机械设计齿轮传动设计答案解析
机械设计基础6 齿轮传动习题作业与答案
项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1．填空题1.渐开线形状决定____的大小。
(1) 展角(2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。
(1) 端面(2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。
(1) 分度圆(2) 节圆(3) 基圆4. 要实现两相交轴之间的传动，可采用。
(1) 圆柱直齿轮传动(2) 圆柱斜齿轮传动(3) 直齿锥齿轮传动5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。
(1) 法(2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为____。
(1) 82(2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面胶合(2) 齿面磨粒磨损(3) 轮齿折断(4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是。
(1) 斜齿圆柱齿轮(2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮(4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。
(1) 轮齿折断(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑的影响。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
(1) 齿面要硬，齿心要脆(2) 齿面要软，齿心要韧(3) 齿面要硬，齿心要韧(4) 齿面要软，齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是。
机械设计_齿轮习题及参考答案解析
习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是C。
A. 齿面胶合B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断D. 轮齿塑性变形2 高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是 A 。
A. 齿面胶合B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面磨损D. 轮齿疲劳折断3 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B。
A. 45～50 HRCB. 220～270 HBSC. 160～180 HBSD. 320～350 HBS4 齿面硬度为56～62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。
A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火5齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 D。
A. 45钢B. ZG340-640C. 20CrD. 20CrMnTi6齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。
A. 跑合阶段B. 稳定性磨损阶段C. 剧烈磨损阶段D. 齿面磨料磨损阶段7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D。
A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C. 只需按接触强度设计D. 只需按弯曲强度设计8 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。
A. σF1＞σF2B. σF1＜σF2C. σF1=σF2D. σF1≤σF29 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为C。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面磨损C. 齿面疲劳点蚀D. 齿面胶合10 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力C 。
A. σH1＞σH2B. σH1＜σH2C. σH1=σH2D. σH1≤σH211对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。
机械设计基础第13章 齿轮传动习题解答
的接触强度弱？（2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？
解：(1)接触强度
相互啮合的一对齿轮，起接触应力相等，即σH1=σH2. 由题意可知，[σH]1=600MPa>[σH2]=500MPa， 因此，大齿轮的接触强度弱。
（2）弯曲强度 相互啮合的一对齿轮，其弯曲强度的大小主要取决于的
YFaYSa
的比值。
[σ F ]
可见,
YFa1YSa1 2.81.55 0.024
[σ F ]1
179
因此，大齿轮的弯曲强度弱。
YFa2YSa2 2.4 1.67 0.028
[σ F ]2
144
YFa1YSa1 YFa2YSa2
[σF]1 [σF]2
13.6受力分析题：图示为圆锥-圆柱齿轮传动装置。轮1为主动轮， 转向如图所示，轮3、4为斜齿圆柱齿轮。 (1)轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使轴Ⅱ上两齿轮的轴向力相 反? (2)画出齿轮2、3所受各分力的方向。
, F2 YFa 2YSa 2
}
40 42 20 70.98 245552Nmm
T2
F1 340 78.34 YFa1YSa1 2.8 1.55
F 2 280 70.98 YFa2YSa2 2.28 1.75
T1
n1 n2
245552 3 736657Nmm
2 1.85
2)计算接触强度允许的输出转矩 H
13.1有一对齿轮传动，m=6mm,z1=20,z2=80,b=40mm.为了 缩小中心距，要改用m=4mm的一对齿轮来代替它。设载
荷系数K，齿数z1、z2及材料不变。试问为了保持原有接 触强度，应取多大的齿宽b?
