【正文】 第九章91 齒輪傳動的最基本要求是什么？齒廓的形狀符合什么條件才能滿足上述要求？答：基本要求是：傳動比恒定。齒廓的形狀是：漸開線形、擺線形、圓弧齒時滿足上述要求。（齒廓的形狀必須滿足不 論輪齒齒廓在任何位置接觸，過觸點所做齒廓的公法線均須通過節(jié)點。）92 分度圓和節(jié)圓，壓力角和嚙合角有何區(qū)別？答：分度圓：為了便于齒廓各部分尺寸的計算,在齒輪上選擇一個圓作為計算的基準,該圓稱為齒輪的分度圓.(標準齒輪分度圓與節(jié)圓重合且 s=e)：通過節(jié)點的兩圓具有相同的圓周速度，他們之間作純滾動，這兩圓稱為齒輪 的節(jié)圓。分度圓、節(jié)圓區(qū)別：分度圓是齒輪鑄造成立后本身具有的，而節(jié)圓是在兩齒輪運動 嚙合時根據(jù)其速度而確定出來的。壓力角：漸開線上任一點法向壓力的方向線（即漸開線在該點的法線）和該點速度 方向之間的夾角稱為該點的壓力角。嚙合角：過節(jié)點的兩節(jié)圓的公切線，與兩齒廓公法線間的夾角。壓力角、嚙合角區(qū)別：選取點的不同，壓力角的大小也就不同；而只要兩齒輪的大小確定，則其嚙合角也就隨確定。93 一對漸開線標準齒輪正確嚙合的條件什么？ 答：94 為什么要限制齒輪的最少齒數(shù)？對于α=正常齒制的標準直齒圓柱齒輪，最少齒數(shù) 是多少？答：限制最少齒數(shù)是為了保證不發(fā)生根切，要使所設計齒數(shù)大于不產生根切的最少齒數(shù)，當α=20 o 的標準直齒圓柱齒輪，則hga =1，則zmin =17。912 齒輪輪齒有哪幾種失效形式？開式傳動和閉式傳動的失效形式是否相同？在設計及使 用中應該怎樣防止這些失效？答：失效形式有：（1）輪齒折斷（2）齒面膠合（3）齒面磨粒磨損（4）齒面點蝕（5）塑性變形開式傳動和閉式傳動的失效形式不完全相同：其中磨損和疲勞破壞主要為開式齒輪傳動的失效形式；而齒面點蝕和折斷主要為閉式齒輪傳動的失效形式。為了防止輪齒折斷：在設計時應使用抵抗沖擊和過載能力較強的材料。為了避免齒面磨粒磨損：可采用閉式傳動或加防護罩等； 為了避免輪齒齒面點蝕：應使用接觸應力較大的材料；為了防止齒面膠合：必須采用粘度大的潤滑油（低速傳動）或抗膠合能力強的潤滑油（高速傳動）。第四篇：機械設計基礎課后習題答案 第11章111 解 1）由公式可知：輪齒的工作應力不變，則 則，若，該齒輪傳動能傳遞的功率112解 由公式可知，由抗疲勞點蝕允許的最大扭矩有關系：設提高后的轉矩和許用應力分別為、當轉速不變時，轉矩和功率可提高 69%。113解 軟齒面閉式齒輪傳動應分別驗算其接觸強度和彎曲強度。（1）許用應力 查教材表 111小齒輪45鋼調質硬度：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）驗算接觸強度，驗算公式為：其中：小齒輪轉矩載荷系數(shù) 查教材表113得齒寬中心距 齒數(shù)比則：、能滿足接觸強度。（3）驗算彎曲強度，驗算公式：其中：齒形系數(shù)：查教材圖 119得、則 ：滿足彎曲強度。114解 開式齒輪傳動的主要失效形式是磨損，目前的設計方法是按彎曲強度設計，并將許用應力降低以彌補磨損對齒輪的影響。（1）許用彎曲應力 查教材表111小齒輪45鋼調質硬度：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，并將許用應用降低30%（2）其彎曲強度設計公式：其中：小齒輪轉矩載荷系數(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、因故將代入設計公式因此取模數(shù)中心距齒寬115解硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷，設計方法是按彎曲強度設計，并驗算其齒面接觸強度。（1）許用彎曲應力查教材表 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，因齒輪傳動是雙向工作，彎曲應力為對稱循環(huán)，應將極限值乘 70%。故（2）按彎曲強度設計，設計公式：其中：小齒輪轉矩載荷系數(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)代入設計公式，查教材圖 119得因此取模數(shù)（3）驗算接觸強度，驗算公式：其中：中心距齒寬，取滿足接觸強度。116解 斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)角速比用齒數(shù)與其當量齒數(shù) 之間的關系：（1）計算傳動的。（2）用成型法切制斜齒輪時用當量齒數(shù) 選盤形銑刀刀號。（3）計算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。（4）計算彎曲強度時用當量齒數(shù) 查取齒形系數(shù)。117解 見題117解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當齒輪1為主動時按左手,則判斷其軸向力 ；當齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力。