机械设计基础第10章习题

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1、WORD文档可编辑本章的习题是按旧书的齿形系数YF求解的,新书需将齿形系数改为复合齿形系数YFS。旧书(新书)10-3(10-3)标准渐开线齿轮的(复合)齿形系数YF(YFS)与什么因素有关?两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m1=20mm,z1=20;m2=2mm,z2=20,其(复合)齿形系数是否相等?答:标准渐开线齿轮的(复合)齿形系数YF(YFS)与齿轮的齿数有关,而与模数无关。由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等,故其(复合)齿形系数是相等的。10-7(10-6)有一直齿圆柱齿轮传动,允许传递功率P,

2、若通过热处理方法提高材料的力学性能,使大小齿轮的许用接触应力[σH2]、[σH1]各提高30%,试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下,抗疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几?解:由齿轮接触疲劳强度条件当大小齿轮的许用接触应力提高30%时,即,在不改变工作条件及其他设计参数的情况下,有技术资料专业分享WORD文档可编辑得:故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69%。10-8(10-7)单级闭式直齿圆柱齿轮传动,小齿轮的材料为45钢调质,大齿轮材料为ZG310-570正火,P=4

3、kW,n1=720r/min,m=4mm,z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单向传动,载荷有中等冲击,用电动机驱动,试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。解:⑴齿轮材料的许用应力由表10-1查得小齿轮材料45钢调质,齿面硬度230HBS;大齿轮ZG310-570正火,齿面硬度180HBS,齿轮的材料为软齿面齿轮。分别查图10-6及图10-7得σHlim1=570MPa,σHlim2=370MPaσFlim1=190MPa,σFlim2=130MPa由表10-5,取SH=1,SF

4、=1.3,得⑵核验齿面接触疲劳强度技术资料专业分享WORD文档可编辑取载荷系数K=1.4,齿数比,作用在小齿轮上的转矩T1N·mm中心距mm齿宽b1=84mm,b2=78mm由式(10-5)齿面接触疲劳强度满足要求。注意:σH1=σH2⑶核验齿根弯曲疲劳强度查表10-4得齿形系数YF1=2.67,YF2=2.24按式(10-10)齿根弯曲疲劳强度满足要求。10-9(10-8)已知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比i=4.6,n1=730r/min,P=30kW,长期双向转动,载荷有中等冲击,要求结构紧凑。且z1

5、=27,大小齿轮都用40Cr技术资料专业分享WORD文档可编辑表面淬火,试计算此单级齿轮传动。解:⑴确定齿轮材料许用应力由齿轮材料45Cr表面淬火,为硬齿面齿轮,查表10-1,知齿面硬度为50HRC。分别查图10-6及图10-7得σHlim1=σHlim2=1180MPa,σFlim1=σFlim2=280MPa由表10-4,取SH=1.2,SF=1.5,故⑵按齿根弯曲疲劳强度设计(此题为硬齿面齿轮)设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.4,齿宽系数ψa=0.4。查表10-4得齿形系数YF1=2.60,

6、YF2=2.18,小齿轮齿数z1=,27,则z2=z1i=27×4.6≈124。作用在小齿轮上的转矩T1N·mm因,故应将代入计算。由式(10-11)计算模数mm按表6-1取m=3mm技术资料专业分享WORD文档可编辑确定中心距mm齿宽mm取b2=91mm,b1=98mm⑶验算齿面接触疲劳强度按式(10-5)齿面接触疲劳强度满足要求。⑷计算齿轮的圆周速度m/s对照表10-2可知选8级精度是合适的。10-10(10-9)说明下列几种情况下应采用的是斜齿轮的齿数还是当量齿数:⑴计算斜齿圆柱齿轮传动的角速比;⑵

7、用成型法切制斜齿轮时选盘形铣刀;⑶计算斜齿轮的分度圆直径;⑷齿根弯曲强度计算时查取(复合)齿形系数。答:⑴斜齿轮的齿数⑵斜齿轮的当量齿数⑶斜齿轮的齿数⑷斜齿轮的当量齿数10-12(10-10)斜齿圆柱齿轮传动的转动方向及螺旋线方向如图a所示,试分别在图b和图c技术资料专业分享WORD文档可编辑中画出轮1为主动时和轮2为主动时轴向力Fa1及Fa2的方向。10-14(10-11)已知单级闭式斜齿圆柱齿轮传动,P=10kW,n1=1210r/min,i=4.3,电机驱动,双向传动,载荷有轻微(中等)冲击,设小齿

8、轮用45MnB(45SiMn)调质,大齿轮用45钢调质,z1=21,试计算此单级齿轮传动。解:⑴确定齿轮材料的许用应力由表10-1查小齿轮材料用45MnB(45SiMn)调质,齿面硬度为260HBS;大齿轮材料用45钢调质,齿面硬度230HBS,为软齿面齿轮。查图10-6得σHlim1=690MPa,σHlim2=570MPa查图10-7得σFlim1=240MPa,σFlim2=190MPa由表10-5取SH=1,SF=1.

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