机械设计张淑敏作业习题

第一章连接设计

一、思考题

1、按螺纹牙型分类，螺纹可以分为哪几种？试说明各自的特点及主要用

途？

2、螺纹的主要参数有哪些？在设计中如何应用？

3、螺纹的旋向如何判别？常见的螺纹是左旋还是右旋？

4、常见的螺纹是单线还是多线？为什么？

5、在公称直径相同的条件下粗牙螺纹与细牙螺纹相比哪一个自锁性

强？那一个连接强度高？为什么？

6、螺纹连接为什么要防松？防松的基本原理有哪些？常用的防松措施

有哪些？

7、螺纹连接的主要失效形式有哪些？其设计准则是什么？

8、什么是松螺栓连接？什么是紧螺栓连接？其强度计算方法有何不

同？

9、螺栓组结构设计应考虑哪些问题？进行螺栓组受力分析的目的是什

么？其强度计算方法有何特点？

10、紧螺栓连接强度计算式中的1.3倍是什么含义？如果用钱制孔用螺

栓来传递横向载荷，是否也要这样考虑？为什么？

1.3F

cr=-------—<[crj

巴d；

41

二、分析与计算题

1、已知螺栓的刚度Ci=100N/mm,被连接件的刚度C?=400N/mm,若

预紧Fp和轴向工作载荷F均为400N,

试问：

(1)、被连接件间有压紧作用吗？为什么？

(2)、以一定的比例画出受力一变形关系图，并标出Fp和Fp'之值。

2、有一受横向工作载荷作用的紧螺栓连接，采用单个M16的六角头螺

27

栓（GB5782-2000）连接两块钢板，螺栓材料Q235;结合面间的摩擦因数为

f=0.13,摩擦传力可靠性系数Kf=1.3,试求在一般拧紧情况下（不控制预紧

力），连接所能承受的最大横向工作载荷之值？

3、用同一把活扳手分别拧紧M8和M16两个螺栓连接，若活扳手工作

长度为200mm,施加在扳手上的力为200N。

试问：（1）、两螺栓所受的预紧力Fp之值？

（2）、试分析哪个螺栓在预紧时易被拧断？

4、图1-1所示，为用四个普通螺栓连接的支架。被连接件总厚度为45mm

螺栓材料为Q235，性能等级4.6级，结合面间的摩擦因数为f=0.15,载荷

Q=1000N,试确定螺栓直径，并写出连接件的标记？

inna

图1-1

例解：从图示知本题属于受横向载荷作用的螺栓组连接。

一）受力分析（图1-2所示）

将载荷向螺栓组型心简化得：

①作用在型心0的横向载荷Q

Q=1000N

②绕型心0旋转的转矩T

T=1000Q=1000X1000

=1X106（Nmm）

③由于Q使每个螺栓受横向载荷RQ

RQ=Q/4=1000/4=250N

28

RQ的方向与载荷Q作用方向相同

④由于Q使每个螺栓受横向载荷RT

RT的方向与各螺栓到型心O的连线垂直，且与扭矩T作用的方向一致。

⑤将各螺栓的两个分力RQ和RT进行合成，可得合力Ri、R?、R3、R4，

其中R?、R3、为最大合力，根据余玄定理：

Rmax=JR2Q+R?T-2RTRQCOS135°

=V2502+8842-2X250X884X(-0.707)