(附接触强度计算公式：)
H ZHZE
机械设计(吕宏 王慧主编)课后习题答案2
第一章绪论习题答案思考题1）机器是由哪些基本部分构成？各部分作用是什么？2）什么是专用零件？什么是通用零件？试举例说明。
3）机械设计的研究对象是什么？学习时应注意哪些问题？4）机械零件的主要失效形式及设计准则是什么？5）设计机器应满足哪些基本要求？1）答：机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。
原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。
传动装置是按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。
执行机构也是工作部分，直接完成机器的功能。
2）答：所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。
如轴、轴承和齿轮等。
专用零件是某些机器使用的零件，例如：发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。
3）答：本课程是研究普通条件下，一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。
学习时应注意以下问题：1）理论联系实际。
2）抓住课程体系。
3）要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。
4）要理解系数引入的意义。
5）要努力培养解决工程实际问题的能力。
4）答：机械零件的主要失效形式有强度失效（因强度不足而断裂）、刚度失效（过大的变形）、磨损失效（摩擦表面的过度磨损），还有打滑和过热，联接松动，管道泄漏，精度达不到要求等等。
设计准则是1)强度准则2) 刚度准则3) 耐磨性准则4) 振动稳定性准则5) 热平衡准则6) 可靠性准则5）设计任何机器都必须满足如下要求1）使用要求2）经济性要求3）安全性要求4）其他要求（1）环保要求（2）外观要求（3）体积重量要求等第二章带传动习题1. 选择题1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带__3__.(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带__1__处(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮 (4)退出从动轮3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动4)带传动打滑总是__1__.(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始 5) V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。
10 机械设计作业参考答案_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。
【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。
8、计算题
【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38HRC，芯部300HBS。选精度等级为6级。
⑤校核接触强度
满足接触强度要求，以上所选参数合适。
4、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
5、计算题
【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 。
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BS?
【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。
机械设计课程设计齿轮传动设计示例
例：设计一对闭式齿轮传动，已知：齿轮的输入扭矩T1=59.5N.m ，转速n1=480rpm ，传动比i=4，该传动由电动机带动，小齿轮相对轴承为非对称布置，单向运转，载荷平稳，预期寿命20000h 。
解：由于要求不高，该齿轮传动的材料选择软齿面材料设计准则：齿面硬度≤350HBS 的闭式软齿面传动，其主要失效形式为疲劳点蚀。
所以设计准则为先按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 结合传动方案，由于工作要求不高，选用直齿圆柱齿轮传动。
2） 由于工作场合速度不高，故选用8级精度。
3） 两齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，调质处理硬度为250HBS ，大齿轮正火处理，正火处理硬度为200HBS 。
4） 初选小齿轮的齿数z1=25，则大齿轮齿数z2=i*z1=4×25=100。
2、 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式（10-9a ）：1t d ≥（1） 确定公式内的各计算数据 1） 试选载荷系数：Kt=2.0； 2） 计算小齿轮传递的扭矩：（已知）T1= 59500 N.mm ； 3） 由表10-7选取齿宽系数：φd=1.0； 4） 计算应力循环次数： N1=60n1jLh=60×480×1×20000=5.76×108 N2=60n1jLh=60×120×1×20000=1.44×1085) 由图10-19查取接触疲劳寿命系数：K HN1=0.95 K HN2=16) 由图10-21c 、d 按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限：σHlim1=625Mpa σHlim2=400Mpa 7) 计算接触疲劳许用应力，取安全系数SH=1 [][]1lim112lim220.95625600114004001HN H H H HN H H H K