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时间:2019-06-21
《第7章齿轮传动复习及自测(含参考答案)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、机械设计复习资料汇编第七章齿轮传动精选例题与解析例7-1二级圆柱齿轮减速器,其中一级为直齿轮,另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器,锥齿轮传动应置于高速级还是低速级?为什么?答:在二级圆柱齿轮传动中,斜齿轮传动放在高速级,直齿轮传动放在低速级。其原因有三点:1)斜齿轮传动工作平稳,在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度,更适于高速。2)将工作平稳的传动放在高速级,对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级,则斜齿轮传动也不会平稳。3)斜齿轮传动有轴向力,放在高速级轴向力较小,因为高速级的转矩
2、较小。由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器,一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是:低速级的转矩较大,齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时,加工困难,制造成本提高。例7-2一对齿轮传动,若按无限寿命考虑,如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀?哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断?答:一对齿轮的接触应力相等,哪个齿轮首先出现点蚀,取决于它们的许用接触应力[sH],其中较小者容易出现齿面点蚀。通常,小齿轮的硬度较大,极限应力slim较大,按无限寿命设计,小齿轮的许用接触应力[sH]1较大,不易出现齿面点蚀。判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断,即比较两轮的弯曲疲劳强度
3、,要比较两个齿轮的YYYYFa1Sa1Fa2Sa2和,其比值较小者弯曲强度较高,不易发生轮齿疲劳折断。[s][s]F1F2例7-5有一对渐开线标准直齿圆柱齿轮z1、z2,和一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮z1¢、z2¢,直齿轮的齿数z1、z2、模数m、压力角a,分别与斜齿轮的齿数z1¢、z¢2、模数mn、压力角an对应相等。若其它条件都相同,试说明斜齿轮比直齿轮抗疲劳点蚀能力强的理由。2KT(u+1)提示:s=ZKZZZUS1T≤[s]HEHeb2Hbdu1答:根据所提示斜齿轮传动的接触应力计算公式分析如下:(1)直齿轮d1=mz1,斜齿轮d1¢=mz1/cosβ,因d1¢
4、>d1。斜齿轮接触应力sH较小。(2)斜齿轮比直齿轮多一个螺旋角系数Zb,因Zb<1,接触应力sH较小。(3)斜齿轮传动的综合曲率半径rS较大,区域系数ZH¢较小,接触应力sH较小。(4)斜齿轮传动的重合度e较大,重合度系数Ze¢较小,接触应力sH较小。综上,斜齿轮传动比直齿轮的接触应力小,接触疲劳强度高,抗点蚀的能力强。例7-6一对闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:z1=25,z2=75,m=3mm,fd=1,小齿轮的转速n=970r/min。主从动轮的[sH]1=690MPa,[sH]2=600MPa,载荷系数K=1.6,节点区域系数ZH=2.5,机械设计复习资料汇编材
5、料弹性系数ZE=189.8MPa,重合度系数Ze=0.9,是按接触疲劳强度,求该齿轮传动传递的功率。提示:接触疲劳强度校核公式为2KT(u+1)1s=ZZZ£[s]HEHe2Hbdu1解:由已知条件:u=z2/z1=75/25=3d1=mz1=3×25=75mmb=φdd1=1×75=75mm因为大齿轮的许用接触应力较低,故按大齿轮计算承载能力:22æ[s]öbduçH2÷1T=×1çZZZ÷2K(u+1)èHEeø22æ600ö75´75´3=ç÷×=195182Nmm=195.182Nmè2.5´189.8´0.9ø2´1.6´(3+1)齿轮传动所能传递的功率为:
6、pn1p´195.182´970P=T×==19826W=19.826kW13030例7-7图示双级斜齿圆柱齿轮减速器,高速级:mn=2mm,z1=22,z2=95,an=20°,a=120,齿轮1为右旋;低速级:mn=3mm,z3=25,z4=79,an=20°,a=160。主动轮转速n1=960r/min,转向如图,传递功率P=4kW,不计摩擦损失,试:(1)标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向;(2)合理确定3、4轮的螺旋线方向;(3)画出齿轮2、3所受的各个分力;(4)求出齿轮3所受3个分力的大小。解题注意要点:(1)一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。(2
7、)为使3轮轴向力与2轮反向,3轮左旋、4轮右旋。例7-7图1(3)为求齿轮3的分力,先求螺旋角T3和β3。解:KUST(1)各轮的转向和2轮的螺向如例7-8图2所示。(2)3轮为左旋、4轮为右旋,如图所示。(3)齿轮2、3所受的各个分力如图所示。(4)求齿轮3所受分力:n1n1z1960´22n=n====222.3r/min32iz95122P4例7-7图2T=T=9550=9550´=171.84Nm32n222.33mn(z3+z4)3´(25+79)cosb===0.975,β3=12.8386°32a2´160机械设计复习资料汇编mn3z3
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