【文章內(nèi)容簡介】 0。 mm mm其他尺寸從略。 （8）繪制鏈輪零件工作圖（從略）。第五章 齒輪傳動思 考 題5l 與帶傳動、鏈傳動相比，齒輪傳動有哪些主要優(yōu)、缺點？52 齒輪傳動的類型有哪些？各有何特點？53 齒輪傳動的主要主要失效形式有哪些？開式、閉式齒輪傳動的主要失效形式有什么不同？設(shè)計準(zhǔn)則通常是按哪些主要失效形式制定的？54 圖示為混料碾子的傳動系統(tǒng)展開簡圖。其傳動由兩級圓柱齒輪減速器和開式直齒圓錐齒輪組成，各對齒輪的材料及硬度如表。試說明各對齒輪可能發(fā)生的主要主要失效形式，并說明每對齒輪按什么強度設(shè)計，按什么強度校核（公式不必寫出）？ 齒輪副齒輪號材料齒面硬度一140Cr50HRC240Cr45HRC二345220HB445180HB三545220HB6HT200180HB 55 齒輪材料的選擇原則是什么？常用齒輪材料和熱處理方法有哪些？56 什么是名義載荷？什么是計算載荷？載荷系數(shù) K 由幾部分組成？各考慮什么因素的影響？57 圖（a），（b）分別表示二級減速器中齒輪的兩種不同布置方案，試問哪種方案較為合理？為什么？ 58 開式齒輪傳動應(yīng)按何種強度條件進(jìn)行計算？為什么？怎樣考慮磨損問題？59 齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算的理論依據(jù)各是什么？公式是怎樣推導(dǎo)出來的？510 圖示單級標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器（圖（a）），因工作需要，擬加入一介輪（惰輪）3（圖（b））來增大輸入軸和輸出軸間的中心距。若 z1 = z3 = 20，z2＝4 z1＝80，模數(shù)為 m，各齒輪材料和熱處理均相同，長期工作，1輪主動，單向回轉(zhuǎn)。試問：（1） 加介輪后，承載能力與原傳劫相比有無變化？（2） 按齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度列式表達(dá)加介輪后的承載能力是原傳動的幾倍？ 注 ① ② ③ 假定加入介輪前后Zε 和Yε變化不大，變化的值可忽略不計。 511 在如圖所示的三個圓柱齒輪傳動中，若1，3兩輪齒數(shù)相同，忽略摩擦損失，問：（1）在1輪主動或2輪主動這兩種情況下，2 輪齒面所受接觸應(yīng)力的性質(zhì)分別是什么？齒根彎曲應(yīng)力的性質(zhì)分別是什么？（2）如按有限壽命考慮，哪種情況下2輪的接觸疲勞強度高？為什么？（3）如按無限壽命考慮，哪種情況下2輪的彎曲疲勞強度高？為什么？ 512 齒寬系數(shù)φd和φa的定義各是什么？有何用途？φd和φa有何關(guān)系？其值取大取小對設(shè)計結(jié)果將產(chǎn)生什么影響？513 設(shè)計圓柱齒輪傳動時，常取小齒輪的齒寬 bl 大于大齒輪的齒寬 b2，為什么？在強度計算公式中齒寬 b 代入 bl 還是 b2？514 直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪各取什么位置的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值？為什么？515 直齒圓錐齒輪為什么以齒寬中點處的當(dāng)量齒輪來進(jìn)行強度計算？ 516 選取齒輪毛坯時，什么情況下取（1）鍛造齒輪；（2）鑄造齒輪；（3）焊接齒輪；（4）組裝式齒輪？517 圖示兩個傳動方案，哪個合理？說明理由。 518 圖示兩個傳動方案，哪個合理？為什么？ 習(xí) 題51 圖示的直齒圓柱齒輪減速器，長期工作，2 輪和3 輪輸出最大轉(zhuǎn)矩T2和T3相等（不計摩擦損失）；各齒輪參數(shù) z1 =20，z2＝60，z3 =80，m＝5 mm，b＝80 mm，1輪為主動，單向回轉(zhuǎn)。如輪1，2，3均用45鋼調(diào)質(zhì)處理，8級精度，載荷平穩(wěn)，K＝，試求主動軸 I允許輸入的最大轉(zhuǎn)矩T1。52 一對開式直齒圓柱齒輪傳動，齒輪在兩軸承間對稱布置。已知m＝6 mm，z1 =20，z2＝80，α＝20176。