10 机械设计作业_齿轮传动答案
齿轮传动习题集+答案

齿轮传动例1 二级圆柱齿轮减速器,其中一级为直齿轮,另一级为斜齿轮。
试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器,锥齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?答:在二级圆柱齿轮传动中,斜齿轮传动放在高速级,直齿轮传动放在低速级。
其原因有三点:1)斜齿轮传动工作平稳,在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度,更适于高速。
2)将工作平稳的传动放在高速级,对下级的影响较小。
如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级,则斜齿轮传动也不会平稳。
3)斜齿轮传动有轴向力,放在高速级轴向力较小,因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器,一般应将锥齿轮传动放在高速级。
其原因是:低速级的转矩较大,齿轮的尺寸和模数较大。
当锥齿轮的锥距R 和模数m 大时,加工困难,制造成本提高。
例3 一对闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:z 1= 25,z 2 = 75,m = 3 mm ,d φ= 1,小齿轮的转速 n =970 r/min 。
主从动轮的][H σ 1 = 690 MPa ,][H σ 2 = 600 MPa ,载荷系数K = 1.6, 节点区域系数Z H = 2.5,材料弹性系数Z E = 189.8 MPa ,重合度系数εZ =0.9,是按接触疲劳强度,求该齿轮传动传递的功率。
提示:接触疲劳强度校核公式为][ )1(2211H H E H ubd u KT Z Z Z σσε≤+=解:由已知条件:u = z 2 / z 1 = 75/25 = 3d 1 = m z 1 = 3×25 = 75 mm b =φd d 1 = 1×75 = 75 mm因为大齿轮的许用接触应力较低,故按大齿轮计算承载能力:)1(2][21221+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=u K u bd ZZ Z T E H H εσ )13(6.12375759.08.1895.260022+⨯⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯== 195182 Nmm = 195.182 Nm 齿轮传动所能传递的功率为:=⨯⨯=⋅=30970182.1953011ππn T P 19826 W = 19.826 kW例4图示双级斜齿圆柱齿轮减速器,高速级:mn=2 mm ,z 1=22,z 2 =95,︒=20n α,a =120,齿轮1为右旋;低速级:mn= 3 mm ,z 3 =25,z 4=79,︒=20n α,a =160。
机械设计作业齿轮传动答案

齿轮传动1、齿轮传动常见的失效形式有哪些简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计准则。
【答】齿轮传动常见的失效形式有以下几种:(1)轮齿折断;(2)齿面点蚀;(3)齿面磨损;(4)齿面胶合;(5)塑性变形。
闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主;闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主;开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。
2、简要分析说明齿轮轮齿修缘和做成鼓形齿的目的。
【答】齿轮轮齿修缘是为了减小齿轮传动过程中由于各种原因引起的动载荷。
做成鼓形是为了改善载荷沿接触线分布不均的程度。
3、软齿面齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大30~50 HBS【答】金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中,小齿轮齿根强度较弱,且小齿轮的应力循环次数较多,当大小齿轮有较大硬度差时,较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用,可提高大齿轮的接触疲劳强度。
所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大30~50HBS。
4、齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大5~10 mm【答】将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5~10mm,以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷。
5、试分析图示斜齿圆柱齿轮所受的力(用受力图表示出各力的作用位置和方向)。
【解】题 5 图6、设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示,问:1) 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反;2) 低速级螺旋角β应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。