=1075N

二）螺栓直径的确定

①根据Rmax确定预紧力Fp

由平衡条件知：Fpm户K/Rmax，由题意知m=l,若取K.L3

KR1.3x1075

则：b=9317N

mf0.15

②确定许用应力［。］

假设螺栓直径在Mi6~M3o之间，查表9-6,按不控制预紧力取S=3.8

公式:卜］=/■对于性能级别为4.6的螺栓，OB=400N/mm2

6xo-6x400

巴B=240N

1010

29

③定螺栓直径

,4x1.3x9317

x15.63〃〃九

V〃x63.16

查设计手册［2］知：M20的粗牙普通螺纹，其公称直径为20,内径

di=17.294>15.63mm

符合强度要求，M20在假设范围之内，安全系数S选值合理。为统一起

见，四个螺栓均采用M20的粗牙普通螺栓连接。

三）定连接件标记

查设计手册［2］,按GB93-2000取弹簧垫圈高度为5mm。

查设计手册［2］,按GB170-2000取螺母高度为18mm。

螺母端伸出长度=0.2Xd=0.2X20=4mm

计算螺栓所需长度=20+25+5+18+4=72mm

查设计手册［2］取螺栓长度L=75mm。

采用连接件的标记如下：

螺栓BG5782-2000—M20X75

螺母BG6170-2000—M20

弹簧垫圈BG93-2000—20

5、一受轴向外载荷F=1000N的紧螺栓连接，螺栓的刚度为Ci，被连接

件的刚度为C2,且C2=8。；预紧力FP=1000No试求螺栓中的总拉力和

被连接件中的剩余预紧力。

6、图1-3所示的连接用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上，零件

1与3之间有摩擦片2,各零件之间摩擦系数六0.13,螺钉强度级别为5.6级，

crs=300MPa,安全系数5=4.5；防滑系数（可靠性系数）&=1.3；大径

d=12mm,中径直=10.863mm,小径4=10.106mm；螺钉拧紧后靠摩擦力

承受载荷凡求允许产的最大值。

30

图1-3

7、图1-4所示，用三个M16的普通螺栓将钢板A固定在钢板2上。L=

400mm,a=70mm„钢板间摩擦系数7=0.12,连接的可靠性系数Kf=l.3,螺栓

的许用拉应力［b=120MPa。求此连接能承受的最大载荷尸为多少。

8、图1-5所示，为一压力容器，容器体和容器盖用螺栓组连接，容器内

长期稳定工作压强P=1.2MPa，D=500mm,D0=640mm,为保证气密性要求，

螺栓间距L<7d,取Fp'=1.5F,螺栓材料用35号钢，性能等级为5.6,试设

计此螺栓连接（螺栓个数和螺栓直径）。

提示：用粗牙螺纹，不控制预紧力，先任选一个螺栓个数，再按静强度

计算螺栓直径，验算螺栓间距。

31

图1-5

9、图1-6所示油缸油压p=3MPa,缸径。=160mm,螺栓数量z=8,螺

栓材料许用应力［可=150MPa,取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，试计算螺

栓直径。

图1-6

10、如图1-7所示的夹紧连接柄承受静载荷/Q=720N,螺栓个数Z=2,

连接柄长度乙=250mm,轴直径盘=60111111,夹紧接合面摩擦系数7=0.15,

螺栓材料为4.6级、Q235钢、o-s=240MPa,拧紧时不严格控制预紧力，取

安全系数(S)=4,试求螺栓所需最小直径(或计算直径)。

图1-7

32

三、结构设计

1、查手册确定下列螺纹连接的主要尺寸，并按1:1比例画出连接结构

图。

(1)、用M16的六角头螺栓(GB5782-2000)连接两块厚度各为30的

钢板，两块钢板上钻通孔。17.5,沉头座孔深1mm,试选用合适的防松措施

并写出螺栓和螺母的标记？

(2)、用M12的六角头螺栓(GB5782-2000),将厚12mm的铸铁盖板

紧固在很厚的铸铁机体上，构成螺钉连接的结构，中等装配精度，盖板和机

体间采用厚度为1mm的垫片，采用弹簧垫圈防松，试标出螺栓和弹簧垫圈的

