【正文】 材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪材料為正火。載荷平穩(wěn)，電動機驅(qū)動，單向轉(zhuǎn)動，預(yù)期使用壽命10年（按1年300天，每天兩班制工作考慮）。試問這對齒輪傳動能否滿足強度要求而安全工作。答：由題意知齒輪傳動的材料、參數(shù)、齒寬等，此題屬校核性問題，因是軟齒面，故應(yīng)以接觸強度為主進行校核強度。（1）接觸強度校核。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為230HBS，大齒輪為ZG310~570，齒面硬度取為180HBS。： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) , 計算轉(zhuǎn)矩；取載荷系數(shù)K=，齒寬b=70mm。小齒輪分度圓直徑 ,滿足接觸強度的要求。（2）彎曲強度校核。：，得。，得齒形系數(shù)。 所以，彎曲強度足夠。 已知某機器的一對直齒圓柱齒輪傳動，其中心距，傳動比。小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪為45鋼正火。載荷有中等沖擊，電動機驅(qū)動，單向轉(zhuǎn)動，使用壽命為8年，單班制工作。試確定這對齒輪所能傳遞的最大功率。答：此齒輪傳動為軟齒面，其承載能力由齒面接觸強度決定，故按接觸強度設(shè)計。（1）確定許用接觸應(yīng)力。小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)：；大齒輪45鋼正火：。 （2）承載能力計算。根據(jù)可推導(dǎo)出 取將值代入可得下式：這對齒輪能傳遞的最大功率為。 已知一對斜齒圓柱齒輪傳動。試計算這對斜齒輪的主要幾何尺寸。解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10） 設(shè)計一單級直齒圓柱齒輪減速器，已知傳遞的功率為，小齒輪轉(zhuǎn)速傳動比，載荷平穩(wěn)，使用壽命5年，兩班制（每年250天）。答：（1）選擇材料及精度等級。小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)大齒輪選用45號鋼，正火。因用于普通傳動，選8級精度，要求齒面粗糙度。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)如下：①齒數(shù)z及齒寬系數(shù)。取小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。實際傳動比合適，齒數(shù)比。②轉(zhuǎn)矩。③載荷系數(shù)。=④許用接觸應(yīng)力。查得計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 。 計算模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（3）校核齒根彎曲疲勞強度。確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)：①分度圓直徑。②齒寬。取。③齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。查得。④許用彎曲應(yīng)力。查得。計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 計算兩輪的彎曲應(yīng)力 故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠。（4）計算傳動中心距。（5）計算齒輪的圓周速度。選8級精度適合。（6）計算齒輪的幾何尺寸并繪制齒輪零件圖（略）。 已知一對斜齒圓柱齒輪傳動。試計算其中心距應(yīng)為多少？如果除角外各參數(shù)均不變，現(xiàn)需將中心距圓整為以0或5結(jié)尾的整數(shù)，則應(yīng)如何改變角的大?。科渲行木酁槎嗌?？為多少？解：若將圓整為115mm，則不合適。若將圓整為120mm，則 。（1） 已知主動輪1的螺旋角及轉(zhuǎn)向，為了使裝有齒輪2和齒輪3的中間軸的軸向力較小，試確定齒輪4的輪齒螺旋角旋向和各齒輪產(chǎn)生的軸向力方向。