【解】(1)由于中间轴上两齿轮分别为主动和从动轮,且旋转方向相同,因此为使轴向力方向相反,必须使齿轮3的螺旋方向与齿轮2的相同。
齿轮2为左旋,故齿轮3必须左旋,齿轮4右旋。
(2)使中间轴上轮2和轮3的轴向力互相完全抵消,需要满足32a a F F =。
333222tan ,tan ββt a t a F F F F ==因齿轮2和齿轮3传递的转矩相同 223322d F d F T t t ==,且 33332222cos /,cos /ββn n m z d m z d ==整理后可得322233233223cos cos tan tan ββββn n t t m z m z d d F F === 因此 1438.015sin 513175sin sin 222333=⨯⨯==οββn n m z m z "2'16827.83οο==β7、如图所示的齿轮传动,齿轮A 、B 和C 的材料都是中碳钢调质,其硬度:齿轮A 为240 HBS ,F t2 F r1F r2F r3 F r4F t1 F t3 F t4F a2 F a1F a3F a4齿轮B 为260 HBS ,齿轮C 为220 HBS ,试确定齿轮B 的许用接触应力][H σ和许用弯曲应力][F σ。
机械设计作业集10、11答案

第十章齿轮传动一、选择题10—1 在齿轮传动的设计计算中,对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__;应圆整的有D、E__;没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。
A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距aD斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角αH螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮,适宜的热处理方法是______B____。
A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火10—3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮,该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。
A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。
A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。
A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽10—6一减速齿轮传动,主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同,则两轮齿根的弯曲应力_A_。
A F1>F2B F1<F2C F1=F210—7一减速齿轮传动,小齿轮1选用45钢调质,大齿轮2选用45钢正火,它们的齿面接触应力__C__。
A H1>H2B H1<H2C H1=H210—8 一对标准圆柱齿轮传动,若大、小齿轮的材料或热处理方法不同,则工作时,两齿轮间的应力关系属于下列第 C 种。
A H1≠H2,F1≠F2,[H]1=[H]2,[F]1=[F]2B H1=H2,F1=F2,[H]1≠[H]2,[F]1≠[F]2C H1=H2,F1≠F2,[H]1≠[H]2,[F]1≠[F]2D H1≠H2,F1=F2,[H]1≠[H]2,[F]1≠[F]2(H、F、[H]、[F]分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力)10—9一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时,若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数K N1=K N2,则两轮的弯曲强度为___A_____。
机械设计复习题(十)

第十章齿轮传动一、填空题1、在齿轮传动、带传动和链传动三种传动中,瞬时传动比恒定的是____________。
2、磨粒磨损和弯曲疲劳折断是_________________齿轮传动的主要失效形式。
3、在轮齿弯曲强度计算中,齿形系数Y Fa的大小与、变位系数x、斜齿轮的螺旋角β和分度圆上压力角α有关,而与无关。
4、一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是,其接触强度的关系是。
5、模数是齿轮的参数,是齿轮各部分几何尺寸计算的,齿形的大小和强度与它成。
6、齿数愈少,齿根厚度就愈;轮齿的弯曲应力就愈;因此,齿形系数Y f就愈。
7、理想的齿轮材料性能应是齿面;齿芯。
8、在闭式齿轮传动中,当齿轮的齿面硬度HBS<350时,通常首先出现破坏,应首先按进行设计;但当齿面硬度HBS>350时,则易出现破坏,应首先按进行设计。
9、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应比大齿轮的材料硬度高HBS。
10、对于闭式软齿面齿轮传动,主要按进行设计;对于开式齿轮传动,虽然主要失效形式是磨损,但目前仅以作为设计准则,这时影响齿轮强度的主要参数是。
11、已知减速直齿锥齿轮传动,大齿轮所受三个分力的大小分别为:2360N,272N,816N,试分别指出:F t2=_________N,F a2=___________N,F r2=_________N。
