齿轮转速n 1=950r/min ，主从动轮的许用应力[ H 1 ]=700MPa ， [ H 2 ]=650MPa ，载荷系数K=1.6，节点区域系数Z H =2.5，弹性系数Z E =189.9MPa ，重合度系数Z =0.9。按接触疲劳强度， 求该对齿轮所能传递的功率。 附：[]H u u bd KT Z Z Z σσε ≤+?=122 11E H H
第13章习题解答_变位齿轮
P215~P216： 13-5一对高度变位的直齿圆柱齿轮传动，已知z 1=12，x 1=0.5，z 2=34，x 2=-0.5，m =2mm ，α=20o ，h a *=1，现将大齿轮的齿数改为z ’2=33，而中心距及小齿轮不变，试求大齿轮的变位系 数'2x 。 解：因为：z 1、z 2是高度变位，所以：中心距等于标准中心距，x ∑=0, 因此： ()4622112=+= z z m a mm x 1=-x 2=0.5 ()452 2121=+=''z z m a mm αα'='cos cos 1221a a 00 122118.2346 20cos 45arccos cos arccos ===''a a αα ()495.0221 21=-'+='+ααα inv inv tg z z x x 1212x x x x -?? ? ??'+='005.05.0495.0-=-= 13-6一对变位直齿圆柱齿轮传动,已知两轮齿数z 1 = 20、z 2 = 40, m 4 = 4, α=20°，h a * =1, 要求中心距为122mm 。 (1) 已定齿轮1的变位系数x 1=0.35，求齿轮2的变位系数x 2； (2) 若改用一对标准斜齿圆柱齿轮传动，其标准模数、压力角以及齿数与直齿轮相同，则螺旋角为多大？ 解：(1) ()1202 2112=+=z z m a mm a ’12=122 ααcos 'cos '1212a a = 00 121244.22122 20cos 120arccos 'cos arccos ==='a a αα ()()()53.00149.0021335.036397 .02602044.22202402022121=-?=?-??+=-'+=+inv inv tg inv inv tg z z x x ααα ()1212x x x x -+=18.035.053.0=-= (2) ()122cos cos 2'122112==+=ββa z z m a => ?==39.10122 120arccos β
基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计
基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计 摘要：某高速重载齿轮进行了优化设计，在分析齿轮在各工况下的弯曲强度后，根据齿轮的优化设计原则，选择齿轮体积最小为优化设计原则，对传动齿轮中的小齿轮进行了优化设计，设计模数、齿数、齿宽系数、螺旋角为变量，根据各参数的设计要求来确定约束条件，同时根据齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行条件约束，最后用MATLAB进行编程计算，最后得出优化后的结果，该结果满足要求。本文的研究对机械系统的优化设计具有指导意义和工程应用价值。关键词：齿轮；优化设计；MATLAB； 0引言 优化设计是近年发展起来的一门新的学科，也是一项新技术，在工程设计的各个领域都已经得到了更为广泛的应用。通过实际的应用过程表明：工程设计中采用优化设计这种新的科学设计方法，不仅使得在解决复杂问题时，能够从众多纷繁复杂的设计方案中找到尽可能完善的或者最适合的设计方案，而且，采用这种方法还能够提高设计效率和设计质量，使其的经济和社会效益都非常明显。优化设计的理论基础是数学规划，采用的工具是计算机。 优化设计具有一般的设计方法所不具备的一些特点。优化设计能够使各种设计参数自动向更优的方向进行调整，直到找到一个尽可能完善的或最适合的设计方案。一般的设计方法只是依靠设计人员的经验来找到最佳方案，这样不足以保证设计参数一定能够向更优方向调整，也不能够保证一定能找到最适合的设计方案。优化设计的手段是采用计算机，在很短的时间内就可以分析一个设计方案，并判断方案的优劣、是否可行，因此就能够从大量的方案中选出更加适合的设计方案，这是常规设计所不能比的。 1 机械系统优化设计方法概述 许多机械工程设计都需要进行优化。优化过程可以分为三个部分：综合与分析、评价、改变参数三部分组成。其中，综合与分析部分的主要功能是建立产品设计参数与设计性能、设计要求之间的关系，这也就是一个建立数学模型的过程。评价部分就是对该产品的性能和设计要求进行分析，这就相当于是评价目标函数是否得到改善或者达到最优，也就是检验数学模型中的约束条件是否全部得到满足。改变参数部分就是选择优化方法，使得目标函数（数学模型）得到解，同时根据这种优化方法来改变设计参数。 在许多机械工程设计问题中，优化设计的目标是多种多样的，按照所追求的目标的多少，目标函数可以分为单目标函数和多目标函数。