标记？

(3)用M10的较制孔用螺栓连接两块厚度各为30的钢板，试画出正

确的结构图并写出螺栓和螺母的标记。

2、试找出图1-8中螺纹连接结构设计中的错误，并画出正确的结构图。

a)螺钉连接b)双头螺柱c)螺栓连接

图1-8

第二章带传动

33

一、思考题：

1、带传动有哪些基本类型？在一般传递动力的机械中，主要采用哪一

种带传动？V型带的标记如何表示？

2、带传动正常工作时产生弹性滑动的主要原因是什么？造成的后果是

什么？如何计算弹性滑动率？

3、带传动的打滑一般首先发生在哪一个带轮上？为什么？打滑的利和

害是什么？

4、带传动在带速V<10m/s时，紧边拉力为Fi,松边拉力为F2。在空

载时两边拉力的比值F1/F2约为多少？

5、V型带传动设计中，小带轮的直径是以什么为依据进行选择的？

6、V型带设计中，为什么要限制小带轮直径的最小尺寸？

7、带传动为什么要采用张紧装置？张紧轮应设置在哪一条边上？常用

的张紧装置有哪些？

8、皮带传动中常用的带轮材料有哪些？主要失效形式有哪些？

9、带传动中的紧边拉力Fi、松边拉力F2、张紧力Fo及有效拉力Fe之

间的关系如何？？

10、V型带传动设计中，带的工作楔角小与带轮轮槽的夹角W是否相等？

11、带传动中有哪几种应力？如何分布？最大应力在何处？

二、分析与计算题

1、某开式带传动的包角ai=160°,a2=200°,若带与轮之间的摩擦系数

f=0.51,试分别计算当张紧力Fo=3OON和Fo=5OON时，有效拉力的极限值Fmax

大约为多少？并分析有效拉力的极限值Fmax与初拉力Fo的关系？

2、若某开式带传动的包角ai=160°,平皮带与轮之间的摩擦系数f=0.3,

V型带与轮之间的摩擦系数fv=0.51»

（1）试分别计算当张紧力Fo=3OON时，平型带传动和V型带传动的最

大有效拉力Fmax大约为多少？

（2）分析平型带传动和V型带传动的传动能力？

3、若某开式带传动，ddl=140mm,dd2=280mm,中心距a由2000mm,

分别减至1000mm或500mm。试问：

34

（1）带的包角ai有什么变化？传动能力有无变化？

（2）试分析包角对传动能力的影响？

4、若某开式带传动，中心距a=1500mm,ddi=140mm,dd2=280mmo当

传递的功率P不变，主动轮的转速由不变，带轮和带之间的摩擦系数不变，

带的初拉力不变，而带轮直径分别减至ddi=100mm,dd2=200mm时。试分析：

（1）包角a1有什么变化？

（2）带速有什么变化？是否还能正常工作？

（3）带轮直径的大小对带传递载荷能力的影响？

5、若某传动带传递功率P=3KW,转速ni=1000r/min,当主动轮的直径

ddi分别等于125和160时。试：

（1）分别求出有效圆周力Fe之值？

（2）分析有效圆周力Fe与主动带轮直径之间的关系？

6、若带传递功率P=3KW,转速ddi=140mm,当主动轮的转速山分别等

于2000r/min、1500r/min及500r/min时。试分析：

（1）分别求出有效圆周力Fe之值？

（2）分析在主动轮直径不变的条件下，有效圆周力Fe与主动带轮转

速山之间的关系？

（3）分析有效圆周力Fe与带速V之间的关系？

7、某带传动传递功率P=2KW,带与轮之间的当量摩擦系数九=0.51,包

0

角ai=160°,a2=2OO,带的初拉力Fo=2OON,主动轮转速n1=1000r/min,

ddi=140mm,试：

（1）计算此带传动的最大有效圆周力Fmax和有效拉力Fe之值。

（2）分析其传动能力？

（3）将初拉力Fo提高到多少时才具备传动能力？

例解：

①带传动的最大有效圆周力取决于小带轮上的Fmax。

a.=^-xl60°=2.79rad

180°

小带轮上的最大有效圆周力（极限摩擦力）：

fa}0.51x2.79

心L2F。p—=2x200x产叼=244.5N

35

②传动能力计算

卅、市、工的旬di%^7x140x1000_.

