【正文】 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==
。查取極限應(yīng)力時(shí)，按材料的平均硬度，查 MQ 線。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 = 。反之則選擇粘度高的潤滑油。對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)，當(dāng)齒輪的圓周速度 v＜12m/s 時(shí)，采用浸油潤滑；當(dāng)齒輪的圓周速度 v＞12m/s 時(shí)，采用噴油潤滑。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。因此，彎曲應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)10－27 答：NF2=NH2= 107。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 。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。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。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。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—20 答：在任何情況下，大、小齒輪的接觸應(yīng)力都相等。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。（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。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。選擇節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)可以使計(jì)算公式得以簡化，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。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度方向上分布不均的影響。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。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。硬齒面齒輪的齒面硬度高，不能采用常規(guī)刀具切削加工。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。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。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。采用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油，在潤滑油中加入極壓添加劑，均可防止或減輕齒面的膠合。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。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。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。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。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。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 。9－17 答：鏈傳動(dòng)的潤滑方式有：定期人工潤滑，滴油潤滑，油池潤滑或油盤飛濺潤滑，壓力供油潤滑。中心距過小則鏈條在小鏈輪上的包角變小，鏈輪齒上的載荷增大。9－16 答：鏈傳動(dòng)的中心距一般取為 a0=(30～50)p(p 為鏈節(jié)距)。9－15 答：鏈的節(jié)距越大，則鏈條的承載能力就越大，動(dòng)載荷也越大，周期性速度波動(dòng)的幅值也越大。9－14 答：小鏈輪的齒數(shù) z1過小，運(yùn)動(dòng)不均勻性和動(dòng)載荷增大，在轉(zhuǎn)速和功率給定的情況下，z1過小使得鏈條上的有效圓周力增大，加速了鏈條和小鏈輪的磨損。9—13 答：若只考慮鏈條鉸鏈的磨損，脫鏈通常發(fā)生在大鏈輪上。由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比 is是變化的。9－10 答：國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T12431997 中沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形，僅規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數(shù)，實(shí)際齒槽形狀位于最小與最大齒槽形狀之間，都是合適的滾子鏈齒形。但是齒形鏈比滾子鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于制造，價(jià)格較高。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪的多，小鏈輪輪齒受到鏈條的沖擊也較大，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料，并具有較高的硬度。