（2） 已知，試求為多少時，才能使中間軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消？答：（1）確定各輪旋向，軸向力方向。①由及旋向（左旋）確定向上；②2輪必為右旋，與相反，與相反；③為使中間軸軸向力較小，應(yīng)向上，與相反。根據(jù)向上與轉(zhuǎn)向判定齒輪3數(shù)為右旋；④齒輪4必為左旋，與相反，即向下。（2）時互相抵消。因3輪和2輪在同一軸上，則。當(dāng)為時，才能使中間軸上兩齒輪產(chǎn)生的軸向力互相抵消。 已知一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動，齒數(shù)，大端模數(shù)，分度圓壓力角，軸交角。試求兩個圓錐齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、分度圓錐角、齒頂圓錐角、齒根圓錐角、錐距及當(dāng)量齒數(shù)。解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）當(dāng)量齒數(shù)。（10）齒頂圓錐角（按等頂隙收縮齒計算）。 （11）齒根圓錐角。（12）齒根角。 第11章 蝸桿傳動 蝸桿傳動的特點及使用條件是什么？答：蝸桿傳動的特點是：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大。一般在傳遞動力時，；分度傳動時只傳遞運動，可達(dá)1 000；傳動平穩(wěn)，無噪聲；傳動效率低；蝸輪一般用青銅制造，造價高；蝸桿傳動可實現(xiàn)自鎖。 使用條件：蝸桿傳動用于空間交錯()軸的傳動。用于傳動比大，要求結(jié)構(gòu)緊湊的傳動，傳遞功率一般小于。 蝸桿傳動的傳動比如何計算？能否用分度圓直徑之比表示傳動比？為什么？答：蝸桿傳動的傳動比可用齒數(shù)的反比來計算，即；不能用分度圓直徑之比表示傳動比，因為蝸桿的分度圓直徑。 與齒輪傳動相比較，蝸桿傳動的失效形式有何特點？為什么？ 答：蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動類似，有點蝕、彎曲折斷、磨損及膠合。但蝸桿傳動中蝸輪輪齒的膠合、磨損要比齒輪傳動嚴(yán)重得多。這是因為蝸桿傳動嚙合齒面間的相對滑動速度大，發(fā)熱嚴(yán)重，潤滑油易變稀。當(dāng)散熱不良時，閉式傳動易發(fā)生膠合。在開式傳動及潤滑油不清潔的閉式傳動中，輪齒磨損較快。 何謂蝸桿傳動的中間平面？中間平面上的參數(shù)在蝸桿傳動中有何重要意義？答：蝸桿傳動的中間平面是通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面。中間平面上的參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值，蝸桿傳動的幾何尺寸計算是在中間平面計算的。在設(shè)計、制造中，皆以中間平面上的參數(shù)和尺寸為基準(zhǔn)。 試述蝸桿直徑系數(shù)的意義，為何要引入蝸桿直徑系數(shù)?答：蝸桿直徑系數(shù)的意義是：蝸桿的分度圓直徑與模數(shù)的比值，即。引入蝸桿直徑系數(shù)是為了減少滾刀的數(shù)量并有利于標(biāo)準(zhǔn)化。對每個模數(shù)的蝸桿分度圓直徑作了限制，規(guī)定了個標(biāo)準(zhǔn)值，則蝸桿直徑系數(shù)也就對應(yīng)地有個標(biāo)準(zhǔn)值。 何謂蝸桿傳動的相對滑動速度？它對蝸桿傳動有何影響？答：蝸桿傳動的相對滑動速度是由于軸交角，蝸桿與蝸輪嚙合傳動時，在輪齒節(jié)點處，蝸桿的圓周速度和蝸輪的圓周速度也成夾角，所以蝸桿與蝸輪嚙合傳動時，齒廓間沿蝸桿齒面螺旋線方向有較大的相對滑動速度，其大小為。相對滑動速度對蝸桿傳動有較大的不利影響，滑動速度的大小對齒面的潤滑情況、齒面失效形式、發(fā)熱以及傳動效率都有很大影響。相對滑動速度較大，溫升高，潤滑油變稀、油膜不易形成，散熱不好時極易發(fā)生膠合失效形式。在開式傳動中，磨損較嚴(yán)重，使蝸桿傳動的壽命較短。 蝸桿的頭數(shù)及升角對嚙合效率各有何影響？答：蝸桿傳動的嚙合效率為；由此式可知，當(dāng)蝸桿的升角越大，蝸桿傳動的效率越高。當(dāng)q一定時，越大，越大，效率越高。 蝸桿傳動的效率為何比齒輪傳動的效率低得多？答：蝸桿傳動的效率比齒輪傳動的效率低得多，是由于蝸桿傳動中嚙合處的相對滑動速度較大，摩擦大，發(fā)熱量大，嚙合效率低。　