12、开式齿轮传动的主要失效形式是:_________和_________。
二、判断题1、带传动和渐开线齿轮传动都能实现准确的传动比传动。
()2、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应该增加齿数。
()3、齿面点蚀是润滑良好的软齿面闭式齿轮传动常见的失效形式。
()4、一对齿轮啮合时,其大、小齿轮的接触应力是相等的;而其许用接触应力是不相等的;小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的。
()5、为提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度应:在分度圆直径不变条件下增大模数。
()6、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应:增加齿数。
高职《机械设计基础》齿轮系作业含答案

第12章齿轮系传动。
已知轮1的转速n 1=1 000 r/min ,试求轮4的转速及转动方向。
学号:班级: 姓名:1、写出题图1中⑷[严3,⑷H 之间的关系,设已知各个齿轮的齿数。
(a)rTr1 3尸22、如图2所示的轮系中,设已知Z 1= 16,Z 2= 32,Z 2'=20, Z 3=4O , Z 3' = 2,Z 4=4O ,均为标准齿轮 n 13.图3所示的轮系中,已知 z i =100,Z 2=101,Z 2' = 100,Z 3=99,均为标准齿轮传动。
试求i Hi。
4.图10-6所示的轮系中,已知 Z 1= 40, Z 2=40, Z 3= 40,均为标准齿轮传动。
试求I -H 13。
27100) 2(101)€1_H 1岡11# J 3\Z實1图45.在图5所示的齿轮系中, 已知 z i =20, Z 2= 40, Z 2'= 20, z 3= 30, Z 4=60,均为标准齿轮传动。
6.图6示为锥齿轮组成的周转轮系。
已知Z 1=Z 2=17,Z 2, =3O ,Z 3=45,若1轮转速n 1=200r/min , 试求系杆转速n H 。
-1 ・3t L_2 f■ !(1-2)T (2-3)T (3 -4)(2)传动比:(3)根据已知条件计算:n 4=n i /i= 1000/80=12.5 r/min轮4的转向如图所示应该逆时针转动。
(1_2)T (2,-3)因为:其■”号表示轮1与轮3在反转机构中的转向相反。
由图可知该轮系为一平行轴定轴轮系与简单行星轮系组成的组合轮系,其中 行星轮系:2’— 一 4- H1.解: (a )、・Hi13«1 -«3(b )、 ・Hi13牡一叭 =(-1)2(C )、・H113时1 -时32. 解: (1)传递路线为:Z 3乙Z 3乙乙'Z 3 乙Z 2齿轮系答案乙'定轴轮系: 1-2ijnZ 2 Z 3 Z 4 n 4Z i Z 2 Z 316x20x23. 解: (1)传递路线为:H.Hn 1 in 1 — ri H Z 2Z 3 Hn 3n 3 -n HZ 1 Z 2所以:n 1- nHZ 2Z 3 i 1H i H1-nHZ 1Z 2 n 1 n H n Hn 1i 1HZ 2Z 3=10000101 X 99 100X10010000・Hi13Hn 1 n 1 -n H Z 2 Z 3 Z 3 H n 3n 3 -n H乙Z 2Z 15.解:(1 )分析轮系(2)分析轮系中各轮之间的内在关系,由图中可知: n4=0. n2=n2' (3)分别计算各轮系传动比定轴齿轮系:由式(10-1 )得i i 2 亠(-2n2 Zi(1)n i =-2n2 行星齿轮系・HI24式(1 )、Z4Z3Hn4 “4 -n H Z3 Z2 *一60 —320(2) (2)联立求解联立(1 )、(2)式,代入n4=0, n2=n2 得n2 T H C=-3n1=-2n2所以i1H =n H -2n2n2=—86.解:(1 )•判定轮系类型,确定传动比计算式轮系类型一因在一轮系运转时,齿轮2和2'的轴线相对于机架的位置不固定,且齿轮固定不转动,故为行星轮系;传动比公式一系杆转速n H须通过行星轮系的转化轮系(假想定轴轮系)传动比公式求得。
完整版机械设计 机械传动部分习题答案

机械设计-机械传动部分习题答案、填空:1、 齿轮齿面失效形式有 齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、塑性变形;2、 斜齿圆柱齿轮传动其两传动轴的位置相互 平行。
直齿圆锥齿轮传动其两传动轴的位置 相互垂直 。
10、 我国规定齿轮标准压力角为 11、 在相同张紧力条件下, V 带传动的承载能力比平带传动的承载能力 大。
12、 普通V 带传动的主要失效形式有:带在小带轮 上打滑和带发生 疲劳断裂破坏。
13、 V 带传动工作时,传动带受有 拉应力、离心应力和 弯曲 应力、三种应力叠加后, 最大应力发生在紧边绕入 小带轮 处。
14当带有打滑趋势时,带传动的有效拉力达到 包角 、摩擦因数、张紧力和 带速 15.带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而 的增大而 增大 ,随带速的增加而_16. 带内产生的瞬时最大应力由紧边拉应力 和 小带轮处弯曲应力两种应力组成。
17. 在正常情况下,弹性滑动只发生在带 离开主、从动轮时的那一部分接触弧上。
18. 在设计V 带传动时,为了提高 V 带的寿命,宜选取 主大 的小带轮直径。
19. 常见的带传动的张紧装置有定期张紧装置;自动张紧装置;采用张紧轮的张紧装置 等几种。
20. 在带传动中,弹性滑动是 不可 避免的,打滑是 可以 避免的。
