2022年机械设计齿轮传动设计答案 .pdf

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1、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 假设已知第一级齿轮的参数为:Z1=19,Z2=85,mn=5mm,020n,a=265mm, 轮 1 的传动功率 ,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 ：mN045.217mN27525.695509550111nPT0148.11,9811.02652)8519(52)(cos211azznm；mm83.96cos11z

2、nmd；N883tan,N1663costan,N44832000111111111tatrtFFnFFdTF；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。题解 10-6 图题 10-6 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页题 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

3、, 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 5662HRC ，由1 图11-12 和1 图

4、 11-13 查得：MPa1500,MPa430limlimHF1确定FP按1 式11-7 P227 计算，取6. 1,2minFSTSY；齿轮的循环次数：8111038. 41000017306060atnN, 取11NY, 则: 538MPaMPa16.124301minlim1NFSTFFPYSY2计算小齿轮的名义转矩T1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页m196.23NmN7301595509550111nPT3选取载荷系数 KK=KAKVKK= 1. 5 1. 02 1.1 1.0 = 8 4) 初步选定齿

5、轮参数选,769.134130/24730/,2421121nZnZZ取1352Z取625.5,12,6 .01200ZZud5)确定复合齿形系数FSY因两轮所选材料及热处理相同, 则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1FSY代入即可。645.2512cos/24cos0303/11ZZv，由1 图 11-18 查得20. 41FSY将上述参数代入求nm的式中，得：2.461mmmm538246.020.423.19668.16.126.1232312111FPFSnZdYKTm按1 表 4-1 取标准模数mm5.2nm，则中心距：mm203.19mm12cos2)

6、13524(5.2cos2)(0021ZZman，取mm205a，9695.02052)13524(5.22)(cos21aZZmn，01872.14=1411146) 计算几何尺寸mdZmdnm348.176mm9695.01355. 2mm,61.888mm9695.0245. 2cos211mm37.133mm888.616.01dbd, 取mm382bb48mm43mm)105(21bb, 取mbm451由1 式11-21 ：)1(109211uubdKTZEH，取MPa8 .189EZMPa1068.55MPa625.51625.5888.613823.19668.18.189109

7、2H因可靠性要求较高，取1, 3.1minWHZS，由1 图 11-15，取04.11NZ精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页MPa1200MPa104.13.115001minlimWNHHHPZZS因为HPH，故接触疲劳强度也足够。4. 校核速度 : sndv/m2.364m/s100060730888.6114.310006011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

8、= 3.5,齿轮为 8 级精度 , 载荷有不大的冲击 , 单向转开工作 ,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229286 HBS ，大齿轮正火齿面硬度为169 217 HBS ，由1图11-12b查得：MPa210,MPa2202lim1limFF；由1 图 11-13b，查得：MPa5

9、50,MPa6002lim1limHH1, 1, 2, 3 .121minminWWHSTFZZSYS10111028.2)830010(114406060atnN；9/12105. 6iNN由1 图 11-14 和1 图 11-15：取1, 1212NNNZYY，所以：550MPaMPa111550323MPaMPa13.12210338MPaMPa13 .122202min2lim22min2lim21min1lim1WNHHHPNFSTFFPNFSTFFPZZSYSYYSY2. 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(32460uKTdRH

10、PR精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页1). 计算小齿轮的名义转矩m26.53NmN1440495509550111nPT2). 选取齿宽系数 . 取3.0R3). 选取载荷系数 . 因小齿轮悬臂布置 , 取 K=1.251.061.081.05 = 4). 计算小齿轮大端分度圆直径mm56.745mm5.33.053.265.1550)3.05.01(32460321d5). 确定齿数和模数 . 取91,26121iZZZ, 大端模数mm2.183mm26745.5611Zdm, 查1 表 4-6,mm25.2m6

11、). 计算主要几何尺寸mm47.106)5.0()5.0(mm75.204,mm5 .582221211ddRdmZd, 31.94mmmm47.1063. 0RbR, 取mm32b由1 式(11-25) 可知:FSRFYZbmKT2121)5 .01(23601). 确定FPFSY/的大值00005.7490,95.159126arctanarctan12211ZZ, 15.331cos,04.27cos222111ZZZZvv由1 图 11-18 查得: 9 .3,19. 421FSFSYY, 0121.03239 .3,0124.033819.42211FPFSFPFSYY因为2211FPFSFPFSYY, 所以校核小齿轮即可。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页2). 校核小齿轮的齿根弯曲强度1221MPa129.31MPa19.4)3 .05.01(2625.23253.265.12360FPF故齿根弯曲强度足够。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页