大学精品课件：第10章 齿轮传动(1).ppt

1、 习题课1.1（题目） 习题课 一.设计一闭式斜齿轮传动，已知：P=10kW， n1=960r/min，i=3.6，单向传动，中等冲击载荷，齿轮 对轴作对称布置，轴刚性大，使用10年，单班制。 讨论： 1.该传动是一般传动还是重要传动？ 2.选一般材料还是特殊材料？ 3.采用软齿面还是硬齿面？ 4.该传动的主要失效形式是什么？设计准则？ 5.按哪个强度准则设计齿轮的主要尺寸？用哪个公式 （式10-16、10-17、10-20、10-21）？ 习题课1.2（选材，初定d） 习题课 解： 一.选材料，定热处理 小齿轮：40Cr，调质，260HBS 大齿轮：45，调质，230HBS 二.按齿面接触疲

2、劳强度计算 1.试算 2 H HE d 1 3 1 ZZ u 1uKT2 d mm61.60 式中： HHVA KKKKK 5 . 1KA 58. 272. 15 . 1 习题课1.3 ？精度 , vfKV 习题课 ？精度 , b,FfK tH ？精度， b,fK dH 1 . 1 4 . 10 . 1 3 . 1 试算法：初估 72. 13 . 12 . 11 . 1KKK HHV mmN99479 960 10 1055. 9T 6 1 1 . 1 d 21 取 28Z1 8 .100286 . 3ZiZ 12 取 101Z2 初定 o 16 78. 00.89 67. 1cos Z 1

3、Z 1 2 . 388. 1 21 习题课1.4 6 . 3iu 习题课 MPa8 .189ZE 42. 2ZH 2H 2H1H H 23. 1 , 2 min H lim1H1HN 1H S K 9 11 10382. 1830010n60N 94. 0K 1HN 8 12 1084. 36 . 3/NN 06. 1K 2HN 1SH MPa582717,582min MPa580 1 61794. 0 H lim2H2HN 2H S K MPa583 1 55006. 1 MPa617 lim1H MPa550 lim2H 习题课1.5（初定尺寸） 习题课 2.初定传动主要尺寸及参数 （1

4、）齿数 28Z1101Z2 （2）模数，中心距和螺旋角 mm08. 2 28 16cos61.60 Z cosd m o 1 1 1n 取标准， mm5 . 2m 1n )mm25 . 1m(注：传力齿轮 mm75.167 16cos2 101285 . 2 cos2 ZZm a o 211n 取整， mm168a 修正， “481716297.16 1682 101285 . 2 cos a2 ZZm cos oo1 211n 1 习题课1.6 习题课 （3）分度圆直径和齿宽 mm930.72 297.16cos 285 . 2 cos Zm d o 1n 1 mm070.263 297.1

5、6cos 1015 . 2 cos Zm d o 2n 2 注意：d应精确至0.01或0.001mm。 mm223.80930.721 . 1db 1d 取 mm81b 注意：b应取整。 mm81bb2 mm90105bb 21 (4)圆周速度和精度等级 习题课1.7（精确计算接触强度） s/m67. 3 100060 960930.72 100060 nd v 11 2 H HE d 1 3 1 ZZ u 1uKT2 d 习题课 选7级精度 3.精确计算齿面接触疲劳强度 式中： HHVA KKKKK17. 436. 181. 113. 15 . 1 13. 1KV 2 H cos/K81.

6、1297.16cos/67. 1 o2 23 1.120.180.23 101.36(10-4) Hd Kb 或由表用插值法求出 /1.5 2728/8150.52100/,1.4 AtH K F bN mm K N2728 930.72 994792 d T2 F 1 1 t 13.71 58. 2 17. 4 61.60 3 mm930.72 故上述齿轮主要尺寸及参数适用。 习题课1.8（校核弯曲强度） 习题课 1.318 1.254 1.254(1.1 0.8)1.35 1.00.8 H K 10-4由表用插值法求出 21 11 21 () yy yyxx xx 插值公式 80811.3

7、6 8181 1.1 H H K K 式中数值是按查的，若按查会稍大些，估计在左右。 当然可以两次插值，即先在每个齿宽系数中先插值求出齿宽 为时的值，再跨两个齿宽系数插值求出齿宽为，齿宽 系数为时的值。 习题课1.8（校核弯曲强度） 习题课 三.校核齿根弯曲疲劳强度 FSaFa 1 1 F YYY mbd KT2 1.求 F FFVA KKKKK93. 328. 181. 113. 15 . 1 81. 1KK HF 28. 1KF 4 .14 5 . 225. 2 81 h b 1Fa Y ,67.31 cos Z Z 3 1 1V ,50. 2 19.117 cos Z Z 3 2 2V

8、,17. 2Y 2Fa 63. 1Y 1Sa 80. 1Y 2Sa 查图10-13 习题课1.9 习题课 Y 86. 2297.16tan281 . 1318. 0tanZ318. 0 o 1d 86. 0 P216 故： MPa11186. 063. 150. 2 67. 15 . 2930.7281 9947993. 32 1F MPa106 YY YY 1Sa1Fa 2Sa2Fa 1F2F 2.求 F F 1FE1FN 1F S K ,88. 0K 1FN 9 . 0K 2FN ,MPa500 1FE MPa380 2FE 25. 1SF MPa352 25. 1 50088. 0 MP