為什么對蝸桿傳動要進行熱平衡計算？當(dāng)熱平衡不滿足要求時，可采取什么措施？答：由于蝸桿傳動中蝸輪齒和蝸桿齒面間有較大的相對滑動速度，所以發(fā)熱量大，傳動效率低。如果蝸桿傳動的散熱條件差，使工作溫度過高，潤滑油粘度降低，油膜破壞，引起潤滑失效，導(dǎo)致齒面膠合，并加劇磨損。所以，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動進行熱平衡計算是為了使產(chǎn)生的熱量及時散出去，不發(fā)生膠合失效。當(dāng)熱平衡不滿足要求時，應(yīng)采用不列措施，以增加傳動的散熱能力：（1）在箱體處增加散熱片，以增大散熱面積；(2)在蝸桿軸伸上裝風(fēng)扇，以提高散熱系數(shù)；（3）在油池中在裝蛇形冷卻水管，以降低油溫；（4）大功率的蝸桿減速器，可采用壓力噴油潤滑?！∥仐U傳動的設(shè)計準(zhǔn)則是什么？答：蝸桿傳動的主要失效形式是膠合、磨損，但目前尚缺乏可靠的計算方法。因此，對閉式蝸桿傳動，一般按蝸輪齒面接觸疲勞強度來設(shè)計，并校核齒根彎曲疲勞強度；對于開式蝸桿傳動，通常只需按彎曲疲勞強度進行設(shè)計。以上的強度計算為條件性計算。此外，對連續(xù)工作的閉式蝸桿傳動還必須作熱平衡計算，以保證油溫不超過許用值。 常用的蝸輪、蝸桿的材料組合有哪些？設(shè)計時如何選擇材料？答：常用的蝸輪、蝸桿的材料組合應(yīng)具有好的減摩性、耐磨性和抗膠合性能。蝸桿常用碳銅或合金鋼制成，對高速重載的蝸桿應(yīng)進行淬硬并磨削，一般蝸桿可采用調(diào)質(zhì)鋼。蝸輪多數(shù)用青銅制造，視滑動速度大小選不同含錫量的銅合金。當(dāng)時選用錫青銅，當(dāng)時選用鋁鐵青銅（蝸桿必須淬硬），當(dāng)時蝸輪可用灰鑄鐵制作。 ，蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)動方向及所受各分力的方向。答：蝸桿、。　設(shè)計運輸機的閉式蝸桿傳動。已知電動機功率，轉(zhuǎn)速，蝸桿傳動比，工作載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，每天工作8h,要求使用壽命為5年。答：(1)選擇材料。蝸桿選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度＜350HB。蝸輪選用鋁鐵青銅：。 （2）確定蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。估計效率，（3）選擇蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)。選蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)。（4）確定許用應(yīng)力。，估計。(5)確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑。取載荷系數(shù)，則，由此得。蝸桿分度圓直徑： 蝸輪分度圓直徑：中心距：（6）計算蝸桿螺旋線升角λ。（7）按齒根彎曲強度校核。計算齒根彎曲應(yīng)力。故彎曲疲勞強度合格。（8）驗算傳動效率。，則效率為與原估計=。（9）熱平衡計算。箱體散熱面積取室溫，散熱系數(shù),則 結(jié)論：合格。（10）選擇精度等級。因，可選用9級精度。（11）繪制蝸桿、蝸輪零件工作圖（略）。蝸桿軸的輸入功率,蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸輪轉(zhuǎn)速,間歇工作，每日工作4h，預(yù)定壽命10年。答：（1） 選擇蝸桿、蝸輪材料。蝸桿選 45鋼調(diào)質(zhì)，硬 度45HRC；；。（2） 確定許用應(yīng)力。①② （3） 選擇蝸桿頭數(shù)z1，蝸輪齒數(shù)z2。因用于起重，選蝸桿頭數(shù)z1，（4） 計算蝸輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,估計=，則 （5） 確定模數(shù)、直徑系數(shù)。取K=，則，按計算，取，則（6） 計算蝸桿螺旋線升角。（7）驗算齒根彎曲強度。，則 彎曲強度合格。（8）驗算傳動效率。，則。（9）因起重設(shè)備工作不連續(xù)，可不作散熱計算。