【正文】 觸強度設(shè)計，然后驗算其彎曲強度： （ 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）按接觸強度設(shè)計，其設(shè)計公式： 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）驗算其彎曲強度，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 、 滿足彎曲強度。 1112解 由題圖可知：　 ， 高速級傳動比 　 低速級傳動比　 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應(yīng)按彎曲強度設(shè)計，然后驗算其接觸強度。 （ 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）按彎曲強度設(shè)計，其設(shè)計公式： 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）校核其接觸強度，驗算公式： 其中：分度圓直徑　　 錐距　　 齒寬　　　 取 則： 滿足接觸強度。 1114解 開式齒輪傳動只需驗算其彎曲強度 （ 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）校核彎曲強度，驗算公式： 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)動方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動齒輪，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 見題 1116解圖。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動中心；對于錐齒輪2圓周力與其轉(zhuǎn)動方向相同，對于斜齒輪3與其圓周力方向相反。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 123所示。 123　　　　　　　　　　 　　　　　　　　圖 　　　　　　　　　　　　　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)向為順時針。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）。 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，可估計蝸桿表面硬度 。根據(jù)表124， （ 2）選擇蝸桿頭數(shù)。 傳動比 ，查表122，選取 ，則 （ 3 ）確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩 取 ，傳動效率 （ 4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑 按齒面接觸強度計算 由表 121 查得 ， ， ， ， 。 （ 5）確定中心距 （ 6）確定幾何尺寸 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：　 （ 7 ）計算滑動速度 。 符合表 124給出的使用滑動速度 （說明：此題答案不唯一，只要是按基本設(shè)計步驟，滿足設(shè)計條件的答案，均算正確。） 125解 ：一年按照 300天計算，設(shè)每千瓦小時電價為 元。依題意損耗效率為 ，因此用于損耗的費用為： 126解 （1）重物上升 ，卷筒轉(zhuǎn)的圈數(shù)為： 轉(zhuǎn)； 由于卷筒和蝸輪相聯(lián)， 也即蝸輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)為 圈；因此蝸桿轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)為： 轉(zhuǎn)。 （ 2）該蝸桿傳動的蝸桿的導(dǎo)程角為： 而當(dāng)量摩擦角為 　 比較可見 ，因此該機構(gòu)能自鎖。 （ 3）手搖轉(zhuǎn)臂做了輸入功，等于輸出功和摩擦損耗功二者之和。 輸出功　　　 焦耳； 依題意本題摩擦損耗就是蝸輪蝸桿嚙合損耗，因此嚙合時的傳動效率 則輸入功應(yīng)為　　 焦耳。 由于蝸桿轉(zhuǎn)了 轉(zhuǎn)，因此應(yīng)有：　 即：　 可得：　 圖 127解 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：　 圖 128解 ，取 ， ，則 則油溫 ，小于 ，滿足使用要求。131解 （ 1 ）　　　?。?2 ） 　　　　　　　　　　 = 　　　　　　　　　　　　　　= （ 3 ）不考慮帶的彈性滑動時， （ 4 ）滑動率 時， 132解（ 1 ）　　　　?。?2 ）　　　 = （ 3 ）　　 = = 133解 由圖 可知 = 圖 題 133 解圖 134解 （ 1 ）　　　　　　　 = （ 2 ）由教材表 132 得　 =1400mm （ 3 ）　　　　　 135解　　　 由教材表 136 得 由教材表 134 得： △ =, 由教材表 133 得： = kW, 由教材表 132 得：,由教材表 135 得： 取 z=3 136解 由教材表 136 得 由圖 1315 得選用 A 型帶 由教材表 133 得 選 初選 取 = = 由教材表 132 得 =2000mm 由教材表 133 得： = kW， 由教材表 134 得： △ = 由教材表 132 得： ，由教材表 135 得： 取 z=4 137解 選用 A 型帶時，由教材表 137 得， 依據(jù)例 132 可知： ， =2240mm ， a =757mm ，i = 。 由教材表 133 得 = kW， 由教材表 134 得： △ =， 由教材表 132 得： 取 z =5 由此可見，選用截面小的 A 型帶較截面大的 B 型帶，單根帶的承載能力減小，所需帶的根數(shù)增多。 