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1、机械设计第十章答案10-1 解各齿轮的受力分析如图10.7所示。 10-2 解齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮又是从动轮。当齿轮B与主动轮A啮合时，工作齿面是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，工作齿面是另一侧。对于一个轮齿来讲，是双齿面工作双齿面受载，弯曲应力是对称循环，接触力是脉动循环，取 10-3 答：齿面接触应力是脉动循环，齿根弯曲应力是对称循环。在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应力值乘以0.7. 10-4 答：一般齿轮材料主要选用锻钢。对于精度要求较低的齿轮，将齿轮毛坯经正火或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合金钢主要是渗碳后淬火，最后进行滚齿
2、等精加工，其精度可达7，6级甚或5级。对于尺寸较大的齿轮，可适用铸钢或球墨铸铁，正火后切齿也可达8级精度。 10-5 提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降低齿根应力集中;增大轴和支承的则度，可减小齿面局部受载；采取合适的热处理方法使轮世部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强度，降低齿轮表面粗糙度，齿轮采用正变位等。 提高齿面抗 点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大润滑油粘度；提高加工、发装精度以减小动载荷 ；在许可范围内采用较大变位系数正传动，可增大齿轮传动的综合曲率半径。 10-6 解选用齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，
3、大小齿轮材料均为45号钢调质，小齿轮齿面硬度为250HBS,大齿轮齿面硬度为220HBS. 选精度等级为7级。 按齿面接触疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩 2、初选载荷系数：初选Kt=1.8 3、确定齿宽系数：小齿轮不对称布置，据教材表10-7选用4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.5 6、齿数比： 7、确定接触许用应力： 循环次数 查教材图10-19曲线I得 查教材10-21得 8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径 9、验算载荷系数： 齿轮的使用系数：载荷 状况以轻微冲击为依据查教材表10-2得 KA=1.25 齿轮的圆周速
4、度 由教材图10-8查得：Kv=1.12 对于软齿面齿轮，假设齿宽 齿宽与齿高比 ,由教材表10-3查得 由教材表10-4查得载荷 系数： 10、校正直径： ,由教材图10-13查得：,接触强度取标准值m=2.5mm 11、齿轮的相关参数： 12、确定齿宽： 圆整后，取b2=50mm,b1=55mm. (3)校核齿根弯曲疲劳强度。 1、确定弯曲强度载荷系数： 2、查教材表10-5得 3、确定许用应力： 由教材图10-18查得：取安全系数由教材图10-20得 按对称循环变应力确定许用弯曲应力 4、校核弯曲强度： 满足弯曲强度。以上所选参数合适。 10-7 解材料及精度。 根据小齿轮材料38SiM
5、nMo,调质，查表10-1得：硬度217-269HBS,大齿轮45号钢调质，查表10-1得：硬度217-255HBS,齿轮精度：8级。 确定载荷系数。 使用系数：按轻微冲击查表10-2得：KA=1.25，小齿轮的分度圆直径 齿轮的圆周速度 由教材图10-8查得：Kv=1.21 假设齿宽? b=160mm 由教材表10-3查得：齿宽系数齿宽与齿高比 由教材表10-4查得,由教材图10-13查得=1.40 弯曲强度载荷 系数 =2.33 接触强度载荷 系数 =2.23 (3)确定强度计算各系数。 1、计算斜齿轮的当量齿数： 2、确定齿形系数和应力集中系数： 查教材表10-5得 3、确定斜齿轮端面重
6、合度：查教材图10-26得 4、螺旋角影响系数： 斜齿轮的纵向重合度 查教材图10-28得：5、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得ZE=189.8MPa 6、确定区域载荷系数：据教材图10-30查得ZH=2.47 (4)计算许用应力。 1、计算循环次数： 计算弯曲强度许用应力： 由教材图10-18查得： 取安全系数? 由教材图10-20(C)得 按脉动循环变应力确定许用弯曲应力 (3)计算接触强度许用应力： 查教材图10-19中曲线1得 查教材图10-21得 取安全系数SH=1.0，则 (4)由弯曲强度确定的最大转矩。 比较和 由公式得 由接触强度 确定的最大转矩。由公式得(6)齿轮行动的
7、功率。由弯曲强度和接触强度计算的转矩可知，此齿轮传动所能传递的最大转矩为T1=1827280N.mm 10-8 解(1)选择齿轮的材料和精度等级。根据教材表10-1选大小齿轮材料均为20CrMnTi,渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取62HRC,大齿轮齿面硬度取58HRC，世部达300HBS. 选精度等级为6级。 按齿根弯曲疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩： 2、初选载荷 系数：初选Kt=1.6 3、确定齿宽系数：小齿轮作臂布置，据教材表10-7选取4、初选螺旋角：5、计算斜齿轮的当量齿数： 6、确定齿形系数和应力集中系数： 查教材表10-5得 7、确定斜齿轮端面重合度：查教材图10-26得 8、
8、确定弯曲强度许用应力： 循环次数 由教材图10-18查得 取安全系数SF=1.5 由教材图10-20得 按对称循环变应力确定许用弯曲为 9、由弯曲强度计算齿轮的模数。因的参数代入设计公式中得 ,将齿轮1取标准值. 10、验算载荷系数： 小齿轮的分度圆直径 齿轮的圆周速度由教材图10-8查得:假设齿宽由教材表10-4查得弯曲强度载荷 系数 11、校正模数： 可以得出前面取标准值12、螺旋仍的确定： ,由教材表10-3查得 ,由10-13查得 合适。 中心距： 圆整中心距a=99mm后，螺旋角 13、斜齿轮的相关参数： 对齿宽圆整：b2=24mm,b1=28mm (3)齿面接触强度校核。 1、确定接触强度载荷系数： =1.83 2、确定接触强度许用应力： 查教材图10-21得 查教材图10-19中曲线2得 取安全系数：SH=1.0 3、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得4、确定区域载荷系数：据教材图10-30查得ZH=2.43 5、校核接触强度： 满足接触强度，以上所选参数合适。