Mpa S K Mpa S σσσσ⨯===⨯=== 取[][][]{}12min ,400H H H Mpa σσσ== （2） 计算小齿轮的分度圆直径174.78t d mm =≥3、 修正计算结果1） 计算圆周速度：113.1478.78480 1.978/601000601000d n v m s π⨯⨯===⨯⨯ 2） 计算齿宽b ：1174.7874.78d t b d mm φ=⋅=⨯=3） 计算齿宽与齿高之比b/h ：1174.78 2.99252.25 2.25 2.99 6.7374.7811.116.73t t t d m mm z h m mm b h =====⨯===4) 确定载荷系数K查表10-2得：KA=1；根据v=1.978m/s ，8级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.1；对直齿轮：1H F K K αα== 由表10-4用线性插值法查得7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置时，1.461H K β=由b/h=11.11，KH β=1.461查图10-13得 1.36F K β=故载荷系数：11.111.461 1.601A v H H K K K K K αβ==⨯⨯⨯= 5) 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a ）174.7869.53t d d mm === 6) 计算模数m ：1169.53 2.7825t d m mm z ===，取标准值m=3mm 7) 分度圆直径：1122325753100300d mz mmd mz mm==⨯===⨯= 8) 齿宽：117575d b d mm φ=⋅=⨯=，取217580b mm b mm ==，4、 校核齿根弯曲疲劳强度[]13212Fa S a F F d KTY Y m z σσφ=≤ （1）确定公式内的各计算数据1）计算载荷系数：11.111.36 1.496A v F F K K K K K αβ==⨯⨯⨯=2）由图10-18查取弯曲疲劳寿命系数：K FN1=0.95 K FN2=13）由图10-21b 、c 按齿面硬度查得齿轮的弯曲疲劳强度极限：σFE1=487MpaσFE2=310Mpa4） 计算弯曲疲劳许用应力，取安全系数SF=1.3[][]1112220.954873561.313102381.3FN FE F H FN FE F H K Mpa S K Mpa S σσσσ⨯===⨯===5） 查取齿形系数由表10-5查得：122.62, 2.18Fa Fa Y Y == 应力修正系数：121.59, 1.79Sa Sa Y Y ==6） 校核计算[][]11F1323212221F21122 1.49659500 2.62 1.5943.951.03252.18 1.7943.9541.172.62 1.59Fa Sa F d Fa Sa F F Fa Sa KTY Y Mpa m z Y Y Mpa Y Y σσφσσσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯⨯=⋅=⨯=<⨯该对齿轮满足弯曲强度的要求5、 计算齿轮的几何尺寸（1） m=3mm ；（2） 中心距：()1213(25100)187.5223(26100)26,1892m z z a mm z a mm +⨯+===⨯+===调整代入 （3） 齿宽：217580b mm b mm ==，（4） 分度圆直径：1122326783100300d mz mmd mz mm ==⨯===⨯=（5） 齿顶圆直径：*111*222223262 1.03842231002 1.03306a a a a a a d d h mz h m mmd d h mz h m mm =+=+=⨯+⨯⨯==+=+=⨯+⨯⨯= （6） 齿根圆直径：112223262 1.25370.5231002 1.253292.5f f f f d d h mm d d h mm =-=⨯-⨯⨯==-==⨯-⨯⨯= 6、齿轮的结构设计（略）。
机械设计基础6齿轮传动习题作业与答案
项目二 减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1． 填空题1.渐开线形状决定____的大小。
(1) 展角 (2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。
(1) 端面 (2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。
(1) 分度圆 (2) 节圆(3) 基圆4. 要实现两相交轴之间的传动，可采用 。
(1) 圆柱直齿轮传动 (2) 圆柱斜齿轮传动 (3) 直齿锥齿轮传动5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。
(1) 法 (2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为____。
(1) 82 (2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
(1) 齿面胶合 (2) 齿面磨粒磨损 (3) 轮齿折断 (4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是 。
(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是 。
(1) 斜齿圆柱齿轮 (2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮 (4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免 失效。
(1) 轮齿折断 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑 的影响。
