【正文】 小則鏈條在小鏈輪上的包角變小，鏈輪齒上的載荷增大。中心距過(guò)大，則鏈條松邊的垂度過(guò)大，鏈條上下抖動(dòng)加劇，且鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大。9－17 答：鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式有：定期人工潤(rùn)滑，滴油潤(rùn)滑，油池潤(rùn)滑或油盤飛濺潤(rùn)滑，壓力供油潤(rùn)滑。確定潤(rùn)滑方式時(shí)是根據(jù)鏈條速度 v 大小以及鏈號(hào)（即鏈節(jié)距）大小，由潤(rùn)滑范圍選擇圖 9－14 選取潤(rùn)滑方式。189－18 答：從動(dòng)輪齒數(shù)不變，則主動(dòng)小鏈輪齒數(shù)變?yōu)椤?=z ＝zzi z n n=1//12 2 2 175 250 / 900 = 取 z1′＝21 。小鏈輪的齒數(shù)從 25 減少到 21，齒數(shù)系數(shù) Kz增大，根據(jù)公式（9－15），在相同的計(jì)算功率 Pca的情況下，鏈傳動(dòng)所能傳遞的功率 P 下降。主動(dòng)輪齒數(shù)不變，則從動(dòng)大鏈輪齒數(shù)變?yōu)閦′/=/ n ==2＝z1i12z1n1225 900 / 250 90大鏈輪的齒數(shù)從 75 增加到 90，其他參數(shù)不變，由公式（9－15）可知，在相同的計(jì)算功率 Pca 的情況下，鏈傳動(dòng)所能傳遞的功率 P 不變。9—19 解：由公式（92），大鏈輪的齒數(shù)960 21z1取 z2= 61 ，由公式（916），鏈節(jié)數(shù)=zn11n2==330=2a++z+?pLp0z1 2(z2z1 20p2π2)a0=2 600+21 + 61+?(6121)2= 22π600取 Lp= 136 ，查圖 9－13，由 z1＝21 查的齒數(shù)系數(shù) Kz＝。根據(jù)n1= 960r/min ， p = （08A），查圖 9－11，得 08A 型鏈所能傳遞的最大計(jì)算功率Pca= ，由公式（9－15），多排鏈系數(shù)K K P= =取 3 排鏈， KP= 滿足要求。9—20 解：由公式（9－16），鏈節(jié)數(shù)KP=A zPca2a+++?=z(z2z12pLp0p0z1 22)2π a02 91021 105?=+++ (10521)2 = 22π910取 Lp= 140 ，查圖 9－13，由 z1＝21 查的齒數(shù)系數(shù) Kz＝。根據(jù)n1= 600r/min ， p = （16A），查圖 9－11，得 16A 型鏈所能傳遞的最大計(jì)算功率Pca= 20kW ，由公式（9－15），鏈傳動(dòng)所允許傳遞的功率P =K PP ca=1 20=kW 9－21（略）K KA Z第十章 齒輪傳動(dòng)10—1 （1）（7） ；（4）（5） ；（2）（3）（6）（8）（9）（10） ；10—2 （2） ；10—3 （1） ；10—4 （3） ；10—5 為了減小動(dòng)載荷 ；為了改善載荷沿齒向的分布不均 ；10—6 齒輪的圓周速度大小和精度高低 ；10—7 （1） ；1910—8 （2） ；10—9 1% ； 脈動(dòng) ； 10—10 齒寬中點(diǎn)處 ；10－11 答：減小齒根處的應(yīng)力集中；增大軸和軸承處的支承剛度；采用合適的熱處理方法，使齒面具有足夠硬度，而齒芯具有足夠的韌性；對(duì)齒根表面進(jìn)行噴丸、滾壓等強(qiáng)化處理。10－12 答：在節(jié)線附近通常為單對(duì)齒嚙合，齒面的接觸應(yīng)力大；在節(jié)線附近齒面相對(duì)滑動(dòng)速度小，不易形成承載油膜，潤(rùn)滑條件差，因此易出現(xiàn)點(diǎn)蝕。在開式齒輪傳動(dòng)中，由于齒面磨損較快，在點(diǎn)蝕發(fā)生之前，表層材料已被磨去，因此，很少在開式齒輪傳動(dòng)中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕。提高齒面硬度可以有效地提高齒面抗點(diǎn)蝕的能力，潤(rùn)滑油可以減少摩擦，減緩點(diǎn)蝕。10－13 答：高速重載的齒輪傳動(dòng)易出現(xiàn)熱膠合，有些低速重載的齒輪傳動(dòng)會(huì)發(fā)生冷膠合。膠合破壞通常發(fā)生在輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度大的齒頂和齒根部位。采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油，在潤(rùn)滑油中加入極壓添加劑，均可防止或減輕齒面的膠合。10－14 答：閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為輪齒折斷、點(diǎn)蝕和膠合。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度和保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。采用合適的潤(rùn)滑方式和采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油來(lái)考慮膠合的影響。開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式為齒面磨損和輪齒折斷，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。采用適當(dāng)增大齒輪的模數(shù)來(lái)考慮齒面磨損對(duì)輪齒抗彎能力的影響。