21.带传动工作时,若主动轮的圆周速度为 V 1,从动轮的圆周速度为V 2,带的线速度为V ,则它们的关系为 v 1 _______ V , v 2 ______ V 。
22. V 带传动是靠带与带轮接触面间的摩擦 力工作的。
V 带的工作面是 两侧 面。
23. 当中心距不能调节时,可采用张紧轮将带张紧, 张紧轮一般应放在 松边 的内侧, 这样可以使带只受 单向 弯曲。
为避免过分影响 小 带轮上的包角,张紧轮应尽量靠近 大_带轮。
24. V 带传动比不恒定主要是由于存在弹性滑动 _______ 。
25. V 带传动限制带速 V V 25〜30 m / s 的目的是为了 避免v 过大,使离心力过大,而 v 过小,使受力增大,造成带根数过多 ____________ ; 限制带在小带轮上的包角1> 120 °的目的是 增大摩擦力,提高承载能力 _________ 。
齿轮传动习题集+答案

齿轮传动例1 二级圆柱齿轮减速器,其中一级为直齿轮,另一级为斜齿轮。
试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器,锥齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?答:在二级圆柱齿轮传动中,斜齿轮传动放在高速级,直齿轮传动放在低速级。
其原因有三点:1)斜齿轮传动工作平稳,在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度,更适于高速。
2)将工作平稳的传动放在高速级,对下级的影响较小。
如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级,则斜齿轮传动也不会平稳。
3)斜齿轮传动有轴向力,放在高速级轴向力较小,因为高速级的转矩较小。
由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器,一般应将锥齿轮传动放在高速级。
其原因是:低速级的转矩较大,齿轮的尺寸和模数较大。
当锥齿轮的锥距R 和模数m 大时,加工困难,制造成本提高。
例3 一对闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:z 1= 25,z 2 = 75,m = 3 mm ,d φ= 1,小齿轮的转速 n =970 r/min 。
主从动轮的][H σ 1 = 690 MPa ,][H σ 2 = 600 MPa ,载荷系数K = 1.6, 节点区域系数Z H = 2.5,材料弹性系数Z E = 189.8 MPa ,重合度系数εZ =0.9,是按接触疲劳强度,求该齿轮传动传递的功率。
提示:接触疲劳强度校核公式为][ )1(2211H H E H ubd u KT Z Z Z σσε≤+=解:由已知条件:u = z 2 / z 1 = 75/25 = 3 d 1 = m z 1 = 3×25 = 75 mm b =φd d 1 = 1×75 = 75 mm因为大齿轮的许用接触应力较低,故按大齿轮计算承载能力:)1(2][21221+⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=u K u bd ZZ Z T E H H εσ )13(6.12375759.08.1895.260022+⨯⨯⨯⨯⋅⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯== 195182 Nmm = 195.182 Nm 齿轮传动所能传递的功率为:=⨯⨯=⋅=30970182.1953011ππn T P 19826 W = 19.826 kW例4图示双级斜齿圆柱齿轮减速器,高速级:mn=2 mm ,z 1=22,z 2 =95,︒=20n α,a =120,齿轮1为右旋;低速级:mn= 3 mm ,z 3 =25,z 4=79,︒=20n α,a =160。
机械设计第十版习题答案

机械设计第十版习题答案机械设计是一门重要的工程学科,它涉及到机械元件的设计、分析和制造等方面。
在学习机械设计的过程中,习题是非常重要的一部分。
本文将为大家提供《机械设计第十版》习题的答案,帮助读者更好地掌握机械设计的知识。
第一章:机械设计基础1. 机械设计是一门研究机械元件的设计、分析和制造的学科。
2. 机械设计的基本原则包括:功能性、可靠性、经济性、安全性和可维护性。
3. 机械设计的流程包括:需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等环节。
第二章:材料选择与设计1. 材料的选择应考虑机械元件的工作条件、负载要求、制造成本等因素。
2. 常用的材料包括金属材料、塑料材料和复合材料等。
3. 材料的选择应满足强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等要求。
第三章:轴和轴承设计1. 轴的设计应满足强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等要求。
2. 轴承的选择应考虑负载、转速、工作环境等因素。
3. 常用的轴承类型包括滚动轴承、滑动轴承和磁浮轴承等。
第四章:齿轮和齿轮传动设计1. 齿轮的设计应满足传动比、传动效率、噪音、寿命等要求。
2. 齿轮传动的计算包括齿轮参数的选择、齿轮传动的强度计算等。
3. 常用的齿轮传动类型包括直齿轮传动、斜齿轮传动和蜗杆传动等。
第五章:联接和联轴器设计1. 联接的设计应满足传递力矩、传递转速、连接紧固件的强度等要求。
2. 常用的联接方式包括键连接、花键连接和螺纹连接等。
3. 联轴器的选择应考虑传递扭矩、轴向位移、轴向负载等因素。