，齒寬 b2＝72 mm，主動軸轉(zhuǎn)速n1＝330 r/min，齒輪精度為9級，小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為HT250，單向傳動，長期工作，載荷稍有沖擊，試求所能傳遞的最大功率。53 圖示兩級開式標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動。要求長期工作。已知高速級齒輪傳動的尺寸及參數(shù)：a＝150 mm；b = 30 mm，z1 = 23，z2＝97；低速級中心距 a2＝210 mm；n入＝1440 r/min，n出＝ r/min；兩對齒輪的小齒輪均用45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪均用45鋼正火，8級精度。效率略而不計，求能傳遞的功率；低速級齒輪傳動若m＝3 mm，在滿足原中心距的條件下按等強度觀點設(shè)計低速級傳動，并算出主要幾何尺寸（取載荷系數(shù)K＝）。 54 設(shè)計銑床的圓柱齒輪傳動。已知Pl＝ kW，n入＝1450 r/min，z1=26，z2＝54，預(yù)期壽命 Lh＝12000 h，小齒輪為不對稱布置。提示：取7級精度，材抖為40Cr鋼高頻淬火，55HRC；φdm＝，閉式傳動，直齒。55 設(shè)計某廠自動送料輸送機的單級直齒圓柱齒輪減速器。已知輸出功率 P2＝ kW，輸出軸的轉(zhuǎn)速 n2＝100 r/min，傳動比 i＝，忽略摩擦損失。工作年限6年，每日雙班制工作，有輕微振動。56 有一電動機驅(qū)動的閉式單級直齒圓柱齒輪傳動。已知主動軸的轉(zhuǎn)速 n＝750 r/min，從動軸的轉(zhuǎn)速 n2＝ r/min。由于體積的限制，取 z1=23，m＝ mm，要求中心距a＇＝112 mm。若精度等級為7級，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理230HB，大齒輪為45鋼，正火處理190HB，載荷有輕微沖擊，長期工作，雙向傳動，試設(shè)計這對齒輪傳動，并求其所能傳遞的最大功率。 57 圖示一兩級斜齒圓柱齒輪減速器，已知高速級齒輪參數(shù)為 mn＝2 mm，β＝13176。00′10??，z1＝19，z2＝57；低速級齒輪參數(shù)為及 mn＝3 mm，β＝12176。06′05??，z3＝20，z4＝68。齒輪4右旋，Ⅲ軸轉(zhuǎn)向如圖，轉(zhuǎn)速nⅢ＝95 r/min，傳遞功率5 kW，忽略摩擦損失。求：（l）為使Ⅱ軸軸承所受軸向力最小，各齒輪旋向； （2）齒輪2，3所受各力的大小和方向（用分力表示，標(biāo)在圖上）。58 圖示兩級斜齒圓柱齒輪減速器。已知齒輪1的螺旋線方向和Ⅲ軸的轉(zhuǎn)向，齒輪2的參數(shù) mn＝3 mm，z2＝57，β＝14176。，齒輪3的參數(shù)mn＝5 mm，z3＝21。求：（1） 為使Ⅱ軸所受軸向力最小，齒輪3應(yīng)是何旋向？在（b）圖上標(biāo)出齒輪2和3輪齒的旋向；（2） 在（b）圖上標(biāo)出齒輪2和3所受各分力的方向； （3） 如果使Ⅱ軸的軸承不受軸向力，則齒輪3的螺旋角 β3 應(yīng)取多大值（忽略摩擦損失）？ 59 內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動中，1輪為主動，右旋，轉(zhuǎn)向如圖。試在圖中畫出齒輪1和齒輪2的圓周力、徑向力和軸向力。510 標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器的一齒輪傳動。已知：n1＝750 r/min，a＝400 mm，z1＝24，z2＝108，β＝8176。06′34??，mn＝6 mm，b＝160 mm，8級精度，小齒輪材料為35SiMn（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料為ZG340－640（?；?，壽命20年（每年300個工作日），每日兩班，小齒輪對稱布置，載荷平穩(wěn)，單向傳動，試計算該齒輪傳動所能傳遞的功率。511 設(shè)計一由電動機驅(qū)動的斜齒圓柱齒輪減速器高速級齒輪傳動。