机械设计——齿轮传动

实用标准文档 第十二章 齿轮传动 1、图示为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所示。试问： （1）画出轴 II 和轴 III 的转向。 （2）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴Ⅱ上两齿轮所受的轴向力相反？ （3）低速级小齿轮的螺旋角β 2 应取多大值，才能使轴Ⅱ上轴向力相互抵消？ （4）画出各个齿轮所受轴向力。 1 3 2 4 2、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P 1=13kW，n1=200r/min，齿轮的法面模数 m n=4mm，齿数 z 1=60 均相同，仅 螺旋角分别为 9°与 18°。试求各对齿轮传动轴向力的大小？ 3、图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮 1 的螺旋线方向和轴 III 的转向，齿轮 2 的参数m n=3mm，z2=57， β 2 =14°；齿轮 3 的参数m n=5mm，z3=21。试求： （1）为使轴Ⅱ所受的轴向力最小，选择各齿轮的螺旋线方向，并在图上标出； （2）在图 b 上标出齿轮 2、3 所受各分力的方向； （3）如果使轴Ⅱ的轴承不受轴向力，则齿轮 3 的螺旋角β 3 应取多大值（忽略摩擦损失）？ 10、分析图中斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮受力，忽略摩擦损失。己知：小齿轮齿数z 1  22，大齿轮齿数z 2  90，法向模数 m n  2mm，中心距a 120mm，传递功率P  2KW，小齿轮转速n 1  320r /min，小齿轮螺旋线方向右旋。求： （1) 大齿轮螺旋角大小和方向； 文案大全 实用标准文档 （2) 小齿轮转矩T 1 ； （3) 小齿轮和大齿轮受力的大小和方向，并在图上画出。 11、有一齿轮传动如图所示，已知：z 1  28，z 2  70,z3126,模数m n  4mm，压力角 20 ，中心距a 1  200mm， a 2  400mm，输入轴功率P 1 10kW，转速n 1 1000r /min，不计摩擦。 （1) 计算各轴所受的转矩； （2)分析中间齿轮的受力，在图中画出，并计算所受各力的大小。 13、图示二级直齿圆柱齿轮减速器，高速级和低速级的传动比相等，u 1=u2=3，低速级的齿宽系数为高速级的1.3 倍，齿轮材 料为 45 钢，小齿轮均调质处理，大齿轮均正火处理，其许用应力为： 齿轮 1：[ H1 ] =590MPa；齿轮 2：[ H 2 ] =490MPa；齿轮 1：[ H 3 ] =580MPa；齿轮 1：[ H 4 ] =480MPa 两级齿轮的载荷系数K、Z E、ZH、Z 均相同，其中高速级已根据接触强度算得d 1=75mm，若使两对齿轮等接触强度，试问 低速级小齿轮的直径d 3 应为多少？ 附： H  Z HZEZ 2KT 1 u 1  H  2bd 1 u =1， 小齿轮转速n 1=950r/min， 主从动轮的许用应力[ ]=700MPa，14、 一对闭式直齿圆柱齿轮， 已知：z 1=20， z 2=60， m=3mm， [ H2 dH1 ]=650MPa，载荷系数 K=1.6，节点区域系数Z H=2.5，弹性系数 Z E=189.9 MPa，重合度系数Z=0.9。按接触疲劳强度， 求该对齿轮所能传递的功率。 附： H  Z HZEZ 文案大全 2KT 1 u 1  H  2bd 1 u 实用标准文档 15、 —对标准直齿圆柱齿轮传动， 已知：z 1  20，小轮材料为 40 镉， 大轮材料为 45 钢， 齿形系数Y Fa1  2.8, Y Fa2  2.4，z 2  40， 应力修正系数Y Sa1 1.55，Y Sa2 1.67，许用应力 H  1  600MPa， H  2  500MPa， F  1 179MPa， F  2 144MPa。 问： （1） 哪个齿轮的接触强度弱?为什么? （2） 哪个齿轮的弯曲强度弱?为什么? 附： H  Z HZEZ   40， 16、 有两对标准直齿圆柱齿轮传动， 已知： 第一对齿轮的z 1  20，z 2  40，m 1  4mm， 齿宽b 1  75mm； 第二对齿轮的z 1 z 2 100，m 2  2mm，齿宽b 2  70mm。已知两对齿轮的材料、热处理硬度相同，齿轮的加工精度、齿面粗糙度均相同，工 2KT 1 2KT 1 u 1 Y FaYSa    F  ，    FH 2bd mbd 1 u 1 况也一样，按无限寿命计算并忽略Y FaYSa 的乘积及重合度的影响。 （1）按接触疲劳强度求该两对齿轮传递的转矩的比值T 1 T 1 ； （2）按弯曲疲劳强度求该两对齿轮传递的转矩的比值T 1 T 1 。 附： H  Z HZEZ 2KT 1 u 1  H  bd 1 2u  F  2KT 1Y FaYSa    F  bd 1m 17、如图所示为一蜗杆-圆柱斜齿轮-直齿圆锥齿轮三级传动，已知蜗杆为主动，且按图示方向转动。试在图中绘出： （1）各轮转向； （2）使 II、III 轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向； （3）斜齿轮 3 在啮合点所受各分力F t3 , F r3 , F a3 的方向。 18、如图所示为斜齿轮－圆锥齿轮－蜗杆传动机构，试回答问题： （1）合理确定斜齿轮 1，2 和蜗杆 5、蜗轮 6 的螺旋方向； （2）画出斜齿轮 2、锥齿轮 3 及蜗轮 6 的受力情况； （3）标出各传动件的回转方向。 文案大全 实用标准文档 19、如图所示二级斜齿圆柱齿轮减速器和一对开式圆锥齿轮组成的传动系统。已知动力由轴 I 输入， 转动方向如图所示，为使轴 II 和轴 III 的轴向力尽可能小，试确定各轴的转向和减速器中各斜齿轮的旋向， 并画出各对齿轮啮合处的受力方向。 20、如图所示的传动系统中，1，2，3为斜齿圆柱齿轮，4，5为直齿圆锥齿轮，6为蜗杆，7为蜗轮。传动系统由电动机驱动， 轮1转向如图所示。 要求轴Ⅲ和轴IV上由斜齿圆柱齿轮3和直齿圆锥齿轮4， 以及直齿圆锥齿轮5和蜗杆6所产生的轴向力相互抵 消一部分。试确定： （1）斜齿圆柱齿轮1，2，3的齿轮螺旋线方向，蜗杆、蜗轮轮齿的螺旋方向； （2）蜗轮7的转动方向； （3）斜齿圆柱齿轮3、蜗杆6和蜗轮7在啮合点处的圆周力、轴向力、径向力（F t 、F a 、Fr）的方向。 文案大全 实用标准文档 { {参考答案参考答案} } 1、 解： （1）轴 II 向右，轴 III 向左。 （2 分，每个 1 分） （2）齿轮 3 左旋，齿轮 4 右旋。 （2 分，每个 1 分） （3）F a2=Fa3，即： F t2 tan 2  F t3 tan 3 , 由中间轴的力矩平衡，得F t2 则：tan 3  得 ：sin 3  tan 3  F t2tan 2 （3 分） F t3 dd 2 F t3 3 22 F t2 d517/cos 3tan 2 3tan 2 tan 2 （2 分） F t2 d 2 353/cos 2 517 si