輪1為主動 輪2為主動時圖 題117解圖118解 見題118解圖。齒輪2為右旋，當其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向 ；徑向力總是指向其轉動中心；圓向力 的方向與其運動方向相反。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，則低速級斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應與齒輪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應分別校核其接觸強度和彎曲強度。（1）許用應力查教材表 111小齒輪40MnB調質硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪35SiMn調質硬度：200～260HBS，取230HBS。查教材圖 117： ；查教材圖 1110： ； 查教材表 114 取，故：（2）驗算接觸強度，其校核公式：其中：小齒輪轉矩載荷系數(shù) 查教材表113得齒寬中心距齒數(shù)比則： 滿足接觸強度。（3）驗算彎曲強度，校核公式：小齒輪當量齒數(shù) 大齒輪當量齒數(shù)齒形系數(shù) 查教材圖 119得、滿足彎曲強度。1111解 軟齒面閉式齒輪傳動應按接觸強度設計，然后驗算其彎曲強度：（1）許用應力查教材表 111小齒輪40MnB調質硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪45鋼調質硬度：210～230HBS，取220HBS。查教材圖 117：；；查教材表 114 取，查教材圖 1110：故（2）按接觸強度設計，其設計公式：其中：小齒輪轉矩 113得 齒寬系數(shù) 取載荷系數(shù) 查教材表中心距齒數(shù)比 將許用應力較小者 代入設計公式則： 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： 小齒輪當量齒數(shù)大齒輪當量齒數(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 輸入軸的轉矩中間軸轉矩輸出軸轉矩1113解 硬齒面閉式齒輪傳動應按彎曲強度設計，然后驗算其接觸強度。（1）許用應力查教材表 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）按彎曲強度設計，其設計公式：其中：小齒輪轉矩載荷系數(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量齒數(shù) 大齒輪當量齒齒形系數(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）許用彎曲應力查教材表 111小齒輪45鋼調質硬度：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：小齒輪轉矩載荷系數(shù) 查教材表113得分度圓錐角小齒輪當量齒數(shù)大齒輪當量齒數(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相關參數(shù) 分度圓直徑軸向力（3）相互關系 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動中心；對于錐齒輪2圓周力與其轉動方向相同，對于斜齒輪3與其圓周力方向相反。第五篇：機械設計基礎課后習題答案 第12章121解 ：從例 121已知的數(shù)據(jù)有：，，中心距，因此可以求得有關的幾何尺寸如下：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。（）（2）由題意，根據(jù)已知條件，可以得到蝸輪上的轉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）先用箭頭法標志出各輪的轉向。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向為順時針。因此根據(jù)蝸輪和蝸桿的轉向，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，只要是按基本設計步驟，滿足設計條件的答案，均算正確。）125解 ：一年按照 300天計算，設每千瓦小時電價為 此元。依題意損耗效率為，因用于損耗的費用為：126解（1）重物上升，卷筒轉的圈數(shù)為： 轉；由于卷筒和蝸輪相聯(lián)，也即蝸輪轉的圈數(shù)為 圈；因此蝸桿轉的轉數(shù)為：轉。（2）該蝸桿傳動的蝸桿的導程角為：而當量摩擦角為比較可見，因此該機構能自鎖。（3）手搖轉臂做了輸入功，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為焦耳。由于蝸桿轉了 轉，因此應有：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。