市速计算：V=-----也一」=------------=7.8om/s

60x100060x1000

1000P1000x2cz

有效拉力:Fe=--------=------------=274N

V7.8

VFmax<Fe即小带轮上的最大有效圆周力(极限摩擦力)小于传动

所需要的有效拉力。

，传动能力不够，带传动会出现打滑失效。

③带传动具备传动能力时必须满足FmaxNFe

计算最大有效圆周力为274N时需要多大的张紧力

Fefai+1?74己051x2.79.

F---------=——•---------------x224N

0n2-12e°-51x2-79-1

将初拉力F。提高到224N时，则传动能力刚够。

8、有一B型胶带传动，传递功率P=2KW,带与带轮之间的当量摩擦系

数f=0.51,小带轮包角a1=1750,主动轮转速ni=1400r/min,ddi=140mm,

传动带的弹性模量E=300MPa.试求：

(1)胶带所受的最大拉应力。max之值？

(2)分析哪种应力对带的寿命影响最大？

9、B型胶带分别绕在ddi=100mm,ddi=140mm,ddi=180mm不同直

径的带轮上时，试：

(1)分别计算带的弯曲应力Obk？

(2)分析小带轮直径对胶带寿命的影响？

10、B型胶带传递功率P=3KW,带与带轮之间的当量摩擦系数「=0.51,

小带轮包角ai=175°,主动轮转速n!=1400r/min,ddi=140mm,张紧力

F0=180No试问：

(1)传动能力是否够？

(2)如果将初拉力提高至Fo=22ON呢？

11、如图3-1所示，一立式搅拌机采用2根A型带传动，主动轮转速

ni=1430r/min,ddi=140mm,从动轮转速n2=572r/min,传动中心距a=500mm,

工况系数KA=1.1,试求：

(1)允许传递的最大功率是多少？

(2)带传动作用在轴上的压轴力为多大？

36O□

neni

图3-1

12、V型带传动中，已知小带轮转速n1=960r/min,ddl=140mm,大带

轮直径dd2=425mm,弹性滑动率£=0.02。试问：计入弹性滑动率和不计弹

性滑动率时，大带轮的转速相差多少？

13、由双速电动机与V带传动组成传动装置，靠改变电动机转速，输出

轴可以得到300r/min和600r/min两种转速。若输出轴功率不变，带传动应按

那种转速设计？为什么？

14、图3-2为一宝塔轮带传动，各轮直径为ddi=dd6，dd2=dd5，3

=dd4,轴I为主动轴，转速,一定，若从动轴II上阻力矩一定，为什么

当轮1与轮2组合时，传动相应输出的功率最小？（假设忽略摩擦损失）

135

图3-2

三、结构设计题

1、V型带传动进行带轮结构设计时，带轮结构型式选择及尺寸确定的

根据是什么？轮缘上轮槽尺寸根据什么来确定？并说明哪些结构尺寸是根据

经验确定的？

2、图3-3所示为B型V带带轮的轮缘结构图，试问图中标注的表面粗

糙度是否合理？3角应该多大？说明为什么？

37

图3-3图3-4

3、设计一采用3根普通A型带的带轮,带轮材料为HT200,已知带轮

基准直径D=280mm,试绘出带轮工作图。

4、图3-4所示是带在带轮中的安装情况,试问是否正确？

第三章链传动

一、思考题

1、与带传动、齿轮传动相比，链传动有哪些优缺点？

2、有一滚子链的标记为10A-2X100GB1243.1-83,试说明它的含义？

3、影响链传动速度不均匀的主要因素是什么？为什么在一般情况下链传

动的瞬时传动比是变化的？在什么情况下瞬时传动比才是恒定的？

4、链传动的主要失效形式有哪些？

5、链传动设计计算时在什么条件下按许用功率曲线选择链传动？什么

工作条件下应进行静强度校核？

6、链传动中限制最少齿数的目的是什么？限制最多齿数的目的又是为

什么？

7、链传动中最适宜的中心距是多少？链的节数最好选择奇数还是偶

数？

8、链轮常用材料有哪些？在中速中载的链传动中链轮常用材料有哪

些?