(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 。
(1) 齿面要硬，齿心要脆 (2) 齿面要软，齿心要韧(3) 齿面要硬，齿心要韧 (4) 齿面要软，齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是 。
机械设计各章习题答案
1章 齿轮传动一、补充题1、 在齿轮传动的设计与计算中,对于下列参数与尺寸应标准化的有 (1)、(6) ;应圆整的有 (5)、(9) ;没有标准的化也不应圆整的有 (2)、(3)、(4)、(7)、(8)、(10) 。
（1）斜齿圆柱齿轮的法面模数m n ;(2)斜齿圆柱齿轮的端面模数m t;(3) 分度圆直径d; (4)齿顶圆直径d a ; (5) 齿轮宽度B;(6)分度圆压力角α;(7)斜齿轮螺旋角β;(8) 变为系数x;(9)中心距a; (10)齿厚s2.材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面,适宜的热处理方法就是 (2) 。
(1)整体淬火;(2)渗碳淬火;(3)调质;(4)表面淬火3.将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度硬齿面直齿圆柱外齿轮,该齿轮制造工艺顺序应就是 (1) 为宜。
（1） 滚齿、表面淬火、磨齿;(2)滚齿、磨齿、表面淬火;（2） 表面淬火、滚齿、磨齿;(4)滚齿、调质、磨齿4.在下列措施中, (2) 不利于减轻与防止齿面点蚀发生。
（1） 提高齿面硬度;(2)采用粘度低的润滑油;(3)降低齿面粗糙度值;(4)采用较大的变位系数5.一对正确啮合的标准渐开线齿轮做减速传动时,如两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,则齿根弯曲应力 (1) 。
(1)21F F σ>σ; (2)21F F σ=σ;(3)21F F σ<σ6.有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数30511==Z ,mm m 齿数;齿轮2的模数50322==Z ,mm m 齿数,则齿形系数与应力校正系数的乘积11Sa Fa Y Y (1) 22Sa Fa Y Y(1)大于;(2)等于;(3)小于;(4)不一定大于、等于或小于 2章 V 带传动一、 选择与填空1.带传动正常工作时,紧边拉力F 1与松边拉力F 2满足关系 (2) 。
(1)F 1 =F 2 (2)F 1 - F 2 = F e (3)F 1 /F 1 =e f α(4)F 1 +F 2 =F 02、 若将传动比不为1的平带传动的中心距减少1/3,带长做相应调整,而其它条件不变,则带传动的最大有效拉力F ec (3) 。
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题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1β的旋向已给出。
（1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向,并画出各轮轴向力 、径向力及圆周力的方向。
（2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z 1=19,Z 2=85,m n =5mm,020=n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=6.25kW,n 1=275 r/min 。
试求轮1上所受各力的大小。
解答:1．各力方向：见题解10-6图。
2．各力的大小：m N 045.217m N 27525.695509550111⋅=⋅⨯=⨯=n PT148.11,9811.02652)8519(52)(cos 211==⨯+⨯=+=ββa z z n m ；mm83.96cos 11==βz n m d ；N883tan ,N 1663cos tan ,N 448320*********11======ββαt a t r t F F n F F d T F ；题10-7 图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向力及圆周力的方向。
解答：齿轮3为右旋，齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。
题解10-6图题10-6图题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。
（建议两轮材料都选用硬齿面）解题分析：选材料→确定许用应力→硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。
1. 选材料大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火（[1]表11-2），硬度为56～62HRC ，由[1]图11-12 和[1]图11-13查得：MPa 1500,MPa 430lim lim ==H F σσ题解10-7图题10-7图2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 （1）确定FP σ按[1]式（11-7 P227）计算，取6.1,2min ==F ST S Y ；齿轮的循环次数：8111038.41000017306060⨯=⨯⨯⨯==at n N ,取11=N Y ,则:538MPa MPa 16.124301m inlim 1=⨯⨯==N F STF FP Y S Y σσ（2）计算小齿轮的名义转矩T 1m 196.23N m N 7301595509550111⋅=⋅⨯==n P T （3）选取载荷系数KK =K A K V K βK α= 1.5× 1.02× 1.1× 1.0 = 1.68（4)初步选定齿轮参数选,769.134130/24730/,2421121=⨯===n Z n Z Z 取1352=Z取 625.5,12,6.01200====Z Z u d βψ （5)确定复合齿形系数FS Y因两轮所选材料及热处理相同,则FP σ相同,小齿轮齿根强度弱，故设计时按小齿轮的复合齿形系数1FS Y 代入即可。
