机械设计齿轮传动设计答案解析.doc

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:Z1=19,Z2=85,mn=5mm,,a=265mm, 轮1的传动功率P=6.25kW,n1=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： ； ； ；
题解10-6图
题10-6图

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10-7图
题10-7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,n1 =730 r/min,n2 =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：
2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计
（1）确定
按[1]式（11-7 P227）计算，取；齿轮的循环次数：
,取,则:

（2）计算小齿轮的名义转矩T1

（3）选取载荷系数K
K=KAKVKβKα= 1.5× 1.02× 1.1× 1.0 = 1.68
（4)初步选定齿轮参数
选 取
取
（5)确定复合齿形系数
因两轮所选材料及热处理相同,则相同,小齿轮齿根强度弱，故设计时按小齿轮的复合齿形系数代入即可。
，由[1]图11-18查得
将上述参数代入求的式中，得：

按[1]表4-1取标准模数，则中心距：
， 取，
，=14°11′14″
（6)计算几何尺寸

,取
,取
3.校核齿面的接触强度
由[1]式（11-21）：，取

因可靠性要求较高，取，由[1]图11-15，取

因为，故接触疲劳强度也足够。
4. 校核速度:
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:P1 = 4 kW,
n1 = 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：；由[1]图11-13b，
查得：

；
由[1]图11-14和[1]图11-15：取，所以：

2.接触疲劳强度设计: 由[1]式(5-57),一对齿轮为钢制时，有

（1).计算小齿轮的名义转矩

（2).选取齿宽系数. 取
（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

（5).确定齿数和模数. 取,
大端模数,查[1]表4-6,
（6).计算主要几何尺寸
,
,取
3.校核齿根弯曲疲劳强度
由[1]式(11-25)可知:
（1).确定的大值
,

由[1]图11-18查得: ,

因为,所以校核小齿轮即可。
（2).校核小齿轮的齿根弯曲强度

故齿根弯曲强度足够。