9、在传动系统中链传动通常设置在高速级还是低速级？为什么？

38

二、分析与计算题

1、利用公式算出链号为10A和16A的套筒滚子链节距P值？

2、已知套筒滚子链轮齿数Z=21,链节距p=19.05mm,试求链轮分度园直

径d,齿顶园直径已和齿根园直径乙？（数字精确至小数点后3位）。

3、某套筒滚子链传动，Zj=15,p=25.40mm,m=500r/min,试求平均链速

V,最大水平分速Vg和最小水平分速Vm及链速变化率e之值？

4、计算当小链轮齿数%分别为：5、9、11、13、15、19、21、23、25、

27和29时链速变化率e,并绘出链速变化率e与Zi的关系曲线？

5、当链节磨损率△P/P=3%,链节距P=12.70mm时，分别求出链轮齿数Z

为50、100、150时的节园直径增量△（1,并分析齿数对掉链可能性的影响？

6、在套筒滚子链传动中，若规定△d/PWO.96,当链节磨损率4P/P分别

为2%和2.5%时，则滚子链轮的最多齿数ZZ皿分别是多少？

7、一双排套筒滚子链传动传递的功率P=1.5KW,传动的中心距a=500mm,

链节距于P=12.7mm,主动链轮转速ni=145r/min,主动链轮齿数%=17,中等

冲击载荷，水平传动，取静强度安全系数S=7,试校核此传动的静强度。

8、设计一链传动。已知电动机输出功率P=7.5Kw,转速rh=970r/min,要

求从动链轮转速n2=320r/min,传动中心距aW6501nm可以调节，载荷系数K

A=L3,水平传动。

9、图4-1所示链传动，小链轮1按什么方向旋转比较合理（在图中标出）？

并说明原因。

图4-1

例解：主动轮应该逆时针方向旋转。主动轮逆时针方向旋转才能保证松边

在下。因为当松边在上时可能有少数链节垂落到小链轮上，产生链条卡住的

现象。

39

2

10、已知主动链轮转速ni=850r/min,齿数Zi=18,从动链轮齿数Z2=90,

中心距a=900mm,载荷平稳，由电动机输入动力，采用压力润滑。已知套筒

滚子链的极限拉伸载荷为55.6KN。试求链条所能传递的功率及所需的节数。

11>已知链节距p=12.7mm,主动链轮转速nl=960r/min,主动链轮分度圆

直径dl=77.159mm,试计算平均链速。

12、试设计一带式输送机用的套筒滚子链传动，已知：传递功率P=5.5KW,

m=720r/min,电动机为Y160M2-8,i=3,按推荐方式润滑，载荷平稳。

例解：

一)定齿数Zi及Z2

i=3,初取Zi=25

Z2=iZi=3X25=75<Z2w=120,合适

-)定链节距。

初取中心距a。=40。

初算链节数LPo

L_Z、+Z[+2ao+(Z[-Z]]P

p02P(2乃la。

25+75,2x40P,(75-25?„P

2PI2兀J40P

=131.6节

取实际链节数LP=132节

由[1]P69表3-10按电动机带动，载荷平稳，取载荷系数KA=1

利用公式：P。〉」巴

40

KzKm

由[1]P69图3-31属于链板疲劳失效(对于中低速良好润滑时)，根据

表3-11,当Zi=25时，小链轮齿数系数Kz=(Zi/19)108=l.34；

由[1]P70表3-12,按单排链取多排链系数K.=l

KP1x5.5

Po>=4.1kW

1.34x1

由[1]P69图3-31,按m=720r/min,Po^4,IKWo

选取链号10A(615.875)

三)、确定实际中心距

㊀=乳LP—,)+,(LP-三*—8(言)]

)(25+75)2_8(75-25)2

15,875[Q32_25+75^132_]

22K

%638mm

四)、求压轴力FQ

(1)、验算链速

V=ZiPm/(60X1000)

=25X15.875X720/(60X1000)