10－15 答：軟齒面齒輪的齒面硬度≤350HBS，硬齒面齒輪的齒面硬度＞350HBS。軟齒面齒輪毛坯經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理之后進(jìn)行切齒加工，加工方便，經(jīng)濟(jì)性好。硬齒面齒輪的齒面硬度高，不能采用常規(guī)刀具切削加工。通常是先對(duì)正火或退火狀態(tài)的毛坯進(jìn)行切齒粗加工（留有一定的磨削余量），然后對(duì)齒面進(jìn)行硬化處理（采用淬火或滲碳淬火等方法），最后進(jìn)行磨齒精加工，加工工序多，費(fèi)用高，適用于高速、重載以及精密機(jī)器的齒輪傳動(dòng)。10－16 答：軸、軸承以及支座的支承剛度不足，以及制造、裝配誤差等都會(huì)導(dǎo)致載荷沿輪齒接觸線分布不均，另一方面軸承相對(duì)于齒輪不對(duì)稱布置，也會(huì)加大載荷在接觸線上分布不均的程度。改進(jìn)措施有：增大軸、軸承以及支座的剛度；對(duì)稱布置軸承；盡量避免將齒輪懸臂布置；適當(dāng)限制齒輪的寬度；提高齒輪的制造和安裝精度等。10－17 答：齒輪上的公稱載荷 Fn是在平穩(wěn)和理想條件下得來(lái)的，而在實(shí)際工作中，還應(yīng)當(dāng)考慮到原動(dòng)機(jī)及工作機(jī)的不平穩(wěn)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響，以及齒輪制造和安裝誤差等造成的影響。這些影響用引入載荷系數(shù) K來(lái)考慮，K=KAKvKαKβ。KA為使用系數(shù)，用于考慮原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響；Kv為動(dòng)載系數(shù)，用于考慮齒輪的精度和速度對(duì)動(dòng)載荷大小的影響；Kα為齒間載荷分配系數(shù)，用于考慮載荷在兩對(duì)（或多對(duì)）齒上分配不均的影響；Kβ為齒向載荷分布系數(shù)，用于考慮載荷沿輪齒接觸線長(zhǎng)度方向上分布不均的影響。10－18 答：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式是按齒輪在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)的受力情況推導(dǎo)出來(lái)的。選擇節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)可以使計(jì)算公式得以簡(jiǎn)化，同時(shí)節(jié)點(diǎn)處的接觸應(yīng)力值與齒面最大接觸應(yīng)力值（位于單對(duì)齒嚙合極限點(diǎn)）相差很小。因此，通常以節(jié)點(diǎn)嚙合進(jìn)行齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。10—19 答：（1）z1增大則 d1增大，在 T1不變的條件下，F(xiàn)n將減小。對(duì)于接觸應(yīng)力，d1增大和 Fn減小都使得σH減小。對(duì)于彎曲應(yīng)力， Fn減小使得σF減小， z1增加使得 YFaYsa減小，也同樣使 σF減小。20（2）m 增大則 d1增大，在 T1不變的條件下，F(xiàn)n將減小。對(duì)于接觸應(yīng)力，d1增大和 Fn減小都使得 σH減小。對(duì)于彎曲應(yīng)力， Fn減小和 m 增大都使得σF減小。（3） z1增加一倍， m 減小一半，則 d1不變，F(xiàn)n也不變。對(duì)于接觸應(yīng)力， d1不變則 σH不變。對(duì)于彎曲應(yīng)力， z1增大使得σF少量減小，而 m 減小則使得 σF大量增大。因此， σF增大。10—20 答：在任何情況下，大、小齒輪的接觸應(yīng)力都相等。若大、小齒輪的材料和熱處理情況相同，許用接觸應(yīng)力不一定相等，這與兩齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù) KHN是否相等有關(guān)，如果 KHN1=KHN2 ，則兩者的許用接觸應(yīng)力相等，反之則不相等。10－21 答：當(dāng)相互嚙合的兩齒輪之一為軟齒面齒輪時(shí)，或兩齒輪均為軟齒面齒輪時(shí)，較硬齒面的齒輪將會(huì)對(duì)較軟齒面的齒輪的齒面造成冷作硬化效應(yīng)，從而使較軟齒面的齒面硬度得以提高，即提高了較軟齒面齒輪的疲勞極限。10－22 答：在進(jìn)行齒輪尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，齒輪的分度圓直徑 d1和齒寬 b 都是待求參數(shù)，而使用彎曲疲勞強(qiáng)度或接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，只能將其中的分度圓直徑 d1作為設(shè)計(jì)值，而將齒寬 b 轉(zhuǎn)化為與 d1成比例的齒寬系數(shù)φd，設(shè)計(jì)時(shí)φd由表查取，齒寬系數(shù)的大小主要與支承方式以及齒面硬度有關(guān)。10—23 答：在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，軸系零件和支承箱體存在加工和裝配偏差，使得兩齒輪軸向錯(cuò)位而減少了輪齒的接觸寬度。為此將小齒輪設(shè)計(jì)得比大齒輪寬一些，這樣即使有少量軸向錯(cuò)位，也能保證輪齒的接觸寬度為大齒輪寬度。