645.2512cos /24cos 0303/11===βZ Z v ，由[1]图11-18查得20.41=FS Y 将上述参数代入求n m 的式中，得：2.461mm mm 538246.020.423.19668.16.126.1232312111=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=FP FS n Z d Y KT m σψ 按[1]表4-1取标准模数m m 5.2=n m ，则中心距：mm 203.19mm 12cos 2)13524(5.2cos 2)(0021=⨯+⨯=+=βZ Z m a n ， 取mm 205=a ，9695.02052)13524(5.22)(cos 21=⨯+⨯=+=a Z Z m n β，01872.14=β=14°11′14″（6)计算几何尺寸md Z m d n m 348.176mm 9695.01355.2mm,61.888mm 9695.0245.2cos 211=⨯==⨯==βm m 37.133m m 888.616.01=⨯=⨯=d b d ψ,取m m 382==b b48m m ~43m m )10~5(21=+=b b ,取m b m 451=3.校核齿面的接触强度 由[1]式（11-21）：)1(109211uu bd KT Z EH +=σ，取MPa 8.189=E Z MPa 1068.55MPa 625.51625.5888.613823.19668.18.1891092=+⨯⨯⨯⨯⨯=H σ 因可靠性要求较高，取1,3.1min ==W H Z S ，由[1]图11-15，取04.11=N ZMPa 1200MPa 104.13.115001minlim=⨯⨯==W N H H HP Z Z S σσ因为HP H σσ<，故接触疲劳强度也足够。
4. 校核速度: s n d v /m 2.364m/s 100060730888.6114.310006011=⨯⨯⨯=⨯=π由[1]表11-4知，选8级精度合格。
题10-10 设计一对由电动机驱动的闭式直齿锥齿轮传动(∑ = 900 ),已知:P 1= 4 kW,n 1 = 1440 r/min,i = 3.5,齿轮为8级精度,载荷有不大的冲击,单向转动工作,单班制,要求使用10年,可靠度要求一般。
(小齿轮一般为悬臂布置)解题分析：选材料→确定许用应力→软齿面，按齿面接触疲劳强度确定齿轮大端的分度圆直径→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的弯曲疲劳强度解答: 根据题意，选用软齿面齿轮，其主要失效形式为齿面疲劳点蚀。
1. 选材料，定许用应力:两轮均选用45号钢，小齿轮调质齿面硬度为229～286 HBS ，大齿轮正火齿面硬度为169～217 HBS ，由[1]图11-12b查得：MPa 210,MPa 2202lim 1lim ==F F σσ；由[1]图11-13b ，查得： MPa 550,MPa 6002lim 1lim ==H H σσ1,1,2,3.121min min =====W W H ST F Z Z S Y S10111028.2)830010(114406060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==at n N ；9/12105.6⨯==i N N由[1]图11-14和[1]图11-15：取1,1212===N N N Z Y Y ，所以：550MPaMPa 111550323MPa MPa 13.12210338MPaMPa 13.122202min2lim 22min2lim 21min1lim 1=⨯⨯===⨯⨯===⨯⨯==W N H H HP N F STF FP N F STF FP Z Z S Y S Y Y S Y σσσσσσ2.接触疲劳强度设计: 由[1]式(5-57),一对齿轮为钢制时，有3121][)5.01(32460uKTd RHPRψσψ-≥ （1).计算小齿轮的名义转矩m 26.53N m N 1440495509550111⋅=⋅⨯==n P T （2).选取齿宽系数. 取3.0=R ψ （3).选取载荷系数.因小齿轮悬臂布置,取K =1.25×1.06×1.08×1.05 = 1.5 （4).计算小齿轮大端分度圆直径 m m 56.745m m 5.33.053.265.1550)3.05.01(32460321][=⨯⨯⨯⨯⨯-≥d（5).确定齿数和模数. 取91,26121===iZ Z Z ,大端模数mm 2.183mm 26745.5611===Z d m ,查[1]表4-6,mm 25.2=m （6).计算主要几何尺寸mm47.106)5.0()5.0(mm 75.204,mm 5.582221211=+====d d R d mZ d ,31.94m m m m 47.1063.0=⨯==R b R ψ,取mm 32=b3.校核齿根弯曲疲劳强度由[1]式(11-25)可知:FSR F Y Z bm KT 2121)5.01(2360ψσ-=（1).确定FP FS Y σ/的大值00005.7490,95.159126arctan arctan12211=-====δδδZ Z , 15.331cos ,04.27cos 222111====δδZ Z Z Z v v 由[1]图11-18查得: 9.3,19.421==FS FS Y Y ,0121.03239.3,0124.033819.42211====FP FS FP FS Y Y σσ 因为2211FP FS FP FS Y Y σσ>,所以校核小齿轮即可。
（2).校核小齿轮的齿根弯曲强度1221MPa 129.31MPa 19.4)3.05.01(2625.23253.265.12360FP F σσ<=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=故齿根弯曲强度足够。