第六章:弹簧设计1. 弹簧的设计应满足弹性变形、刚度、疲劳寿命等要求。
2. 常用的弹簧类型包括拉簧、压簧和扭簧等。
3. 弹簧的设计计算包括弹簧刚度的计算、弹簧的安全系数计算等。
第七章:轴封和密封设计1. 轴封的设计应满足密封性能、耐磨性、耐腐蚀性等要求。
2. 常用的轴封类型包括机械密封和填料密封等。
3. 密封设计应考虑工作条件、介质性质、工作温度等因素。
第八章:轴系设计1. 轴系的设计应满足传递动力、保持平衡、减小振动等要求。
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齿轮传动1、齿轮传动常见的失效形式有哪些?简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计准则。
【答】齿轮传动常见的失效形式有以下几种:(1)轮齿折断;(2)齿面点蚀;(3)齿面磨损;(4)齿面胶合;(5)塑性变形。
闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主;闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主;开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。
2、简要分析说明齿轮轮齿修缘和做成鼓形齿的目的。
【答】齿轮轮齿修缘是为了减小齿轮传动过程中由于各种原因引起的动载荷。
做成鼓形是为了改善载荷沿接触线分布不均的程度。
3、软齿面齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大30~50 HBS?【答】金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中,小齿轮齿根强度较弱,且小齿轮的应力循环次数较多,当大小齿轮有较大硬度差时,较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用,可提高大齿轮的接触疲劳强度。
所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大30~50HBS。
4、齿轮传动设计时,为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大5~10 mm?【答】将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5~10mm,以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷。
5、试分析图示斜齿圆柱齿轮所受的力(用受力图表示出各力的作用位置和方向)。
【解】题 5 图6、设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示,问:1) 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反;2) 低速级螺旋角β应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。
【解】(1)由于中间轴上两齿轮分别为主动和从动轮,且旋转方向相同,因此为使轴向力方向相反,必须使齿轮3的螺旋方向与齿轮2的相同。
齿轮2为左旋,故齿轮3必须左旋,齿轮4右旋。
(2)使中间轴上轮2和轮3的轴向力互相完全抵消,需要满足32a a F F =。
333222tan ,tan ββt a t a F F F F ==因齿轮2和齿轮3传递的转矩相同 223322d F d F T t t ==,且 33332222cos /,cos /ββn n m z d m z d ==整理后可得322233233223cos cos tan tan ββββn n t t m z m z d d F F === 因此 1438.015sin 513175sin sin 222333=⨯⨯== ββn n m z m z "2'16827.83 ==βF t2 F r1F r2F r3 F r4F t1 F t3 F t4F a2 F a1F a3F a47、如图所示的齿轮传动,齿轮A 、B 和C 的材料都是中碳钢调质,其硬度:齿轮A 为240 HBS ,齿轮B 为260 HBS ,齿轮C 为220 HBS ,试确定齿轮B 的许用接触应力][H σ和许用弯曲应力][F σ。
假定:1) 齿轮B 为惰轮(中间轮),齿轮A 为主动轮,齿轮C 为从动轮,设1==HN FN K K ;2) 齿轮B 为主动,齿轮A 和齿轮C 均为从动,设1==HN FN K K 。
【解】1)齿轮A 为主动轮时,齿轮B为惰轮。
当齿轮B 与主动轮A 啮合时,工作齿面是一侧,当与从动轮C 啮合时,工作齿面是另一侧。
对于一个轮齿来讲,工作时双齿面受载,故弯曲应力是对称循环,而接触应力则仍然是脉动循环。
取 1,5.1==H F S S查教材图10-21(d )得接触疲劳强度极限应力为 MPa H 610lim =σ查教材图10-20(c )得 MPa FE 450=σ则弯曲疲劳极限应力 MPa FE F 3154507.07.0lim =⨯==σσ接触疲劳强度许用应力为 MPa S K H H HN H 61016101][lim =⨯==σσ 弯曲疲劳强度许用应力为 MPa S K F F FN F 2105.13151][lim =⨯==σσ 2)齿轮B 为主动轮时,A 和C 同为从动轮,齿轮B 推动齿轮A 和C 的工作齿面为同一侧齿面,故弯曲应力和接触应力均为脉动循环。