8—25 解題解 8—25 圖17第九章 鏈轉(zhuǎn)動(dòng)9—1 （3） ；9—2 內(nèi)鏈板與套筒 ；外鏈板與銷軸 ；滾子與套筒 ；套筒與銷軸 ；9—3 銷軸與套筒 ； 9—4 越高 ；越大 ；越少 ；9—5 鏈條疲勞破壞、鏈條鉸鏈的磨損、鏈條鉸鏈的膠合、鏈條靜力破壞；鏈條的疲勞強(qiáng)度 ；9－6（略）9－7 答：由于鏈條制造精度的影響，鏈條的排數(shù)過多，將使得各排鏈承受的載荷不易均勻。因此，帶的松邊拉力和緊邊拉力分別為F1?2= 2F2? F22由公式（81），帶的初拉力F2= Fe= 750N ；11F1= 2F2= 1500N8—23（略）8－24 答：F0=2(+ F ) =F122(1500+750) = 1125N圖（a）為平帶傳動(dòng)，張緊輪應(yīng)布置在松邊，從外向內(nèi)張緊，張緊輪靠近小帶輪，可增大小帶輪的包角。查表 84b，取z =( Pca+ Δ P K K== 3 .68取 z = 4 ，型號(hào)為 A 型。帶傳動(dòng)的計(jì)算功率Pca= KAP = = 度查圖 811，由Pca= ， n1= 1440r/min ，選取 A 型普通 V 帶。查表 84b，ΔP0= ，查表 87，取 KA= 。8－19（略）8—20 解：由公式（822），帶的基準(zhǔn)長度L= 2a +π+( d d)+(dd2? dd1)2d 0= 2+d 1πd 2+4a(400 ? 140 )2=2 8152(140 + 400 )4 8152499 mm查表 82， Ld= 2500mm ，由公式（87），小帶輪的包角d ? d?α1= 180?d 2ad 1=57 .5 180?400 14081557 .5 = 161 .7查表 85， K α= ，查表 82， KL= 。對(duì)于中心距不可調(diào)節(jié)的帶傳動(dòng)，只能采用張緊輪來調(diào)節(jié)帶中的張緊力。8－18 答：帶在使用過程中會(huì)伸長變形，造成帶對(duì)輪的張緊力下降。8—17 答：應(yīng)全部更換。（3） D 增大不會(huì)改變 V 帶傳動(dòng)的工作能力。故該方案不合理。三種方案都可以使輸送帶的速度 v提高，但 V 帶傳動(dòng)的工作能力卻是不同的。帶的根數(shù) z 過多，將會(huì)造成帶輪過寬，而且各根帶的受力不均勻（帶長偏差造成），每根帶的能力得不到充分利用，應(yīng)當(dāng)改換帶的型號(hào)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。帶的根數(shù) z 過少（例如 z=1），這有可能是由于將帶的型號(hào)選得過大而造成的，這使得帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸偏大而不合適。初拉力 F0過小，帶的傳動(dòng)能力過小，帶的傳動(dòng)能力沒有得到充分利用。中心距小的好處是帶傳動(dòng)的15結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。8－15 答：帶傳動(dòng)的中心距 a 過小，會(huì)減小小帶輪的包角，使得帶所能傳遞的功率下降。小帶輪的基準(zhǔn)直徑過小，也使得帶傳遞的功率過小，帶的傳動(dòng)能力沒有得到充分利用，是一種不合理的設(shè)計(jì)。打滑首先發(fā)生在小帶輪上，因?yàn)樾л喩蠋У陌切?，帶與輪間所能產(chǎn)生的最大摩擦力較小。彈性滑動(dòng)使帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比增大。這樣做不合理，因?yàn)槿魩л喒ぷ髅婕庸さ么植?，則帶的磨損加劇，帶的壽命縮短。當(dāng) i＞1 時(shí)，大帶輪上帶的彎曲應(yīng)力小，對(duì)帶的損傷減少，在相同的使用壽命情況下，允許帶傳遞更大一些的功率，因此引入額定功率增量△P0。因此，應(yīng)當(dāng)按轉(zhuǎn)速為 1000r/min 來設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)。因此，應(yīng)當(dāng)按轉(zhuǎn)速為 500r/min 來設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)。V 帶輪的基準(zhǔn)直徑是指帶輪槽寬尺寸等于帶的節(jié)寬尺寸處的帶輪直徑。8－8（略）8－9 答：V 帶繞在帶輪上，頂膠變窄，底膠變寬，寬度不改變處稱為帶的節(jié)寬 bP。這是因?yàn)?P=Fev，在帶傳動(dòng)能力允許的范圍內(nèi)，隨著小帶輪轉(zhuǎn)速的增大（帶速 v 增大）帶傳遞的功率增大。查手冊(cè)，M8 螺栓 d1= ，由公式（528），螺栓連接的預(yù)緊力2πd σ π1[]=2F0≤ 4 128 4=取 f = ， Ks= ，由公式（510），螺栓連接所允許傳遞的轉(zhuǎn)矩z∑F0f rT ≤i=1Ksi=F0fzD0/ 2=Ks 4 90 2=2．計(jì)算平鍵連接傳遞的轉(zhuǎn)矩? ≈76876N mm? m根據(jù)軸徑 d = 30mm ，查表 61，得 A 型平鍵的尺寸為： b = 8mm ， h = 7mm ，取 L = 50mm ，l = L ? b = 50 ? 8 = 42mm ， k = = 7 = ，按鍵連接受靜載荷，聯(lián)軸器材料為鑄鐵，查表 62，取 [σp] = 75MPa ，由公式（61），平鍵連接所允許傳遞的轉(zhuǎn)矩T ≤kld[σp] = 42 302000 200075 =?165N m由以上的計(jì)算結(jié)果可知，此聯(lián)軸器允許傳遞的最大靜轉(zhuǎn)矩 T = ? m 。由公式（65），漸開線花鍵連接所允許傳遞的轉(zhuǎn)矩T2≤1ψσ[ ] =zhldmp1? 19 5 150 95100 = 50766N m20003．計(jì)算 Z2 型脹套連接傳遞的轉(zhuǎn)矩2000根據(jù)軸徑 d = 100mm ，查手冊(cè)得 Z2 型脹套的額定轉(zhuǎn)矩 [T ] =