=4.76m/s>0.6m/s

•••用许用功率曲线法确定链节距P合适，不再需要进行静强度校

核。

(2)、计算工作拉力

Fe=1000P/V=1000X5.5/4.76

=1155.46N

(3)、压轴力FQ

按水平布置选K«=1.15

Fa=KaFe=l.15X1155.46

=1328.78N

五)、润滑方式

由[l]P70图3-32,按v=4.76m/s,p=15.875可采用油浴式润滑

六)、链轮结构设计

(略)

41

第五章齿轮传动

一、思考题：

1.与带传动、链传动相比较，齿轮传动的主要优缺点有哪些？

2.一对闭式动力齿轮的材料均为45号钢，其中小齿轮经表面淬火处理，

而大齿轮仅作调质处理，试问：（1）该对齿轮以哪种失效为主？（2）这对齿

轮的主要尺寸通常先按什么强度来确定？

3.在进行齿轮强度计算时，为什么要引入载荷系数K?载荷系数K是

由哪几部分组成的？各考虑了什么因素的影响？

4.齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的？为什么要选择节点作为

齿面接触应力的计算点？

5.齿根弯曲疲劳强度计算公式是如何建立的？小齿轮和大齿轮在齿根

处的弯曲应力是否相等？为什么？

6.为何一对齿轮传动中两轮的齿面硬度常有一差值？两轮的齿面硬度

差值以取多大较为合适？

7.在圆柱齿轮减速器中，为什么小齿轮齿宽衍要略大于大齿轮齿宽b2?