已知：Pl＝12 kW， n1＝970 r/min，i＝，8級精度，載荷有輕微沖擊，單向傳動，壽命8年，兩班制。512 設(shè)計一由電動機驅(qū)動的閉式單級斜齒圓柱齒輪傳動。已知主動輪功率 Pl＝ kW，主動輪轉(zhuǎn)速 n1＝720 r/min，傳動比 i＝，齒輪精度8級，工作總壽命 N＝108 次，單向傳動，載荷平穩(wěn)。513 圖示圓錐 圓柱齒輪減速器，要求 4 輪轉(zhuǎn)向如圖。若1輪主動，試畫出：（1） 各軸轉(zhuǎn)向；（2） 4兩輪的螺旋線方向（使Ⅱ軸兩輪所受軸向力方向相反）； （3）Ⅱ軸的空間受力圖（注意力的作用點和方向）。514 如題圖所示，由電動機驅(qū)動，功率 P1＝9 kW，轉(zhuǎn)速 n1＝970 r/min，圓錐齒輪的傳動比 i＝，三班制工作，單向傳動，載荷平穩(wěn)，預(yù)期壽命 8 年，試設(shè)計該直齒圓錐齒輪傳動。 515 試設(shè)計用于機床的一直齒圓錐齒輪傳動。已知：Σ＝90176。，P1＝ kW；n1＝320 r/min，z1＝20，z2＝25，工作壽命為12000 h，小齒輪作懸臂布置。解 題 示 例 例 51 設(shè)計如圖所示給料機用二級圓柱齒輪減速器中低速級的直齒圓柱齒輪傳動。已知低速級小齒輪傳遞的功率P＝17 kW，小齒輪的轉(zhuǎn)速 n1＝30 r/min，傳動比 i＝4，單向傳動，工作平穩(wěn)，每天工作8小時，每年工作300天，預(yù)期壽命10年。解 （1）選擇齒輪材料、確定精度等級及許用應(yīng)力 小齒輪材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表51，硬度為241~286HB，取250~280HB。大齒輪材料選用ZG310－570，正火處理，硬度為156~217HB，取162~185HB。選齒輪精度等級8級（GB1009588），查圖516b，得 σHlim1＝690 MPa；σHlim2＝440 MPa。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N，由式（533）N1=60n1jLh＝603001（103008）=108查圖517，得 ZN1＝，ZN2＝（允許有一定量的點蝕）取 ZW ＝，SHmin＝，ZLVR＝接觸疲勞許用應(yīng)力（式528）MPaMPa（2）按接觸疲勞強度確定中心距 a由式（518） mm式中 N?mm由于轉(zhuǎn)速不高，初取 KtZεt2＝。取φa=。由表55，得 由式514計算得 初定中心距 atmm圓整取 a = 280 mm,一般取 m =(~) a = (~) x280=~ mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m = 4 mm齒數(shù) ，z2 = uz1= 4x28 =112齒輪分度圓直徑 mm mm齒輪頂圓直徑 mm mm齒輪基圓直徑 mm mm圓周速度 m/s由表56知，選取齒輪精度為8級是合適的。由表53知，電機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)取 KA = m/s按 ，8級精度，查圖549(a)得 Kv =齒寬b=φa a = x 280=112 mm按 b/d1 考慮低速級軸的剛度較大，齒輪相對軸承非對稱布置，查圖57（a），得 Kβ =按8級精度，由表54，得 Ka =由《機械原理》公式計算端面重合度 由式（517） = MPa [σH]2 = MPa 安全（3）校核齒根彎曲疲勞強度由式（522） MPa按 z1=28，z2=112查圖514，得 YFa1 =，YFa2 =查圖519，得 YSa1 =，YSa2 =由式（523）計算 彎曲疲勞許用應(yīng)力，由式（531）知 查圖516b，得 σFlim1＝290 MPa，σFlim2＝152 MPa查圖519，得 YN1 =，YN2 =由式（532），m = 4 5 mm，YX1 =YX2 =取 YST =，SFmin= MPaMPa = MPa [σF]1 = 414 MPa 安全MPa [σF]2 =217 MPa 安全(4) 齒輪主要幾何參數(shù)1