完整版哈工程机械考研机械设计题库第7章齿轮传动答案.docx
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完整版哈工程机械考研机械设计题库第7章齿轮传动答案
第7章齿轮传动答案
—、思考题
二、习题
1•在如图所示的三个圆柱齿轮传动中，若1、3两轮齿数相同，忽略摩擦失，问:
在轮1主动或轮2主动这两种情况下，轮2齿面所受接触应力的性质如何？
齿根弯曲应力的性质如何？
答：
在轮1或轮2主动这两种情况下，轮2齿面接触应力的性质都是脉动循环。
轮1主动时，轮2齿根弯曲应力的性质是对称循环；轮2主动时，轮2齿根弯曲应力的性质是脉动循环。
2、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：
1）m4mm，乙20，
z260；2）m2mm，z140，z2120，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？
⑵若两种方案的弯曲强度都能满足，则哪种方案比较好？
答：
（1）两种方案的接触强度相同，弯曲强度不同，1）方案弯曲强度较高。
（2）2）方案较好。
在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增
多使重合度增加，改善了传动平稳性和载荷分配情况。
m小，滑动速度小，降低
了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。
3、一对齿轮传递的转矩为T，如其它条件不变，当齿宽b或中心距a（小轮分度圆直径4）分别增大一倍时，分析各对接触应力h有何影响。
4、设计一单级圆柱齿轮减速器，根据强度及传动要求，已取定乙二42,Z2=106,m=4mrm为使中心距符合标准，取a=300mm试问：
1）若采用直齿轮传动应如何设计？
2）若采用斜齿轮传动应如何设计？
解：
1）标准齿轮的中心距a等（乙Z2）号（42106）296mm，小于实际中心距，故采用正角变位齿轮传动。
2）斜齿轮传动，由a巴型埜得
2cos
5.一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：
m=3mmZ1=25,Z2=75，=80634。
已知：
传递的功率70kW转速n1=750r/min。
求从动轮所受各分力（忽略摩
擦损失），并在图中示出各分力的方向。
Fa
Fttan23530.36tan806343352.82N
6.分析直齿锥齿轮受力，已知：
齿轮大端模数m=2mrm小齿轮齿数Zi=24,大齿轮齿数Z2=70,传递功率P=4.5kW,小齿轮转速ni=960r/min，齿宽b=24mm求小齿轮啮合点作用力的大小和方向，用三个分力表示，不计摩擦损失。
44766Nmm
锥齿轮传动比iz^Z!
70242.91667
锥距Rmz
1；
2242
70274mm
2
2
平均模数mm
（1
05R）m
（1
05丝）21.676mm
74
小齿轮平均直径d
m1Z1mm
24
167640.22mm
小齿轮圆周力
Ft1
2T12
4447662226N
dm1
40.22
小齿轮径向力
Fr1
Ft1tan
cos1
2226tan20cos185529"
766.4N
小齿轮轴向力
Fa1
Ft1tan
sin1
2226tan20sin185529"
262.8N
1arctan（1i）
arctan（12.91667）185529"
7.图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。
已知轮1的螺旋线方向和III轴转向，齿轮
2的参数mn=3mmZ2=57，=14，齿轮3的参数m=5mmZ3=21。
求：
1）使II轴所受轴向力最小时，齿轮3的螺旋线应是何旋向？
在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。
2）在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。
3）如使II轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大值？
1）齿轮3为右旋，齿轮2、3的旋向如图
2）齿轮2、3所受各分力方向如图。
3）|FaJ|Fa3〔，由FaFttan得：
Ft2tan2Ft3tan3
由转矩平衡，JTn得:
F.号Ft3号，代入得
mn3Z3/C0S3tan2
mn2z2/cos2
83234
8、图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。
已知：
斜齿轮
m=2mmz3=25,z4=53,II轴转矩T2=1210Nmm
1）如使z3、乙的中心距a=80mr，i问斜齿轮螺旋角=?
2）如使II轴轴向力有所抵消，试确定Z3、乙的螺旋线旋向（在图上表示）并计算Fa3的大小，其方向在图上标出。
解：
1）cosmn（Z1Z2）2（2553）0.975
2a280
所以，12.8386125019
2）Ft3玉
2T2
21210cos125019
47.19N
d3
mnz3/cos
225
Fa3Ft3tan
4719tan12501910.755N
方向如图。
9、一个单级直齿圆柱齿轮减速器中，已知齿数Zi=20,2=60,模数m=2.5mm
齿宽系数d=1.2，小轮转速ni=960r/min，若主、从动轮的许用接触应力分别为
700MPa，
650MPa，载荷系数K=1.6，节点区域系数ZH=2.5，
弹性系数ZE1898MPa12，试按接触疲劳强度，求该传动所能传递的功率
式中uz2/z160/203
d1
mzi
50mm
b
dd1
1.25060mm
T
22
h2bd1u
T1
Ze
Zh2K（u1）
650260502
189.82.521.6
=65971.6Nmm
（31）
所能传递的功率
6.63kW
P巧65971.5960
95.510595.5105
10、一对开式直齿圆柱齿轮传动，齿轮在两轴承间对称布置。
已知：
n=6mm乙1=20,
Z2=80,=20，齿宽b2=72mm主动轴转速6=330r/min，小齿轮45钢调质,
h1580MPa,f1314MPa，大齿轮45钢正火，h2540MPa,
f2300MPa，载荷系数K=2.0。
试求主动轴I所能传递的最大功率。
注：
YF12.80,YF22.22,YS11.55,乂21.77
解：
1）因为是开式齿轮传动，所以只按弯曲强度计算，同时考虑磨损的影响，将许用应力降低30%
bd1mF
2KYfYs
所以代入小值50.65,b取b2,a=mz=620=120mm代入式中
参数，分别求m、以便核对。
2）第二种方法测得：
小齿轮毂孔壁到齿顶圆距离19.00mm小齿轮毂孔
壁到齿根圆距离H=12.25mmz1=20,da1=68mm
解：
1）按第一种方法测得的尺寸计算
由a
mUNZ2）
得：
mn
2acos
2155
cos十os
1
31cos
2cos
Z1Z2
20
80
由da1
d12叫
mnZ1
2mn得：
34
10
mn
mn
COS
cos
联立解得：
COS
3
0.9677,
1459
143533
31
2）按第二种方法测得的尺寸计算
齿全高h2.25mn已H2190012256.75mm
所以mn3mm
由da1mnZl2mn得
cos
320ccc
cos0.9677
686
所以，14.59143533
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