138 解略。 139解 由教材表 139 得 p = ，滾子外徑 (+cot = (+cot = = 1310解 （1） 由圖 1333得 查教材表 1311，得 取 由式（ 1318）得 P ≤ （ 2 ）由圖 1333 得可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞 （ 3 ） 　　　　　　　　由圖 1334 查得可用滴油潤滑。 1311解 　　　　　　　 （ 1 ）鏈輪齒數(shù) 假定 ， 由教材表 1310，取 ， ，選 實際傳動比 　　　　 鏈輪節(jié)數(shù) 初選中心距 = 取 由教材表 1313查得 取 估計此鏈傳動工作位于圖 1333所示曲線的左側(cè)，由教材表1311得 采用單排鏈， ≤ 由教材圖 1333得當(dāng) =960r/min時，08A鏈條能傳遞的功率 滿足要求，節(jié)距 p =。 （ 4 ）實際中心距 （ 5）驗算鏈速 由式 1319得 ，符合原來假定。 1312解 （ 1）鏈速 v 由教材表 139得，10A型滾子鏈，其鏈節(jié)距p=，每米質(zhì)量q=1kg/m，極限拉伸載荷（單排）Q=21800N。 速度 ，故應(yīng)驗算靜強度。 （ 2）緊邊拉力 離心拉力 由于是水平傳動， K y =7 ，則懸垂拉力 緊邊拉力 根據(jù)式（ 1319）可得所需極限拉伸載荷 所以選用 10A型鏈不合適。141解 I 為傳動軸， II 、 IV 為轉(zhuǎn)軸， III 為心軸。 142解 　　　　　　 圓整后取 d=37 mm 。 143解　　　　　　 144解　　　　　　　　　　　　　　　　 按彎扭合成強度計算，即： 代入數(shù)值計算得： 。 145解 這兩個軸都是心軸，只承受彎矩。兩種設(shè)計的簡化圖如下： 圖 題 145 解圖 圖 （ a ）中，因為是心軸，故 ，查相關(guān)手冊得： ，則 考慮到鍵槽對軸的削弱，直徑再擴(kuò)大 4 % 。得： 圖 （ b ）中， 146解 　　　　　　　　　 故 。 147解 由題可知 ， ， 若不計齒輪嚙合及軸承摩擦的功率損失，則 （ i = Ⅰ , Ⅱ ,Ⅲ ） 設(shè)： ，則 ， ， 148解 1. 計算中間軸上的齒輪受力 中間軸所受轉(zhuǎn)矩為： 圖 題 148 解圖 2. 軸的空間受力情況如圖 （ a ）所示。 3. 垂直面受力簡圖如圖 （ b ）所示。 垂直面的彎矩圖如圖 （ c ）所示。 4. 水平面受力簡圖如圖 （ d ）所示。 水平面的彎矩圖如圖 （ e ）所示。 B 點左邊的彎矩為：B 點右邊的彎矩為： C 點右邊的彎矩為： C 點 左 邊的彎矩為： 5. B 點和 C 點處的合成最大彎矩為： 6. 轉(zhuǎn)矩圖如圖 （ f ）所示，其中 。 7 ．可看出， B 截面為危險截面，取 ，則危險截面的當(dāng)量彎矩為： 查表得： ，則按彎扭合成強度計算軸 II 的直徑為： 考慮鍵槽對軸的削弱，對軸直徑加粗 4% 后為： 149解 該題求解過程類似于題 148 。在此略。 1410解　　　　　　　　　 鋼的切變模量 ，按扭轉(zhuǎn)剛度要求計算，應(yīng)使 即 1411解 1. 求該空心軸的內(nèi)徑 空心軸的抗扭截面模量 實心軸的抗扭截面模量 令 ，即 解得 圓整后取 。 2 ．計算減輕重量的百分率 實心軸質(zhì)量＝密度體積 空心軸質(zhì)量 空心軸減輕重量的百分率為 % 。 151答 滑動軸承按摩擦狀態(tài)分為兩種：液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承。 　　液體摩擦滑動軸承：兩摩擦表面完全被液體層隔開，摩擦性質(zhì)取決于液體分子間的粘性阻力。根據(jù)油膜形成機理的不同可分為液體動壓軸承和液體靜壓軸承。 　　非液體摩擦滑動軸承：兩摩擦表面處于邊界摩擦或混合摩擦狀態(tài)，兩表面間有潤滑油，但不足以將兩表面完全隔離，其微觀凸峰之間仍相互搓削而產(chǎn)生磨損。 152解 （ 1）求滑動軸承上的徑向載荷 （ 2）求軸瓦寬度 （ 3）查許用值 查教材表 151，錫青銅的 ， （ 4）驗算壓強 （ 5）驗算 值 153解 （1）查許用值 查教材表 151，鑄錫青銅ZCuSn10P1的 ， （ 2）由壓強 確定的徑向載荷 由 得 （ 3）由 值確定的徑向載荷 得 軸承的主要承載能力由 值確定，其最大徑向載荷為 。 154解 （ 1）求壓強 （ 5）求 值 查表 151，可選用鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3 ， 155證明 液體內(nèi)部摩擦切應(yīng)力 、液體動力粘度 、和速度梯度之間有如下關(guān)系： 軸頸的線速度為 ，半徑間隙為 ，則 速度梯度為 　 磨擦阻力　 摩擦阻力矩　 將 、 代入上式 161解 由手冊查得6005 深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑 ，普通精度等級（0級）。主要承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷；可用于高速傳動。 　　N209/P6 圓柱滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑 ，6級精度。只能承受徑向載荷，適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴(yán)格對中的場合，其徑向尺寸輕緊湊。 　　7207CJ 角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑 ，接觸角 ,鋼板沖壓保持架，普通精度等級。既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷，適用于高速無沖擊, 一般成對使用，對稱布置。