机械设计齿轮传动设计答案

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0［的旋向已给出。(1)为使II轴轴承所受轴向力较小，试确定第二级斜齿轮螺旋角0的旋向,并画出各轮轴向力、径向力及圆周力的方向。2)二20o,a=265mm.2)二20o,a=265mm.12n轮1的传动功率P=6.25kW,n=275r/min。试求轮1上所受各力的大小。1解答:1．各力方向：见题解10-6图。2．cos01各力的大小：-2．cos01各力的大小：-二9550xp二9550x镌N-m二217.045N-mmn(Z+茅

2a5x(19+85)2x265二0.9811,011.1480mnzdmnzd1二缶二96-83mmFt12000T1=4483N,F=d r11Ftanan一1 n=1663N,F=Ftan0=883Ncos0 a1 11厂11题10-6图题解题10-6图题解10-6图题10-7图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器，为使II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。―Di―Di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=15kW,n=730r/min,n=130r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲12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：选材料一确定许用应力一硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数f确定齿轮的参数和几何尺寸f校核齿轮的接触疲劳强度f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。选材料大、小齿轮均选用20CrMnTi钢渗碳淬火(［1］表11-2),硬度为56〜62HRC,由［1］图11-12和［1］图11-13查得：g=430MPaQ=1500MPaFlim Hlim按轮齿弯曲疲劳强度进行设计确定gFP按［1］式(11-7P227)计算，取Y=2,S=1.6；齿轮的循环次数：ST FminN二60nat二60x730x1x10000二4.38x108，取Y二1，则：1 1 N1g =◎fii/STy=430x 计算小齿轮的名义转矩T1x1MPa 计算小齿轮的名义转矩T1FP1 S N1 1.6Fmin

T=9550P=9550x具N-m=196.23N-m1 n 7301(3)选取载荷系数KK=KAKVKK=1.5X1.02X1.IX1.0=1.684)初步选定齿轮参数选Z=24,Z=nZ/n=730x24/130=134.769,取Z=135121122Z取屮=0.6,p=120,u=2=5.625d 0 Z1(5)确定复合齿形系数Yfs因两轮所选材料及热处理相同，则&相同,小齿轮齿根强度弱，故设计时按FP小齿轮的复合齿形系数Y代入即可。FS1Z=ZCOS3p=24/COS3120=25.645，由［1］图11-18查得Y=4.20v1 1/ 0 FS1将上述参数代入求mn的式中，得：m=12.6x 1»S1=12.6x3；1.68x196.23x4.20mm=2.461mmn 3屮dZ12&FP1 3°.6x242x538按［1］表4-1取标准模数m=2.5mm，则中心距:nm(Z+Z) 2.5x(24+135)a=n1 2,= mm=203.19mm，取a=205mm，2CoSp0 2xCoS120cosp=mn(［+Z2)=2.5；(2；二135)=0.9695，p=14.18720=14°11'14〃2a 2x205(6)计算几何尺寸d1dd1d2淤讪=61.888丽,n1cosp三5二135mm=348.176mm0.9695b=屮xd=0.6x61.888mm=37.133mm，取b=b=38mm

d1 2b=方2+(5~10)mm=43~48mm，取b、=45mm校核齿面的接触强度、KT由［1］式(11-21)：& =9Zi―(u±1)，取Z=189.8{MPaTOC\o"1-5"\h\zH E^bd2u E1& =109x189.8x丄68x196.23x5.625+1MPa=1068.55MPaH 38x61.8882 5.625因可靠性要求较高，取S =1.3,Z=1，由［1］图11-15，取Z=1.04Hmin W N1

o-◎Hlim 0x1.04xIMPa-1200MPaHPS N1W1.3Hmin因为o<o，故接触疲劳强度也足够。HHP4.校核速度:兀dn114.校核速度:兀dn1160x10003.14x61.888x73060x1000m/s-2.364m/s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（刀=90o）,已知:P1=4kW,n=1440r/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,1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：选材料一确定许用应力一软齿面，按齿面接触疲劳强度确定齿轮大端的分度圆直径f确定齿轮的参数和几何尺寸f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，定许用应力:两轮均选用45号钢，小齿轮调质齿面硬度为229〜286HBS,大齿轮正火齿面硬度为169〜217HBS,由［1］图ll-12b查得：°Flim1-2M0POFU-2M0P由［1］图11-肮'查得： o查得： oHlim1-600MPa,oHlim2-550MPaS-1.3,FminY-2,S-1,ZS-1.3,FminTOC\o"1-5"\h\zST Hmin W1 W2N-60nat-60x1440x1x(10x300x8)-2.28x1010；N-Ni-6.5x1091121/由［1］图11-14和［1］图11-15：取Y-Y-1,Z-1,所以:N2 N1 N2° -°Flim1ItY-220x2x1MPa-338MPaFP1 S N1 1.3Fmin° -°Flim2"sTY-2W_x2x1MPa-323MPaFP2 S N2 1.3Fmin° -°Hlim2ZZ-550x1x1MPa-550MPaHP2S N2W1Hmin2.接触疲劳强度设计:由［1］式(5-57),一对齿轮为钢制时，有d>J莎 Xk13(1-0.5屮)° 屮u1 RHP RT1=9550二=9550x4n11440N-m=26.53N-m2).选取齿宽系数.取屮=0.3R.选取载荷系数.因小齿轮悬臂布置，取K=1.25X1.06X1.08X1.05=1.5.计算小齿轮大端分度圆直径d>応324601—3： (1-0.5x0.3)x5502x10tx23Fmm=56-745mm(5).确定齿数和模数. 取Z=26,Z12=iZ=91,1大端模数m=—L=56745mm=2.183mm，查［1］表4-6,m=2.25mmZ2616).计算主要几何尺寸d=mZ=58.5mm,d=204.75mm112I ，R=*（0.5d］）2+（0.5〃2）2=106.47mmb=屮R=0.3x106.47mm=31.94mm,取b-32mmR3.校核齿根弯曲疲劳强度2360KT由［1］式（11-25）可知：a= 1YF bm2Z（1-0.5屮）2FS1R（1）.确定Y/a 的大值FSFPZ265=arctan4=arctan-=6=15.95°,1 Z 9125=900-5=74.050,21Z= 1 =27.04,v1 cos51v2Z—— Ocos52=331.15由［1］图