11．，為使軸Ⅱ上的軸向力抵消一部分，斜齒輪3的旋向應(yīng)如何？畫出蝸輪及斜齒輪3上的軸向力的方向。 答：，斜齒輪3的旋向為左旋，Ⅱ軸上的軸向力抵消一部分。斜齒輪3的軸向力向左，蝸輪上的軸向力向右。第12章 齒輪系 定軸齒輪系與行星齒輪系的主要區(qū)別是什么？答：主要區(qū)別是：定軸齒輪系運轉(zhuǎn)時齒輪軸線相對于機架固定，而行星齒輪系運轉(zhuǎn)時則有一個或幾個齒輪的軸線相對于機架不固定。 各種類型齒輪系的轉(zhuǎn)向如何確定？的方法適用于何種類型的齒輪系？答：定軸輪系的轉(zhuǎn)向可用的方法或在圖上畫箭頭的方法確定；行星輪系的轉(zhuǎn)向應(yīng)根據(jù)其轉(zhuǎn)化機構(gòu)經(jīng)計算確定；方法適用于平面圓柱齒輪定軸輪系。 “轉(zhuǎn)化機構(gòu)法”的根據(jù)何在？答：根據(jù)在于運動的相對性原理。 擺線針輪行星傳動中，針輪與擺線輪的齒差為多少？答：齒數(shù)差為1。 諧波齒輪傳動是怎樣工作的？諧波齒輪傳動中剛輪與柔輪的齒數(shù)差如何確定？答：諧波齒輪傳動是利用波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形而實現(xiàn)柔輪與剛輪的嚙合及運動傳遞。剛輪與柔輪的齒數(shù)差 式中：z1—剛輪齒數(shù)。z2—柔輪齒數(shù)。iH2—波發(fā)生器與柔輪的傳動比。 諧波齒輪減速器與擺線針輪減速器相比有何特點？答：諧波齒輪減速器與擺線針輪減速器相比有以下特點：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝方便，傳動效率高，但使用壽命相對不如擺線針輪減速器。 ，已知減速器的輸入功率=,轉(zhuǎn)速=960r/min，各齒輪齒數(shù)=22，=77，=18，=81，齒輪傳動效率η齒=，每對滾動軸承的效率η滾=。求：（1）減速器的總傳動比；（2）各軸的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。解：（1）總傳動比(2)軸I的功率η滾=轉(zhuǎn)速=960r/min轉(zhuǎn)矩軸II： η齒η滾=軸III：PIII=PIIη齒η滾= ，已知各齒輪齒數(shù)（括號內(nèi)為齒數(shù)），為單頭右旋蝸桿，求傳動比。解： ，已知齒輪2的齒數(shù)z1=16，z2=80，齒輪3的齒數(shù)z3=13，模數(shù)m=,與齒輪3嚙合的齒條被固定在床身上。試求當(dāng)溜板箱移動速度為1m/min時的手輪轉(zhuǎn)速。解：手輪轉(zhuǎn)速 ，已知各齒輪齒數(shù)z1=20，z2=30，z6=33，z7=57，z3=z4=z5=28，蝸桿8的頭數(shù)z8=2，蝸輪9的齒數(shù)z9=30。試計算i19，并說明雙向離合器的作用。解：雙向離合器向上或向下閉合可改變傳動系統(tǒng)的末端件的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。 ，已知z1=48，z2=42，=18，z3=21，n1=100r/min，n3=80r/min，求nH。解：這個差速器是由圓錐齒輪行星架H以及機架4所組成的差動輪系，H的幾何軸線互相重合，因此由式（）得式中齒數(shù)比i前的“”號是由轉(zhuǎn)化機構(gòu)用畫箭頭的方法確定的。解上式得其結(jié)果為正值，表明H的轉(zhuǎn)向與輪1的轉(zhuǎn)向相同。 ，已知z1=22，z3=88，=z5，試求傳動比i15。解：齒輪3及行星架H構(gòu)成行星齒輪系；齒輪、5構(gòu)成定軸齒輪系。有nH=n5； n3= （式①）對于定軸輪系： ，與n5的方向相反，即 （式②）對于行星輪系： ，即 （式③）聯(lián)立①、②、③式，得因，故。第13章 機械傳動設(shè)計 簡述機械傳動裝置的功用。答： (1) 把原動機輸出的速度降低或增速。 （2) 實現(xiàn)變速傳動。　?。?）把原動機輸出轉(zhuǎn)矩變?yōu)楣ぷ鳈C所需的轉(zhuǎn)矩或力?！　。?）把原動機輸出的等速旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳈C的轉(zhuǎn)速或其它類型的運動?！　。?）實現(xiàn)由一個或多個原動機驅(qū)動若干個相同或不同速度的工作機。 選擇傳動類