以多级齿轮传动系统设计过程为例，要求在满足规定的传动比和给定最小齿轮、大齿轮直径的条件下，追求系统的转动惯量最小，箱体的体积最小，各级传动中心距和最小，承载能力最高，寿命最长等，这就是一个多目标函数。目标函数作为评价方案中的一个很重要的标准，它不一定有明显的物理意义、量纲，它只是代表设计指标的一个值。所以，目标函数的建立是否正确是优化设计中很重要的一项工作，它既要反映用户的需求，又要敏感地、直接地反映设计变量的变化，对优化设计的质量及计算难易程度都有一定的影响。表2.1给出了常用优化设计中的可供选择的优化目标。 优化设计问题的前提是选择优化设计方法，选用哪个方法好，这就主要是由优化设计方法的特性和实际设计问题的具体情况来决定。一般来讲，评价一种优
第13章 蜗杆传动作业教学文案
第13章蜗杆传动作 业
第十三章蜗杆传动 一、选择题 13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动. (1)平行 (2)相交 (3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件. (1)蜗杆 (2)蜗轮 (3)蜗杆或蜗轮都可以 13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____. (1)圆柱蜗杆 (2)环面蜗杆 (3)锥蜗杆 13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低. (1)阿基米德蜗杆 (2)渐开线蜗杆 (3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值. (1)法向 (2)端面 (3)轴向 13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角. (1)小于 (2)大于 (3)等于 13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆. (1)单头,小导程角 (2)单头,大导程角 (3)多头,小导程角 (4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____. (1)传动效率提高,蜗杆刚度降低 (2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高 (3)传动效率和蜗杆刚度都提高 (4)传动效率和蜗杆刚度都降低 13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____. (1)传动效率提高,滑动速度降低 (2)传动效率降低,滑动速度提高 (3)传动效率和滑动速度都提高 (4)传动效率和滑动速度都降低 13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的. (1)i=ω1/ω2 (2)i=n1/n2 (3)i=d2/d1 (4)i=z2/z1 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____. (1)m t1=m t2,αt1=αt2, γ+β=90° (2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β (3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90° (4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β 13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值. (1)涡轮齿数 (2)蜗轮分度圆直径 (3)蜗杆头数 (4)蜗杆分度圆直径 13-13 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生. (1)点蚀和磨损 (2)胶合和磨损 (3)轮齿折断和塑性变形 13-14 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的.
齿轮传动的设计详解
题目齿轮传动的设计 系别机械工程系 专业车辆工程 班级141 学生姓名周六圆 学号1608140134 指导教师陈丰 摘要 齿轮传动式机械中最重要的应用最广泛的一种传动形式，对齿轮传动的最基本要求是运转平稳且有足够的承载能力。齿轮传动具有承载能力大，效率高，允许速度高，尺寸紧凑寿命长等特点，因此传动系统中一般首先采用齿轮传动，并且齿轮机构可以用来传递在任意两轴间的运动和动力，是现代机器应用最广泛的一种机械传动机构。