仍取 1,5.1==H F S S接触疲劳强度极限 MPa H 610lim =σ;弯曲疲劳极限应力 MPa FE F 450lim ==σσ则许用应力分别为:MPa S K H H NH H 61016101][lim =⨯==σσ MPa S K F F FN F 3005.14501][lim =⨯==σσ8、对于做双向传动的齿轮来说,它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性?在做强度计算时应怎样考虑?【答】齿面接触应力是脉动循环,齿根弯曲应力是对称循环。
在作弯曲强度计算时应将图中查出的极限应力值乘以0.7。
9、设计小型航空发动机中的一对斜齿圆柱齿轮传动。
已知kW 1301=P ,r/min 116401=n ,231=z ,732=z ,寿命h 100=h L ,小齿轮作悬臂布置,使用系数25.1=A K 。
【解】1)选择齿轮的材料和精度等级根据教材表10-1选大小齿轮材料均为20CrMnTi 渗碳淬火。
小齿轮齿面硬度取62HRC,大齿轮齿面硬度取走8HRC ,芯部达300HBS 。
选精度等级为6级。
2)按齿根弯曲疲劳强度设计①小齿轮传递的转矩N.mm 106658116401301055.91055.961161=⨯⨯=⨯=n P T ②初选载荷系数:6.1=t K③确定齿宽系数:小齿轮作悬臂布置,据教材表10-7选取5.0=d φ④初选螺旋角: 14=β⑤计算斜齿轮的当量齿数:9.1914cos 73cos ,2.2514cos 23cos 33223311======ββz z z z v v ⑥确定齿形系数和应力集中系数:查教材表10-5得 77.1,22.2,59.1,62.22211====Sa Fa Sa Fa Y Y Y Y⑦确定斜齿轮端面重合度:查教材图10-26得 66.188.078.0,88.0,78.02121=+=+===a a a a a εεεεε⑧确定弯曲强度许用应力:循环次数711100.71001116406060⨯=⨯⨯⨯==h jL n N722102.2100173/23116406060⨯=⨯⨯⨯⨯==h jL n N由教材图10-18查得121==FN FN K K取安全系数 5.1=F S 由教材图10-20(d )得 MPa 93021==FN FN σσ按对称循环变应力确定许用弯曲应力为MPa 4345.193017.07.0][][1121=⨯⨯=⨯==F FN FN F F S K σσσ ⑨由弯曲强度计算齿轮的模数:因][][,212221F F Sa Fa Sa Fa Y Y Y Y σσ=>,将齿轮1的参数代入设计公式中得=⋅⋅≥32121][cos 2F Sa Fa ad nt Y Y z Y KT m σεϕββ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯43459.162.2266.1235.014cos 89.01066586.1222 mm 84.1 取标准值mm m n 2=。
⑩验算载荷系数:小齿轮的分度圆直径 mm 47.414cos 223cos 11=⨯==βn m z d 齿轮的圆周速度 m/s 28.91000601164704.47141.310006011=⨯⨯⨯=⨯=n d πυ 由教材图10-8查得:16.1=υK假设N/mm 100/≥b F K t A ,由教材图10-3查得1.1==Ha Fa K K齿宽 mm 23.74.475.01=⨯==d b d φ齿宽与齿高比 3.5225.27.2325.2/=⨯==n m b h b 由教材表10-4查得15.1=βH K ,由教材图10-13查得12.1=βF K弯曲强度载荷系数79.112.11.116.125.1=⨯⨯⨯==βF Fa v A K K K K K○11修正模数: mm K K m m t nt n 91.16.1/79.184.1/33=⨯==因此取标准值mm 2=n m 合适。
○12确定螺旋角: 中心距 mm 98.9414cos 227323cos 221=⨯+=+= βn m z z a 圆整中心距 mm 99=a 后,螺旋角"28'8149922)7323(arccos 2)(arccos21 =⨯⨯+=+=a m z z n β ○13斜齿轮的相关参数 mm m z d n 437.47"28'814cos 223cos 11=⨯==β mm m z d n 562.150"28'814cos 273cos 22=⨯== β mm d b d 7.23437.475.01=⨯==φ对齿宽圆整:mm b mm b 28,2412==3)齿面接触强度校核①确定接触强度载荷系数 83.115.11.116.125.1=⨯⨯⨯==βF Fa v A K K K K K②确定接触强度许用应力:查教材图10-21(e )得 MPa H H 15002lim 1lim ==σσ查教材图10-19中曲线2得 08.1,0.121==HN HN K K取安全系数 0.1=H SMPa 15000.115000.1][1lim 11=⨯==H H HN H S K σσ MPa 16200.1150008.1][2lim 22=⨯==H H HN H S K σσ ③确定弹性影响系数:据教材表10-6查得MPa 8.189=E Z ④确定区域载荷系数:据教材图10-30查得43.2=H Z⑤校核接触强度 =+⋅⋅=u u bd KT Z Z a H E H 12211εσ=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯17.3117.366.1437.472410665883.1243.28.1893][140MPa 1H σ< 满足接触强度要求,以上所选参数合适。