强度计算时，按也还是按b2计算？

8.一对圆柱齿轮传动,小齿轮和大齿轮在啮合处的接触应力是否相等？

如大、小齿轮的材料及热处理情况均相同，则其许用接触疲劳应力是否相等？

9.一对圆柱齿轮传动,小齿轮和大齿轮在齿根处的弯曲应力是否相等？

如大、小齿轮的材料及热处理情况均相同，则其许用弯曲疲劳应力是否相等？

10.试述齿形系数YF的物理意义。齿形系数与那些因素有关？同一齿数

的直齿圆柱齿轮与斜齿圆柱齿轮的YF值是否相同？

11.在两级圆柱齿轮传动中，如其中一级用斜齿圆柱齿轮传动，它一般

是用在高速级还是低速级，为什么？

12.闭式齿轮传动中，如何划分软齿面齿轮和硬齿面齿轮？软齿面齿轮

和硬齿面齿轮的设计步骤有何不同？

42

13,直齿圆锥齿轮传动的强度计算是以什么作为计算依据的？

14.为保证圆锥齿轮的良好啮合，在安装调试时要注意什么问题？

15.在圆锥一圆柱齿轮减速器中，如将圆锥齿轮放在低速级将有那些问

题？

16.标准直齿圆柱齿轮传动，若传动比i,转矩Ti，齿宽b均保持不变,

试问在下列条件下齿轮的弯曲应力与接触应力各将发生什么变化？

(1)模数m不变，齿数zi增加；

(2)齿数zi不变，模数m增大；

(3)齿数Zi增加一倍，模数m减小一半。

17.在齿轮设计公式中为什么要引入齿宽系数？在设计时如何根据具体情

况选择。d的数值？如何根据齿宽系数小d确定大小齿轮的宽度？

、分析与计算题

1、如图5-1所示两级斜齿圆柱齿轮传动减速器，已知Z2=51,mn=3,

0=15°'Z3=17,mn=5,试问：

(1)低速级斜齿圆柱齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上

两轮的轴向力方向相反？

(2)低速级斜齿轮的螺旋角B应取多对数值才能使中间轴的轴向力互

相抵销？

输入R1

图5-1

43

2、有一对齿轮传动原传递功率为P时，算得其齿面工作接触应力值为

。H=236MPa,现若传递功率增为2P时，该对齿轮的接触应力将增为何值？

3、有一对齿轮传动原传递功率为P时，算得小齿轮的齿根工作弯曲应力

为。Fi=100MPa,现若传递功率增为2P,试求此时的。FI值？

4、有一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知：Zi=25,i=3,。m=300MPa,。

Fl=100MPa,试求大齿轮的。H2和。F2值？

5、已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，8级精度，原设计参数为m=4mm,

Zi=18,Z2=27»现改用参数为m=3mm,Z1=24,Z2=36o若载荷、齿宽、材

料及热处理都不变，试比较参数改变前后的两对齿轮：

（1）接触强度是否发生改变？为什么？

（2）改变后弯曲强度是提高了还是降低了？为什么？

6、双级斜齿轮减速器如图所示（忽略摩擦损失）。

1）设Z1为左旋，要使装Z2、Z3的轴受轴向力最小，在图5-2上标出Z2、

Z3、Z4的螺旋线方向。

2）若输入转矩T|=9XlO’N.mm,输出转矩T2=3.6X确定

总传动比i总。若两级传动比相等，ii=i2=?

3）若Z1、Z2、Z3、Z4的材料、热处理相同，要确定中心距a,应根据哪

一对齿轮计算？若要使四个齿轮的接触疲劳强度接近相等，应如何选择参

数？

图5-2

7、图5-3所示为一对标准斜齿圆柱齿轮传动。已知：输入功率P=3KW,

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ni=1000r/min,Zi=18,z?=75,mn=8mm,螺旋角B=15°,试求两齿轮所受的作用

力Fai、Fri、Ftl和Fa2、Fr2>F12之值，并画出各力方向。

图5-3

8、两级展开式齿轮减速器如图5-4所示。已知主动轮1为左旋，转向

山如图示，为使中间轴上两齿轮所受的轴向力能相互抵销一部分，试在图中

标出各齿轮的螺旋线方向，并在各对齿轮的啮合点处标出各齿轮所受力Fa、

F「、Ft的方向。

输入111

图5-4

9、一闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：齿数z】=20,Z2=75；模数m=3mm；

齿宽系数6d=1；小齿轮转速ni=750r/min。若主、从动齿轮的许用接触应力

[o„]!=700MPa,[oH]2=650MPa；载荷系数K=1.6；重合度系数Ze=0.9；

节点区域系数ZE=189.8/W短试按齿面接触疲劳强度，求该齿轮传动所能

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传递的功率。

例解：根据题意，按给定条件，由齿面疲劳接触强度条件求出小齿轮传

递的转矩「，但由「和已知小齿轮转速m,便可求出所能传递的功率Po

由式（4-13）,--------

%=Z.ZHZ箱.『[/]

u=zz/zi=75/20=3.75

di=mzi=3义20=60mm

b=6ddi=1义60=600mm

因大齿轮的许用接触应力较低，所以按大齿轮计算。则

T_([cyH]Ybd；u_(650Y*60x6()2乂3.75

1

~\zEZHZpJzF17+1-<189.8x2.5x0.9)X2x1.6-3.75+1

=123.47xlO3N-m

该齿轮传动所能传递的功率为

Tn123.47x103x750

Px=9.69kW

9.55xl069.55x106

10、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a）m=4mm,

zl=20,z2=60；b）m=2mm,z1=40,z2=120,其它参数都一■样。试问：

1）两种方案的接触强度和弯曲强度是否相同？

2）若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？

结构设计题

1、图5-5所示锥齿轮模数m=3mni,欲通过键与轴连接，齿根到键槽底部

距离e=3mm,试问这种齿轮结构型式是否合理？若不合理，请提出改进方案。

2、图5-6所示为某减速器设计的一个标准直齿圆柱齿轮，锻造毛呸，模

数m=3mm,齿数Z=94,齿宽B=70mm,轴孔直径为50mm,试解答下列问题：

（1）指出图示齿轮的不合理之处，并加一改进。

（2）若采用单键与轴连接时，经验算键连接强度不足，试对齿轮结构

提出几种可行的改进方案。

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图5-5图5-6

第六章蜗轮蜗杆传动

一、分析与思考题

1、蜗杆传动有哪几种基本类型？圆柱蜗杆按加工方法不同有哪些主要

类型？各用什么代号表示？

2、与齿轮传动相比，蜗杆传动有哪些优缺点？

3、蜗轮蜗杆传动中二