合肥工业大学05齿轮机构及其设计答案.doc

1、班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 1 齿轮机构及其设计 1、设有一渐开线标准齿轮 z =20,m =8mm, =20, *ah =1,试求： 1）其齿廓曲线在分度圆及齿顶圆上的曲率半径 、 a 及齿顶圆压力角 a ； 2）齿顶圆齿厚 as 及基圆齿厚 bs ； 3）若齿顶变尖 ( as =0)时，齿顶圆半径 ar 又应为多少？ 解 1）求 、 a 、 a mmtgtgrrrammtgtg armmaddmmhzmdmmmzdabaababbaa75.453.1931175.753.1931)88/175.75(c o s)/(c o s36.2720175.7536.1502

2、0c o s160c o s176)1220(8)2(16020811*2）求 as 、 bs mmi n vi n v amzsasmmi n vi n vmi n v ai n v arrrssbaaaa05.14)2020828(20c o s)(c o s56.5)203.1931(1 7 680882)(23）求当 as =0 时 ar 0 9 3 4 4 4.020)(2in v arsain vin v aain vrrrssaaaaa 由渐开线函数表查得： 5.2835 aa mmarr aba 32.925.2835c o s/1 7 5.75c o s/ 班级 姓名 学号

3、机械原理 评语 任课教师 日 期 2 2、试问渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数 z 应为多少，又当齿数大于以上求得的齿数时，基圆与齿根圆哪个大？ 解 )22( c o s * chzmd azmd afb 由 bf dd 有 45.4120c o s1 )25.01(2c o s1 )(2 * achz a 当齿根圆与基圆重合时， 45.41z 当 42z 时，根圆大于基圆。 3、一个标准直齿圆柱齿轮的模数 m =5mm，压力角 =20，齿数 z =18。如图所示，设将直径相同 的两圆棒分别放在该轮直径方向相对的齿槽中，圆棒与两侧齿廓正好切于分度圆上，试求 1）圆棒的半径 pr ；

4、2）两圆棒外顶点之间的距离（即棒跨距） l 。 解：)(2/21 r a dzmzmKO P 51802 zKO P mmtgrNKNPrbp33.4)2025(tan mmrrl pb 98.10125s in2 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 3 4、有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合，已知 1z 19， 2z 42， m 5mm。 1）试求当 20时，这对齿轮的实际啮合线 B1 B2的长、作用弧、作用角及重合度；）绘出一对齿和两对齿的啮合区图（选适当的长度比例尺仿课本上图 5-19 作图，不用画出啮合齿廓），并按图上尺寸计算重合度。 解： 1）求 21BB 及 a 64

5、311219 20c o s19a r c c o s2c o sa r c c o s *111 aa hz aza91261242 20c o s42a r c c o s2c o sa r c c o s *222 aa hz aza)()(c o s2221121 tg atg aztg atg azamBB aa )209126()206431(1920c o s252 tgtgztgtgmm103.24 63.120c o s5 1 0 3.24c o s21 mam BBa 2）如图示 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 4 5 、已知一对外 啮合变位齿 轮传动，

6、 21 zz =12, m =10mm, =20 , *ah =1,a =130mm,试设计这对齿轮传动，并验算重合度及齿顶厚（ as 应大于 0.25m，取21 xx ）。 解 1）确定传动类型 1 3 01 2 0)1212(210)(2 21 azzma 故此传动应为 正 传动。 2）确定两轮变位系数 0529)20c o s1 3 01 2 0a r c c o s ()c o sa r c c o s ( aaaa 2 4 9.1202 )200529)(1212(2 )( 2121 tg i n vi n vt g a i n v aai n vzzxx 取 294.017/)12

7、17(1/)(6 2 4 5.0 m i nm i n*m i n21 zzzhxxxx a 1） 计算几何尺寸 尺寸名称 几何尺寸计算 中心距变动系数 0.1/)( maay 齿顶高变动系数 249.021 yxx 齿顶高 mmmxhhh aaa 7 5 5.13)( *21 齿根高 mmmxchhh aff 2 5 5.6)( *21 分度圆直径 mmmzdd 120121 齿顶圆直径 mmhddd aaa 51.1 4 72 1121 齿根圆直径 mmhddd fff 49.1072 1121 基圆直径 mmaddd bb 7 6 3.1 1 2c o s121 分度圆齿厚 2 5 4.

8、20)22(21 mx tg ass 2） 检验重合度和齿顶厚 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 5 840)a r c c o s ( 1121 abaa ddaa 0 2 9 8.12 )()( 2211 tgtgztgtgza 5.225.0059.6)( 111 121 mi n vi n vdddsss aaaaa 故可用。 6、现利用一齿条型刀具（齿条插刀或齿轮滚刀）按范成法加工渐开线齿轮，齿条刀具的基本参数为： m =4mm, =20 , *ah =1, *c =0.25, 又设刀具移动的速度为 V 刀=0.002m/s，试就下表所列几种加工情况，求出表列各个项

9、目的值，并表明刀具分度线与轮坯的相对位置关系（以 L 表示轮坯中心到刀具分度线的距离）。 切制齿轮情况 要求计算的项目 图形表示 1、加工 z=15 的标准齿轮。 mmmzr 302/1542/ mmrr 30 mmrL 30 m in/6366.021060 3 rr vn p 2、加工 z=15 的齿轮，要求刚好不根切。 mmmzr 302/1542/ 1176.017 )1517(1)( m i nm i n*m i n z zzhxx a mmrr 30 mmxmrL 4 7 1.3041 1 7 6.030 m in/6366.021060 3 rr vn p 3、如果 v 及 L