在人字齒輪傳動(dòng)中，一齒輪為雙向固定支承，另一齒輪為游動(dòng)支承，靠齒形定位，大、小齒輪兩端面平齊，沒有軸向錯(cuò)位，故兩齒輪應(yīng)設(shè)計(jì)成相同寬度。在圓錐齒輪傳動(dòng)中，兩齒輪的錐頂應(yīng)當(dāng)重合，大端面應(yīng)當(dāng)對(duì)齊，故兩齒輪的齒寬應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成相同尺寸。10—24 解：題解 10—24 圖10—25 解：題解 10—25 圖2110—26 答：（1）將齒輪 2 輪齒的兩個(gè)工作面分別稱為 A 面和 B 面。齒輪 1 為主動(dòng)輪，若齒輪 1 推動(dòng) A 面使齒輪2 轉(zhuǎn)動(dòng)，則齒輪 2 靠 B 面推動(dòng)齒輪 3 轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，輪齒的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)， r = ?1，齒面接觸應(yīng)力總是脈動(dòng)循環(huán)， r = 0 。（2）在齒輪 2 上，輪齒的 A 面和 B 面接觸應(yīng)力具有相同的循環(huán)次數(shù)N= 60n2jL= 60jL z / z=7H2hn1h 1 260 4501 2000 25 / 20 = 10齒輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，輪齒的 A 面受力一次， B 面受力一次，彎曲應(yīng)力為一次對(duì)稱循環(huán)。因此，彎曲應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)10－27 答：NF2=NH2= 107。一對(duì)齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的許用接觸應(yīng)力分別為〔σH〕1和〔σH〕2，在直齒輪傳動(dòng)中，用于設(shè)計(jì)公式的許用應(yīng)力〔σH〕= min｛〔σH〕1, 〔σH〕2｝在斜齒輪傳動(dòng)中，用于設(shè)計(jì)公式的許用應(yīng)力〔σH〕= min｛(〔σH〕1+〔σH〕2)/2，〔σH〕2｝。10－28 答：對(duì)齒輪進(jìn)行正變位修正，輪齒的抗彎能力有所提高；對(duì)齒輪進(jìn)行負(fù)變位修正，輪齒的抗彎能力有所降低。10－29 答：對(duì)于開式或半開式齒輪傳動(dòng)，或速度較低的閉式齒輪傳動(dòng)，通常采用人工定期加油潤(rùn)滑。對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪的圓周速度 v＜12m/s 時(shí)，采用浸油潤(rùn)滑；當(dāng)齒輪的圓周速度 v＞12m/s 時(shí)，采用噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油的粘度與齒輪傳動(dòng)載荷大小和圓周速度有關(guān)，載荷小時(shí)或圓周速度高時(shí)選擇粘度低的潤(rùn)滑油。反之則選擇粘度高的潤(rùn)滑油。10－30（略）10—31 解：小齒輪的分度圓直徑 d1，圓周速度 v ，齒寬系數(shù)Φd，齒高 h 和比值 b / h 分別計(jì)算如下：1dzmn1=cos β=πn30 3=cos πd11= 1440=v =60 100060 10007m/sΦd= b / d1= 80/ = h = = 3 = b / h = 80 / = 由表 102 查得 KA= ，由圖 108 按第Ⅱ公差組 7 級(jí)精度查得 Kv= 。對(duì)于軟齒面齒輪，假設(shè)KAFt/ b 100N/mm ，由表 103 按第Ⅱ公差組 7 級(jí)精度查得 KHα=KFα= ，由表 104 按第Ⅲ公差組7 級(jí)精度插值查得 KHβ = ，由圖 1013 查得 KFβ = 。接觸載荷系數(shù)彎曲載荷系數(shù)10—32 解：1．計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=K KAKVKHα KHβ=K KAKVKFα KFβ= = = = 22齒輪的壽命Lh= 8 250 5 = 10000h ，大、小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N = 60 =8N1=n1jLh/ z601440110000 = 10= 82． 計(jì)算許用接觸應(yīng)力2N1z1 2 30 / 93 = 10由圖 1019 查得（按曲線 1 查） KHN1= ， KHN2= 。查取極限應(yīng)力時(shí)，按材料的平均硬度，查 MQ 線。由圖 1021d 查得σHlim 1=580MPa ，由圖 1021c 查得σHlim 2=390MPa ，取 SH= ，兩齒輪的許用接觸應(yīng)力分別為σ[ ]=K σHN1 H lim1 580==586MPaH1SH1σ[H2]=2 H lim 2KHNσ 390==425MPa3． 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力SH1查圖 1018，從安全可靠考慮，取 KFN1=KFN=21。由圖 1020c 查得σFlim1=420MPa ，由圖 1020b查得σFlim2=320MPa ，取 SF= ，兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力分別為σ[F1]=KFNσ1 F lim11 420==300MPa10—33 解：σ[F2]=SF2 F lim 2KFNσSF1 320==