机械设计齿轮传动设计答案.doc

1、题 10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角 的旋1向已给出。（1）为使轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角 的旋向,并画出各轮轴向力 、径向力及圆周力的方向。（2） 若已知第一级齿轮的参数为:Z 1=19,Z2=85,mn=5mm, ,a=265mm, 02n轮 1 的传动功率 P=6.25kW,n1=275 r/min。试求轮 1 上所受各力的大小。解答: 1各力方向：见题解 10-6 图。2各力的大小： mN045.217275.69095011 nPT； 048.1,8.26)()(cos211aznm； 83.d N83tan,N163costan,N4

2、0 11111 art FFTF；题 10-7 图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使轴上的轴向力抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向 ;并画出各齿轮轴向力、径向力及圆周力的方向。解答：齿轮 3 为右旋，齿轮 4 为左旋; 力的方向见题解 10-7 图。题解 10-6 图题 10-6图题解 10-7 图题 10-7 图题 10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n1 =730 r/min,n2 =130 r/min,齿轮按 8 级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间 t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置 ,但轴的刚度较

3、大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。 （建议两轮材料都选用硬齿面）解题分析：选材料确定许用应力硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数确定齿轮的参数和几何尺寸校核齿轮的接触疲劳强度校核齿轮的圆周速度解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。1. 选材料大、小齿轮均选用 20CrMnTi 钢渗碳淬火（1表 11-2） ，硬度为5662HRC，由1图11-12 和1图 11-13 查得： MPa150,Pa430limlimHF2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计（1）确定 FP按1式（11-7 P227）计算，取 ；齿轮的循环次数：6.1,2minFSTY,取 ,则

4、:81 03.4107360atnN1NY5MPaa6.21minl NFSTP（2）计算小齿轮的名义转矩 T1m196.23N730595011 nPT（3）选取载荷系数 KK=KAKVK K = 1.5 1.02 1.1 1.0 = 1.68（4)初步选定齿轮参数选 取,769.1340/273/,24211 nZZ 1352Z取 ,6.012ud（5)确定复合齿形系数 FSY因两轮所选材料及热处理相同,则 相同,小齿轮齿根强度弱，故设计时FP按小齿轮的复合齿形系数 代入即可。1FS，由1图 11-18 查得645.2cos/24cos0303/1 Zv 20.41FSY将上述参数代入求

5、的式中，得：nm.6m38.020.419.16. 3321 FPSndYKT按1表 4-1 取标准模数 ，则中心距：5n， 取 ，2.191cos2)4(5.cos2)(001Zan 205a， =1465.3.am87.41114（6)计算几何尺寸 mdZn348.176965.012,.2cos1,取1b382b,取)(24513.校核齿面的接触强度由1式（11-21）： ，取)(10921ubdKTZEHMPa8.9EZ106.5Pa65.8.63.1890H因可靠性要求较高，取 ，由1图 11-15，取1,3.minWHZS 04.1NZMPa20a04.51il NHP因为 ，故接

6、触疲劳强度也足够。HP4. 校核速度: sndv /m.364/s10678.3106由1表 11-4 知，选 8 级精度合格。题 10-10 设计一对由电动机驱动的闭式直齿锥齿轮传动( = 900 ),已知:P1 = 4 kW,n1 = 1440 r/min,i = 3.5,齿轮为 8 级精度,载荷有不大的冲击,单向转动工作,单班制,要求使用 10 年,可靠度要求一般。(小齿轮一般为悬臂布置)解题分析：选材料确定许用应力软齿面，按齿面接触疲劳强度确定齿轮大端的分度圆直径确定齿轮的参数和几何尺寸校核齿轮的弯曲疲劳强度解答: 根据题意，选用软齿面齿轮，其主要失效形式为齿面疲劳点蚀。1. 选材料，

7、定许用应力:两轮均选用 45 号钢，小齿轮调质齿面硬度为 229286 HBS，大齿轮正火齿面硬度为 169217 HBS ，由1图 11-12b 查得：；由1图 11-13b，MPa210,Pa20lim1limFF查得： MPa50,62limli HH1,1,3. 2inmin WSTF ZYS；01 8.)01(406 atN9/25.i由1图 11-14 和1图 11-15：取 ，所以：1,212NNZY50MPa150323.28a1.0min2l2il1minl1 WNHPFSTNPZY2.接触疲劳强度设计: 由1式(5-57),一对齿轮为钢制时，有 3 121)5.0(46uK

8、TdRHPR（1).计算小齿轮的名义转矩 m26.53N1409511 nPT（2).选取齿宽系数. 取 3.R（3).选取载荷系数. 因小齿轮悬臂布置,取 K=1.251.061.081.05 = 1.5（4).计算小齿轮大端分度圆直径m56.74.3025.1)3.051(24632d（5).确定齿数和模数. 取 ,9,121iZ大端模数 ,查1表 4-6,m.8326745.1Zdm25.（6).计算主要几何尺寸,47.106)5.().0(2,211dR,取39m4763b32b3.校核齿根弯曲疲劳强度由1式(11-25)可知: FSRFYZbKT212)5.0(6（1).确定 的大值FPSY/,000 5.749,5.1926arctnarct 12211 Z15.3cos,04.27cos2211 ZZvv由1图 11-18 查得: ,9.,9.1FSFSYY012.3,024.389. 21 FPFPSY因为 ,所以校核小齿轮即可。21FPSY（2).校核小齿轮的齿根弯曲强度 1221 MPa129.3Pa.4)3.05(65.3.0 FF 故齿根弯曲强度足够。