10、的值与情况 1 相同，而轮坯的转速却为 n=0.7958r/mn。 mmnvrr n 242/1060 3 124/242/2 mrz 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 6 5.1/)( mrLx （正变位） mmL 30 mmrr 24 4、如果 v 及 L 的值与情况 1 相同，而轮坯的转速却为 n=0.5305r/min。 mmnvrr n 362/1060 3 18/2 mrz mmL 30 5.14/)3630(/)( mrLx mmrr 36 7、图示回归轮系中，已知 z1=20, z2=48, 2,1m =2mm, z3=18, z4=36, 4,3m =2.5

11、mm；各轮的压力角 =20 , *ah =1, *c =0.25。试问有几种传动方案可供选择？哪一种方案较合理？ 解： mmzzma 68)(2211212 5.67)(2 433434 zzma 3412 aa ， 3421 zz ， 3443 zz 1 1， 2 标准（等变位） 3， 4 正传动 2 3， 4 标准（等变位） 1， 2 正传动 3 1， 2 和 3， 4 正传动， 2143 xxxx 4 1， 2 和 3， 4 负传动， 4321 xxxx 5 1， 2 负传动， 3， 4 负传动 方案 1 ， 3 较佳 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 7 8、在某牛头

12、刨床中，有一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动。已知： Z1=17, Z2=118, m=5mm, =20 , *ah =1, *c =0.25, a， =337.5mm。现已发现小齿轮严重磨损，拟将其报废，大齿轮磨损较轻（沿齿厚方向两侧总的磨损量为 0.75mm），拟修复使用，并要求新设计小齿轮的齿顶厚尽可能大些，问应如何设计这一对齿轮？ 解 1）确定传动类型 mmzzma 5.337)11817(25)(2 21 ，因 aa 故应采用等移距变位传动 2）确定变位系数 2 0 6.02052 75.0221 tgmt gsxx 故 206.01x ， 206.02 x 3） 几何尺寸计算 小齿轮

13、 大齿轮 mmmzd 8517511 mmmzd 590118522 mmmxhh aa 03.65)2 0 6.01( )( 1*1 mmmxhh aa 97.35)2 0 6.01( )( 2*2 mmmxchh af 22.55)2 0 6.025.01( )( 1*1 mmmxchh af 28.75)2 0 6.025.01( )( 2*2 mm hdd aa 06.97 03.62852 111 mm hdd aa 94.5 9 7 97.325 9 02 222 mm hdd ff 56.74 22.52852 111 mm hdd ff 44.5 7 5 28.725 9 02

14、 222 mmdd b 87.79 20c o s85c o s11 mmdd b 42.554 20c o s590c o s22 61.8)202 0 6.022(5)22( 11tgtgxms 1.7)20206.022(5)22( 22tgtgxms 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 8 1.7)20206.022(5)22( 11tgtgxme 61.8)202 0 6.022(5)22( 22tgtgxme mmmesp 71.155111 mmmesp 71.155222 9、设已知一对斜齿轮传动， z1=20, z2=40, nm =8mm, n =20 ,

15、*anh =1, *nc =0.25, B=30mm, 并初取 =15 ，试求该传动的中心距 a(a 值应圆整为个位数为 0 或 5，并相应重算螺旋角 )、几何尺寸、当量齿数和重合度。 解 1）计算中心距 a 初取 15 ，则 4 6 6.2 4 815c o s2 )4020(8)(c o s2 21 zzma n 取 mma 250 ，则 7351162 5 02 )4020(8a r c c o s2 )(a r c c o s 21 a zzm n 2）计算几何尺寸及当量齿数 尺寸名称 小齿轮 大齿轮 分度圆直径 mmzmdn 67.166c o s/11 mmd 33.3332 齿顶

16、圆直径 mmhdd aa 67.1 8 2211 33.3492 ad 齿根圆直径 mmhdd ff 67.1 4 6211 33.3132 fd 基圆直径 mmddtb 85.155c o s11 mmdb 69.3112 齿顶高、齿根高 mmmhh naa 8* mmmchh naa 10)( * 法面及端面齿厚 mmmsnn 57.122/ mmms nt 09.13)c o s2/( 法面及端面齿距 mmmp nn 14.25 mmpp nt 19.26c o s 当量齿数 61.22c o s311 zzv 61.22c o s322 zzv 3）计算重合度 945420)73511

17、6c o s/20()c o s/( tga r c t gtga r c t g nt 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 9 946231)67.1 8 2/84.1 5 5a r c c o s ()/a r c c o s ( 211 abat dd 330526)33.3 4 9/69.3 1 1a r c c o s ()/a r c c o s ( 222 abat dd 59.12 )945420330526(40)945420946231(202)()( 2211 tgtgtgtgtgtgztgtgz tt3 3 2.08/735116s in30/s in

18、nmB 92.13 3 2.059.1 10、设计一铣床进给系统中带动工作台转动的阿基米德蜗杆传动。要求 i12=20.5, m=5mm, =20 , *ah =1, *c =0.2, 求蜗轮蜗杆传动的基本参数 (z1、 z2、 q、 1、 2)、几何尺寸 (d1、 d2、 da1、 da2)和中心距 a。 解 1）确定基本参数 选取 z1=2（因为当 5.305.1412 i 时，一般推荐 21z 。） 4125.201122 ziz 查表确定 mmd 501 ，计 算 105/50/1 mdq 638111)50/25()/( 11 ar c tgdmzar c tg 63811112 2）计算几何尺寸 mmd 501 ， mmmzd 20522 mmhdd aa 60211 mmhdd aa 2 1 5222 mmhdd ff 38211 mmhdd ff 1 9 3222 3）中心距 a= mmzzma 5.127)4110(25)(2 21 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日 期 10 11、在图示的各蜗轮蜗杆传动中，蜗杆均为主动，试确定图示蜗杆、蜗轮的转向或螺旋线的旋向。