(新)机械设计齿轮传动设计答案.docx

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1、(新)机械设计齿轮传动设计答案 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）若已知第一级齿轮的参数为:Z 1 =19,Z 2 =85,m n =5mm,0 20 = n ,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 . 217 m N 275 25 .6 9550 9550 1 1 1 ? = ? ? =

2、? =n P T 148 . 11 , 9811 .0 265 2 ) 85 19 ( 5 2 ) ( cos2 1 1= = ? + ? = + = a z z n m ； mm 83 . 96 cos 1 1 = = z n m d； N 883 tan , N 1663 cos tan , N 4483 2000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = = = = = = t 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。

3、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

4、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11-13查得：MPa 1500,MPa 430lim lim =H F 2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 （1）确定FP 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 in lim 1=?= N F ST F FP Y S Y （2）计算小齿轮的名义转矩T

5、 1 m 196.23N m N 730 1595509550 11 1?=?=n P T （3）选取载荷系数K K =K A K V K K = 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, 6.01 2 00= =Z Z u d （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 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=Z Z v ，由1

6、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 538 246.020.423.19668.16.126.1232 3 1 211 1=?=?=FP FS n Z d Y KT m 按1表4-1取标准模数m m 5.2=n m ，则中心距： mm 203.19mm 12 cos 2) 13524(5.2cos 2)(0 021=?+?=+= Z Z m a n ， 取mm 205=a ， 9695.0205 2) 13524(5.22)(cos 21=?+?=+= a Z Z m n ，01872.14=141114 （6)计算几何尺寸 m d

7、 Z m d n m 348.176mm 9695.01355.2mm,61.888mm 9695 .024 5.2cos 211=?=?= m m 37.133m m 888.616.01=?=?=d b d ,取m m 382=b b 48m m 43m m )105(21=+=b b ,取m b m 451= 3.校核齿面的接触强度 由1式（11-21）：)1 (1092 1 1u u bd KT Z E H +=，取MPa 8.189=E Z MPa 1068.55MPa 625 .51625.5888 .613823.19668.18.1891092 =+?=H 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 Z MPa 1200MPa 104.13 .115001min lim =?= W N H H HP Z Z S 因为HP H ,所以校核小齿轮即可。 （2).校核小齿轮的齿根弯曲强度 12 21MPa 129.31MPa 19.4) 3.05.01(2625.23253.265.12360FP F =?-?= 故齿根弯曲强度足够。