9、a274 25. 1 3809 . 0 S K F 2FE2FN 2F 1F 2F 故齿根弯曲疲劳强度足够。 习题课2.1 习题课 n1 T 343 212 n1 T 12 34 43 1.计算两方案的总传动比i和i； 2.计算高速级和低速级齿轮啮合点的圆周力和径向力，标出力的 方向和各轴转向； 3.哪一种方案中轴承受力较小？ 4.对两种方案中高速级齿轮进行强度计算时应注意什么不同点？ 对低速级齿轮进行强度计算时应注意什么不同点？ ;d2dddd 1 4 242 输入转矩： ;Nm165TT 输入转速： ;nn 11 齿轮寿命： ;LL hh 不计齿轮传动和滚动轴承效率的影响，求： ,mm80

10、dddd 3 131 二.图示两种直齿圆柱齿轮传动方案，已知分度圆直径： 习题课2.2 习题课 n1 T 343 212 n1 T 12 34 43 422 d d d d i 3 4 1 2 解：1.计算两方案的总传动比i和i； 422 d d d d i 3 4 1 2 习题课2.3 习题课 2.计算高速级和低速级齿轮啮合点的圆周力和径向力， 标出力的方向和各轴转向； n1 T 343 212 n1 T 12 34 43 4 T TT 4 T TT 齿轮1、4每侧只传递一半 转矩。 齿轮1、2 传递全部转 矩，而一对3 、4 齿轮 只传递一半转矩。 2 T TTT2T 4 321 2 T

11、T 2 T TT 4 3 2 1 习题课2.3 n1 T 343 212 1234 ,T T T T 习题课 齿轮1、4每侧只传递一半转矩。 ,T TT , 表示各齿轮单侧传递的转矩 表示各轴传递的转矩 121 12112221 321 2323332 334 3433444321 2 ,2 222 ,2 222 2 ,224 222 ttttt ttttt ttttt ddd FFTFTFFT ddd TTFFFFF ddd FFTFTFFTTT 习题课2.3 1 11 2 21 4 44 22 2 2 2 222 44 24 2 t t t d TFT d TFTT d TFTTTT 11

12、 n1 T 343 212 习题课 习题课2.4 n1 T 343 212 习题课 2t 11 1t FN2063 80 165000 d T d 2 T 2 F 2r1 t1r FN8 .750tanFF 4t 33 1 2 3 2 3 3 3t FN4126 d T2 d d d 2 T 2 d T2 d T2 F 4r3t3r FN1502tanFF 2r F 1t F 2t F 2t F 3t F 3t F 4t F 4t F 4r F 3r F 3r F 2r F 1r F 习题课2.5 习题课 n1 T 12 34 43 2t 1 1t FN4126 80 1650002 d T2

13、 F 2r 1 t 1r FN1502tanFF 4t 3 3 1 2 3 3 3t FN4126 d T2 d 2/ d d T2 d T2 F 4r 3t 3r FN1502tanFF 2r F 3r F 3r F 4r F 4r F 4t F 4t F 3t F 3t F 2t F 1 t F 1r F 习题课2.6 习题课 3.哪一种方案中轴承受力较小？ 方案1 方案2 轴上的轴承不受力 （齿轮1两侧的Ft1及Fr1分别平衡） 轴上的轴承受力 轴上的轴承不受力 （齿轮4两侧的Ft4及Fr4分别平衡） 轴上的轴承受力,且较大 （两个Ft4同向,两个Fr4同向） 轴上的轴承受力,但较小 （

14、 Fr2、Fr3同向，Ft2、Ft3反向；且 Fr2= Fr2 /2， Ft2= Ft2 /2) 轴上的轴承受力,且较大 （三个Ft同向) 故方案1中轴承受力较小。 习题课2.7 习题课 4.对两种方案中高速级齿轮进行强度计算时应注意什么不 同点？对低速级齿轮进行强度计算时应注意什么不同点？ n1 T 343 212 n1 T 12 34 43 方案1 方案2 高速级 齿轮1每侧传递转矩为 T/2，应力循环次数： N1=260n1Lh 齿轮1传递转矩为T，应 力循环次数： N1=60n1Lh 低速级 N4=260n4Lh N=60nLh 习题课3 接触应力 弯曲应力 轮 轮 轮 轮 轮主动 160n1Lh 脉动 160n2Lh 脉动 160n1Lh 脉动 160n2Lh 对称 轮主动 160n1Lh 脉动 260n2Lh 脉动 160n1Lh 脉动 260n2Lh 脉动 习题课 注意：对称循环的极限应力为脉动循环极限应力的70%。 n nn 三.图示齿轮传动中，工作总时间为h，当轮和轮 分别为主动轮时，试说明两轮的接触应力和弯曲应力变化 性质及应力循环次数。 习题课4 习题课 四.一对直齿圆柱齿轮传动，如果保持a、u、b、载荷、 材料等不变，增加齿数，则齿面接触应力H_； 齿根弯曲应力F_。 不变 变大