【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 查教材表 1011，在中等工作條件Ⅱ、鍵的齒面未經(jīng)熱處理時(shí)，其許用擠壓應(yīng)力 ，故合適。 第十一章 齒輪傳動(dòng)111 解 1）由公式可知： 輪齒的工作應(yīng)力不變，則 則，若 ，該齒輪傳動(dòng)能傳遞的功率 112解 由公式可知，由抗疲勞點(diǎn)蝕允許的最大扭矩有關(guān)系： 設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為 、 當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩和功率可提高 69%。 113解 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)分別驗(yàn)算其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。 （ 1）許用應(yīng)力 查教材表 111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG270500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。 查教材圖 117， 查教材圖 1110 , 查教材表 114取 ， 故： （ 2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式為： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩 載荷系數(shù) 查教材表113得 齒寬 中心距 齒數(shù)比 則： 、 ，能滿足接觸強(qiáng)度。 （ 3）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度，驗(yàn)算公式： 其中：齒形系數(shù)：查教材圖 119得 、 則 ： 滿足彎曲強(qiáng)度。 114解 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是磨損，目前的設(shè)計(jì)方法是按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并將許用應(yīng)力降低以彌補(bǔ)磨損對(duì)齒輪的影響。 （ 1）許用彎曲應(yīng)力 查教材表111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪45鋼正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材圖1110得, 查教材表 114 ，并將許用應(yīng)用降低30% 故 　　　　　　　　　　　　　　 （ 2）其彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩 　　 載荷系數(shù) 查教材表113得 取齒寬系數(shù) 齒數(shù)　　 ，取 齒數(shù)比　　 齒形系數(shù) 查教材圖 119得 、 因　　 故將 　 　代入設(shè)計(jì)公式 因此　　　 取模數(shù) 中心距　　　 齒寬 　　 115解 硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是折斷，設(shè)計(jì)方法是按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算其齒面接觸強(qiáng)度。 （ 1）許用彎曲應(yīng)力 查教材表 111，大小齒輪材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材圖1110得 ，查材料圖117得 。查教材表114 ， 因齒輪傳動(dòng)是雙向工作，彎曲應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)，應(yīng)將極限值乘 70%。 故　　　　　　　　　　　　　 （ 2）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩　　 載荷系數(shù) 查教材表113得 取齒寬系數(shù) 齒數(shù)　　 ，取 齒數(shù)比　　 齒形系數(shù) 應(yīng)將齒形系數(shù)較大值代入公式，而齒形系數(shù)值與齒數(shù)成反比，將小齒輪的齒形系數(shù)代入設(shè)計(jì)公式，查教材圖 119得 因此　　　　　 取模數(shù) （ 3）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式： 其中：中心距　　 齒寬　　　 ，取 滿足接觸強(qiáng)度。 116解 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)與其當(dāng)量齒數(shù) 之間的關(guān)系： （ 1）計(jì)算傳動(dòng)的角速比用齒數(shù) 。 （ 2）用成型法切制斜齒輪時(shí)用當(dāng)量齒數(shù) 選盤(pán)形銑刀刀號(hào)。 （ 3）計(jì)算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。 （ 4）計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)用當(dāng)量齒數(shù) 查取齒形系數(shù)。 117解 見(jiàn)題117解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當(dāng)齒輪1為主動(dòng)時(shí)按左手定則判斷其軸向力 ；當(dāng)齒輪2為主動(dòng)時(shí)按右手定則判斷其軸向力 。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　輪1為主動(dòng) 　輪2為主動(dòng)時(shí) 圖 題117解圖 118解 見(jiàn)題118解圖。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動(dòng)時(shí)，按右手定則判斷其軸向力方向 ；徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；圓向力 的方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反。 圖 題118解圖 119解 （ 1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級(jí)斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。 （ 2）由題圖可知：、 、 、 、 分度圓直徑 　軸向力 要使軸向力互相抵消，則： 即　　　　　 1110解 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)分別校核其接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。 （ 1）許用應(yīng)力 查教材表 111小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪35SiMn調(diào)質(zhì)硬度：200～260HBS，取230HBS。 查教材圖 117： ； 查教材圖 1110： ； 查教材表 114 取 ， 故：　　　　　　　　　　　　　 （ 2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，其校核公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩　　　 載荷系數(shù) 查教材表113得 齒寬　　 中心距　　　 齒數(shù)比　　　 則：　　　　　 滿足接觸強(qiáng)度。 （3）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度，校核公式： 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)　　　　　　　　　 大齒輪當(dāng)量齒數(shù)　　　　　　　　　 齒形系數(shù) 查教材圖 119得 、 滿足彎曲強(qiáng)度。 1111解 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后驗(yàn)算其彎曲強(qiáng)度： （ 1）許用應(yīng)力 查教材表 111小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS，取220HBS。 查教材圖 117： ； 查教材圖 1110： ； 查教材表 114 取 ， 故：　　　　　　　　　　　 （ 2）按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩 載荷系數(shù) 查教材表113得 齒寬系數(shù) 取 中心距 齒數(shù)比 將許用應(yīng)力較小者 代入設(shè)計(jì)公式 則：　　　　　　　　 取中心距 初選螺旋角 大齒輪齒數(shù)　　 ，取 齒數(shù)比：　　　 模數(shù) 　 ，取 螺旋角　 （ 3）驗(yàn)算其彎曲強(qiáng)度，校核公式： 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)　 大齒輪當(dāng)量齒數(shù)　 齒形系數(shù) 查教材圖 119得 、 滿足彎曲強(qiáng)度。 1112解 由題圖可知：　 ， 高速級(jí)傳動(dòng)比 　 低速級(jí)傳動(dòng)比　 輸入軸的轉(zhuǎn)矩　　 中間軸轉(zhuǎn)矩　　 輸出軸轉(zhuǎn)矩 1113解 硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后驗(yàn)算其接觸強(qiáng)度。 （ 1）許用應(yīng)力 查教材表 111齒輪40Cr表面淬火硬度：52～56HRC取54HRC。 查教材圖 117：　 查教材圖 1110：　 查教材表 114 取　， 故：　　　　　　　　　　 （ 2）按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩 　　 載荷系數(shù) 查教材表113得 齒寬系數(shù) 取 大齒輪齒數(shù)　　 ，取 齒數(shù)比：　　 分度圓錐角　　 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)　　　 大齒輪當(dāng)量齒數(shù)　　　 齒形系數(shù) 查教材圖 119得 、 則平均模數(shù)： 大端模數(shù)　 取 （ 3）校核其接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式： 其中：分度圓直徑　　 錐距　　 齒寬　　　 取 則： 滿足接觸強(qiáng)度。 1114解 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)只需驗(yàn)算其彎曲強(qiáng)度 （ 1）許用彎曲應(yīng)力 查教材表 111小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG310570正火硬度：160～200HBS取190HBS。 查教材圖 1110： ； 查教材表 114 取 ， 故：　　　　　　　　　　　　 （ 2）校核彎曲強(qiáng)度，驗(yàn)算公式： 其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩　　　　　 載荷系數(shù) 查教材表113得 分度圓錐角　　　　 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)　　 大齒輪當(dāng)量齒數(shù)　　 齒形系數(shù) 查教材圖 119得　 、 分度圓直徑　 錐距　　　　　　　 齒寬系數(shù)　　　 平均模數(shù) 　　　 則：　　　　　　 滿足彎曲強(qiáng)度。 1115解 （ 1）圓錐齒輪2的相關(guān)參數(shù) 分度圓直徑　　 分度圓錐角 　　 平均直徑　　 軸向力　　 （ 2）斜齒輪3相關(guān)參數(shù) 分度圓直徑　　 軸向力　　 （ 3）相互關(guān)系 因 得： （4）由題圖可知，圓錐齒輪2的軸向力 指向大端，方向向下；斜齒輪3的軸向力 方向指向上，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動(dòng)齒輪，根據(jù)左右手定則判斷，其符合右手定則，故斜齒輪3為右旋。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 題1116 解圖 1116解 見(jiàn)題 1116解圖。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；對(duì)于錐齒輪2圓周力與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，對(duì)于斜齒輪3圓周力與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。第十二章 蝸桿傳動(dòng)121解 ：從例 121已知的數(shù)據(jù)有： ， ， ， ， ，中心距 ，因此可以求得有關(guān)的幾何尺寸如下： 蝸輪的分度圓直徑： 蝸輪和蝸桿的齒頂高： 　 蝸輪和蝸桿的齒根高：　 蝸桿齒頂圓直徑：　 蝸輪喉圓直徑：　 蝸桿齒根圓直徑：　 蝸輪齒根圓直徑：　 蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：　 徑向間隙：　 122 解 ：（ 1）從圖示看，這是一個(gè)左旋蝸桿，因此用右手握桿，四指 ，大拇指 ，可以得到從主視圖上看，蝸輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（） （ 2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為 蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即： 蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即： 蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即： 各力的方向如圖 122所示。 123　解 ：（ 1）先用箭頭法標(biāo)志出各輪的轉(zhuǎn)向。由于錐齒輪軸向力指向大端，因此可以判斷出蝸輪軸向力水平向右，從而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)向，用手握法可以判定蝸桿螺旋線為右旋。 （ 2）。 圖 124解 ：（ 1）根據(jù)材料確定許用應(yīng)力。 由于蝸桿選用 ，表面淬火，可估計(jì)蝸桿表面硬度 。根據(jù)表124， （ 2）選擇蝸桿頭數(shù)。 傳動(dòng)比 ，查表122，選取 ，則 （ 3 ）確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩 取 ，傳動(dòng)效率 （ 4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑 按齒面接觸強(qiáng)度