1 传动装置总体设计 1.1设计任务书 1设计任务 设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱直齿齿轮减速器传动。 2 设计要求 （1）外形美观，结构合理，性能可靠，工艺性好； （2）多有图纸符合国家标准要求； （3）按毕业设计（论文）要求完成相关资料整理装订工作。 3 原始数据 （1）运输带工作拉力 F=4KN （2）运输带工作速度V=2.0m/s (3)输送带滚筒直径 D=450mm η （4）传动效率96 .0 = 4工作条件 两班制工作，空载起动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘，中小批量生产，使用期限10年，年工作300天。 1.2 确定传动方案 图1-1(a)展开式两级圆柱齿轮减速器
图1-1(b) 同轴式两级圆柱齿轮减速器 方案（a ）为展开式两级圆柱齿轮减速器，其推荐传动比ī=8～40。展开式圆柱齿轮减速器的特点是其结构简单，但齿轮的位置不对称。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯矩变形部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。 方案（b ）为同轴式两级圆柱齿轮减速器，其推荐传动比ī=8～40。同轴式圆柱齿轮减速器的特点是减速器横向尺寸较小，两对齿轮浸入油中深度大致相同。但轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长、刚度差，使载荷沿齿宽分布不均匀，高速级齿轮的承载能力难于充分利用。 综合比较展开式与同轴式圆柱齿轮减速器的优缺点，在本设计中，我将采用展开式圆柱齿轮减速器为设计模版。 1.3电动机的选择 1.3.1 电动机的容量选择 根据已知条件可以计算出工作机所需有效功率 = w P 81000 .240001000=?=FV .0 kW 设 w η—— 输送机滚筒轴至输送带间的传动效率； c η—— 联轴器效率， c η=0.99 g η—— 闭式圆柱齿轮传动效率， g η=0.97
第13章蜗杆传动作业
第十三章蜗杆传动 一、选择题 13-1 当两轴线___时,可采用蜗杆传动. (1)平行(2)相交(3)垂直交错 13-2 在蜗杆传动中,通常____为主动件. (1)蜗杆(2)蜗轮(3)蜗杆或蜗轮都可以 13-3 在蜗杆传动中,应用比较广泛的是____. (1)圆柱蜗杆(2)环面蜗杆(3)锥蜗杆 13-4 根据蜗杆螺旋面的形成原理和加工方法,____磨削困难,精度较低. (1)阿基米德蜗杆(2)渐开线蜗杆(3)法向直廓蜗杆 13-5 阿基米德蜗杆的____模数,应符合标准数值. (1)法向(2)端面(3)轴向 13-6 在蜗杆传动中,当需要自锁时,应使蜗杆导程角____当量摩擦角. (1)小于(2)大于(3)等于 13-7 起吊重物用的手动蜗杆传动装置,应采用____蜗杆. (1)单头,小导程角(2)单头,大导程角(3)多头,小导程角(4)多头,大导程角 13-8 在蜗杆传动中,如果模数和蜗杆头数一定,增加蜗杆分度圆直径,将使____. (1)传动效率提高,蜗杆刚度降低(2)传动刚度降低,蜗杆刚度提高(3)传动效率和蜗杆刚度都提高(4)传动效率和蜗杆刚度都降低 13-9 在蜗杆传动中,其它条件相同,若增加蜗杆头数,将使____. (1)传动效率提高,滑动速度降低(2)传动效率降低,滑动速度提高(3)传动效率和滑动速度都提高(4)传动效率和滑动速度都降低 13-10 计算蜗杆传动的传动比时,公式____是错误的. (1)i=ω1/ω2(2)i=n1/n2(3)i=d2/d1(4)i=z2/z1 13-11 阿基米德蜗杆和涡轮的正确啮合的条件是____. (1)m t1=m t2, αt1=αt2, γ+β=90°(2)m n1=m n2, αn1=αn2, γ=β(3)m x1=m t2, αx=αt2, γ+β=90°(4) m x1=m t2, αx=αt2, γ=β 13-12 为了减少蜗轮滚刀型号,有利于道具标准化,规定___为标准值. (1)涡轮齿数(2)蜗轮分度圆直径(3)蜗杆头数(4)蜗杆分度圆直径 13-13 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似,其中___最易发生. (1)点蚀和磨损(2)胶合和磨损(3)轮齿折断和塑性变形 13-14 蜗杆传动中,轮齿承载能力的计算主要是针对___来进行的. (1)蜗杆齿面接触强度和涡轮齿根抗弯强度(2)涡轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度(3)蜗杆齿面接触强度和抗弯强度(4)涡轮齿面接触强度和抗弯强度11-15 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算,其主要目的是为了___. (1)防止润滑油受热膨胀后外溢,造成环境污染(2)防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化(3)防止涡轮材料在高温下力学性能下降(4)防止蜗杆蜗轮发生热变形后,正确啮合受到破坏