2022年机械设计方案齿轮传动设计方案答案.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 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1的旋向已给出；（1）为使轴轴承所受轴向力较小, 试确定其次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） 如已知第一级齿轮的参数为:Z 1=19,Z 2=85,mn=5mm,n0 20,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 : T11各力方向：见题解10-6 图；的大Fa1小tan1：N2各力9550P 1n 195506 . 25275Nm217.045Nmcos1m nz 12 az 25 19 852 2650 .9811 ,11. 1480Ft1；m ncosz 196.83mmd1；N,n16632000T 14483N,Fr1Ft 1 tancos1883Ft1d1；题10-6题解 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；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 , 载荷有严峻冲击 , 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 , 设备牢靠度要求较高 , 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,按轮齿的弯曲疲惫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惫强度校核齿轮的圆周速度解答 : 依据题意 , 该对齿轮应当选用硬齿面 断为主；1. 选材料, 其失效形式以轮齿弯曲疲惫折大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火（ 1 表 11-2）,硬度为5662HRC,由 1 图11-12 和1 图 11-13 查得：Flim430 MPa,Hlim1500 MPa2. 按轮齿弯曲疲惫强度进行设计名师归纳总结 （1）确定FPY ST2 ,S Fmin.1 6；齿轮的循环次数：第 2 页,共 6 页按1 式（ 11-7 P227 ）运算,取N 160 n 1at60730110000.4 388 10, 取Y N11, 就: FP1FlimY STY N14301 . 621 MPa538MPaS Fmin（2）运算小齿轮的名义转矩T1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - T 19550P 1955015 730Nm196.23Nmn1（3）选取载荷系数 KK=KAKVK K = 1. 5× 1. 02× 1. 1× 1.0 = 1.68 （4 初步选定齿轮参数选 Z 1 24 , Z 2 n 1 Z 1 / n 2 730 24 / 130 134 . 769 , 取 Z 2 135取 d 0 6. , 0 12 0, u Z 2 5 . 625Z 1（5 确定复合齿形系数 Y FS因两轮所选材料及热处理相同 , 就 FP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 Y FS 1 代入即可；Z v 1 Z 1 / cos 30 24 / cos 312 025 . 645,由1 图 11-18 查得 Y FS 1 .4 20将上述参数代入求 m 的式中,得：m n 12 6. 3 KT 1 Y2 FS 112 6. 3 1 . 68 196 .2 23 4 . 20 mm 2.461mmd Z 1 FP 1 0 . 6 24 538按1 表 4-1 取标准模数 m n 2 . 5 mm,就中心距：a m n Z 1 Z 2 2 . 5 24 135 mm 203.19 mm,取 a 205 mm,2 cos 0 2 cos 12 0cos mn Z 1 Z 2 2 . 5 24 135 0 . 9695,2 a 2 205014 . 1872 =14° 1114（6 运算几何尺寸bdd 1d 1m nZ1.2 5 240 . 9695mm61.888mm,38mmcosd2.2 5 1350 . 9695mm348.176m m0 . 661 . 888mm37.133mm, 取b 2bb 1b 2 510 mm4348mm, 取b 145 m m3. 校核齿面的接触强度名师归纳总结 由1 式（ 11-21 ）：H109 Z EKT 1uu1 ,取ZE189 .8MPa1 . 04第 3 页,共 6 页2 bd 1H109189.81. 68196 . 23261 . 8885. 6255 . 6251MPa1068.55MPa38因牢靠性要求较高,取S Hmin1 . ,3Z W1,由 1 图 11-15,取ZN1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - HPSHlimZN1ZW15001 . 31.041MPa1200MPaHmin4. 校核速度 : 由于HHP,故接触疲惫强度也足够；2.364m/sv60d1n 13 .1461 60. 8881000730m/s1000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 =90 0, 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, 牢靠度要求一般； 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,按齿面接触疲惫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惫强度解答 : 依据题意,选用软齿面齿轮,其主要失效形式为齿面疲惫点蚀；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 229286 HBS,大齿轮正火齿 面 硬 度 为 169 217 HBS , 由 1 图 11-12b 查 得 ：F lim 1 2 2 M 0 P a lim 2 2 1 M 0 P；由 1 图 11-13b,查得：H lim 1 600 MPa , H lim 2 550 MPaS F min 1 ,3. Y ST ,2 S H min ,1 Z W 1 Z W 2 1N 1 60 n 1 at 60 1440 1 10 300 8 2 . 28 10 10；N 2 N 1 / i .6 5 10 9由1 图 11-14 和1 图 11-15：取 Y N 2 Y N 1 ,1 Z N 2 1,所以：FP 1 FS limF min 1 Y ST Y N 1 2201 . 3 2 1 MPa 338MPaFP 2 FS limF min 2 Y STY N 2 2101 . 3 2 1 MPa 323MPaHP 2 H lim 2 Z N 2 Z W 550 1 1 MPa 550MPaS H min 12. 接触疲惫强度设计 : 由1 式5-57, 一对齿轮为钢制时,有名师归纳总结 d 13 132460 0 5. R HP2KT 1第 4 页,共 6 页Ru- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （1. 运算小齿轮的名义转矩T 19550P 195504 1440Nm26.53Nmn 1（2. 选取齿宽系数 . R0 . 3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. 运算小齿轮大端分度圆直径d1310.324605 0 . 3 55021. 50 .326 3. .53 5mm56.745mmm2.25mm（5. 确定齿数和模数 . 取Z 126 ,Z2iZ191, 大端模数md156.745mm2.183mm, 查1 表 4-6,Z126（6. 运算主要几何尺寸bd1mZ1585.mm,d2204. 75mm, mmR0.5d 120 .5 d22106. 47mmRR.0 3106 .47 mm31.94mm, 取b323. 校核齿根弯曲疲惫强度名师归纳总结 （1. 确定由1 式11-25 可知 :Fbm22360KT1R2Y FS050, 第 5 页,共 6 页Z1105.Y FS/FP的大值arctanZ1arctan26 9115. 950,2900174.1Z2Zv 1Z1127.04,Zv2Z22331.15coscos由1 图 11-18 查得 :Y FS14 . 19 ,Y FS2.3 9, Y FS14.190 .0124,Y FS239.0.0121FP1338FP2323由于Y FS1Y FS2, 所以校核小齿轮即可；FP1FP2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2. 校核小齿轮的齿根弯曲强度F13222360 2 . 251 .5 126.5303.24. 19MPa129.31MPaFP1260 .5故齿根弯曲强度足够；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页
