第10章课后作业

1、【题题10-1】试分析图示齿轮传动中各齿轮所受的力（用受力图表示出各试分析图示齿轮传动中各齿轮所受的力（用受力图表示出各力的作用位置及方向）力的作用位置及方向）Fa2Ft2Ft1Fr2Fr1Fa1Fr1Fr2Ft1Ft2Fa1Fa2Fr3Fr4Ft3Ft4Fa4Fa3【题题10-1】【题题10-1】设计小型航空发动机的一对斜齿圆柱齿轮传动。已知传递功率设计小型航空发动机的一对斜齿圆柱齿轮传动。已知传递功率P1=130kW，转速转速n1=11460r/min，z1=23，z2=73，寿命，寿命Lh=100h，小齿轮做悬臂布置，使用系，小齿轮做悬臂布置，使用系数数KA=1.25【题题10-8】1.

2、选择齿轮的材料和精度等级选择齿轮的材料和精度等级 1）由由表表10-1选大小齿轮材料均为选大小齿轮材料均为20CrMnTi，渗碳淬火。小齿轮齿面硬，渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取度取62HRC，大齿轮齿面硬度取，大齿轮齿面硬度取58HRC 2）由）由表表10-6选精度等级为选精度等级为6级级 3）初选螺旋角初选螺旋角=14=142.按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计 （1）确定设计公式内的各计算数值）确定设计公式内的各计算数值 1）试选载荷系数）试选载荷系数Kt=1.6 2）T1=9.55106P1/n1=9.55106130/11460108333Nmm 3）小齿轮做悬臂布置小齿轮做悬臂布置，

3、由，由表表10-7和和表表10-4，取，取d=0.64）由）由z1=23，z2=73计算计算得得：1=0.77，2=0.88，=1+2=1.655）u=z2/z1=73/233.176）由）由图图10-20查得查得ZH=2.437）由）由表表10-5查得查得ZE=189.8MPa0.58）确定许用接触应力）确定许用接触应力 查查图图10-25（e）查得查得Hlim1=1350MPa，Hlim2=1350MPa 循环次数：循环次数：N1=60n1jLh=60114601100=6.876107 N2=N1/u=6.876107/3.172.169107 查查图图10-23中曲线中曲线2查得查得K

4、HN1=1，KHN2=1.08 取安全系数取安全系数SH=1【题题10-8】36.77mm40418 .18943. 217. 3117. 356 . 1.603108336 . 12321tdH1=KHN1 Hlim1/SH=11350/1=1350MPaH2=KHN2Hlim2/SH=1.081350/1=1458MPaH取较小值取较小值H1（2）计算）计算1）试算小齿轮分度圆直径）试算小齿轮分度圆直径2）计算圆周速度）计算圆周速度【题题10-8】22.05m/s100060114606.77314. 3v【题题10-8】3）计算齿宽及试算模数）计算齿宽及试算模数 b=dd1t=0.636

5、.77=22.06mm mnt=d1tcos/z1=36.77cos14/231.551mm h=2.25mnt=2.251.5513.49mm b/h=22.06/3.496.324）=0.318dz1tan=0.3180.623tan141.0945）计算载荷系数）计算载荷系数K 已知使用系数已知使用系数KA=1.25 根据根据v=22.05m/s，6级精度，由级精度，由图图10-8查得查得Kv=1.14 KAFt/b=334N/mm100N/mm，由，由表表10-3查得查得KH=KF =1.1 由由表表10-4查得查得KH=1.384，由，由图图10-13查得查得KF=1.3 K=KAK

6、vKHKH=1.251.141.11.3842.1691.717mm2314cos9.640cos11nHzdm 6）按实际载荷系数校正分度圆直径）按实际载荷系数校正分度圆直径 7）计算模数）计算模数 3.按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计 （1）确定设计公式内的计算数值）确定设计公式内的计算数值 1）计算载荷系数）计算载荷系数K=KAKvKFKF=1.251.141.11.3=2.038 2）根据纵向重合度）根据纵向重合度=1.094由由图图10-28查得查得Y=0.88 3）当量齿数）当量齿数zv1=z1/cos3=23/cos31425.2， zv1=73/cos31479.9 4）查

7、齿形系数：由）查齿形系数：由表表10-5查得查得YFa1=2.62， YFa2=2.22 5）查应力校正系数：由）查应力校正系数：由表表10-5查得查得YSa1=1.59， YSa2=1.77【题题10-8】mm69.406 . 1169. 277.3633tt 11KKddmm748 . 190200. 056 . 123.6014cos.8808333102.0382322nFm6）计算大小齿轮的）计算大小齿轮的YFaYSa/F并加以比较并加以比较 由由图图10-24（d）查得查得FE1=FE2 =700MPa 查查图图10-22中曲线中曲线2查得查得KFN1=0.95，KFN2=0.97

8、 取安全系数取安全系数SF=1.5 F1=KFN1FE1/SF=0.95730/1.5=462MPa， F2=472MPa YFa1YSa1/F1=2.621.59/4620.00902 YFa2YSa2/F2=2.221.77/4720.00833（2）计算）计算 根据根据mnH和和mnF取取mn=2mm，已同时满足齿面接触疲劳强度和齿根弯，已同时满足齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度曲疲劳强度【题题10-8】4.几何尺寸计算几何尺寸计算 （1） 计算中心距计算中心距 a=(z1+z2)mn/2cos=(23+73)2/(2cos14)98.94mm 将中心距圆整为将中心距圆整为99mm （

9、2）按圆整后的中心距修正螺旋角）按圆整后的中心距修正螺旋角 =arccos(z1+z2)mn/2a= arccos(23+73)2/(299) 14828 （3）计算大小齿轮的分度圆直径计算大小齿轮的分度圆直径 d1=z1mn/cos=232/cos1482847.438mm d2=z2mn/cos=732/cos14828150.562mm （4）计算齿轮的齿宽计算齿轮的齿宽 b=dd1=0.647.43828.46mm，取，取b2=30mm，b1=35mm 【题题10-8】5.圆整中心距后的强度校核（略）圆整中心距后的强度校核（略）课程设计参考教材例题（推荐软齿面课程设计参考教材例题（推荐软齿面u软齿面的闭式传动软齿面的闭式传动主要失效形式主要失效形式主要失效形式主要失效形式齿根折断齿根折断u硬齿面的闭式传动硬齿面的闭式传动齿面点蚀齿面点蚀设计准则按设计准则按齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度设计，按照齿根弯曲强度校核设计，按照齿根弯曲强度校核设计准则按设计准则按齿根弯曲疲劳强度齿根弯