机械设计35章习题课.ppt

例2 如图所示的机构中, 已知模数均为mn = 2 mm, 齿轮1 , 2 为一对斜齿圆柱齿轮, 齿数z1 = 15 , z2 = 32 , 齿轮3 , 4 为一对正常齿制直齿圆柱齿轮z3 = 20 , z4 = 30 , 齿轮1 , 4 同轴线。求: ( 1) 斜齿轮的螺旋角为多少? ( 2) 当用范成法加工齿轮1 时是否会发生根切? ( 3) 齿轮1 , 2 的当量齿数是多少? 【解】 (1)a34=mn(z3+z4)/2 cosb=(z1+z2)/(2(z3+z4) )=47/50=0.94 b=19.948°=19°56’54” 特别说明：螺旋角必须换算成度分秒的格式。各项直径应该保留小数点后面三位 a12=mn(z1+z2)/(2cosb) = （2）zmin=zvmincos3b=17cos319.948=17×0.830584=14.12＜15 所以不会发生根切 （3）zv=z/cos3b，分别算得zv1=18.06，zv2=38.53 例3 一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断？并简述其理由。 【解】 （1）大小齿轮的材料和热处理硬度以及应力循环次数N都不同，即sHP1≠sHP2，通常sHP1＞sHP2，但sH1=sH2，故往往是大齿轮容易出现点蚀，而小齿轮不易出现点蚀。 （2）比较大小齿轮的sFP/(YFaYSa)，比值小的其弯曲疲劳强度较低，易发生轮齿折断。 例4 试求一对啮合的大、小齿轮对于弯曲疲劳强度为等强度的条件式，并求大、小齿轮弯曲应力间的关系式。 【解】 由弯曲应力校核公式 知两齿轮应力之间关系： 等强度条件为： 判断两齿轮齿根弯曲疲劳强度即判断比值 该比值较小者易发生齿根的弯曲疲劳折断 3. 如图所示二级斜齿圆柱齿轮减速器和开式直齿锥齿轮所组成的传动系统，已知动力由Ⅰ轴输入。为使Ⅱ轴和Ⅲ轴上的轴向力尽可能小，试确定图中各斜齿轮轮齿旋向，并标出各轮在啮合点处所受圆周力 Ft 、径向力 Fr 、轴向力 Fa 的作用线和方向。【提示：利用直齿圆锥齿轮的轴向力永远指向大端的特性以及一对斜齿轮传动时轴向力互为反力可以判断出1轮的轴向力】 一、 主要知识要点 二、 需要注意的问题 三、 典型题解 第三章 凸轮机构设计 一、 主要知识要点 1 基本概念 凸轮机构---由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。当凸轮运动时，通过凸轮曲线轮廓与从动件接触，使从动件获得预期的运动规律。 基圆---以凸轮理论轮廓的最小向径为半径作的圆。 升程---推程段从动件移动的最大距离。 凸轮机构的压力角———在凸轮轮廓曲线与从动件接触点处，凸轮对从动件的正压力与从动件受力点运动方向之间所夹的锐角α，称为凸轮机构在该点的压力角。 2. 从动件常用的运动规律 3 凸轮轮廓曲线设计的基本原理———反转法 设想在尖顶从动件凸轮机构中，对整个机构加上一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的角速度（ -ω），这时凸轮就静止了，而从动件将与导路一起以 -ω绕凸轮轴线转动，同时从动件又以原来的运动规律相对导路运动。从动件在这种复合运动中，其尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。 4 凸轮机构基本尺寸的选择 （1）基圆半径 设计凸轮机构时，凸轮的基圆半径选取愈小，机构愈紧凑，但基圆半径过小会引起压力角增大，凸轮推程廓线陡峻，导致机构工作状况变坏，甚至引起机构自锁，使从动件卡死。实际设计中，只能在保证最大压力角不超过许用值的前提下，考虑缩小凸轮的尺寸。 （2）滚子半径的选择 对于滚子从动件来说，滚子半径应小于理论轮廓外凸曲线部分的最小曲率半径ρmin，同时再考虑强度、结构等因素。 （3）平底长度的选择 对于平底从动件来说，则要选取足够长的平底尺寸，以保证平底始终能与凸轮轮廓接触。一般取平底中心到平底与凸轮轮廓线接触点间的最大距离的2倍再加5～7mm。。 （4）压力角 压力角是反映凸轮机构受力的一个重要参数。压力角大，则机构的传力性能差；但压力角减小，会导致机构尺寸增大。设计凸轮机构时应使最大压力角不超过许用值［α］。 二、本章考点 ( 1) 从动件常用的几种运动规律的特点及应用场合, 刚性冲击与柔性冲击。 ( 2) 凸轮机构理论轮廓与实际轮廓之间的关系。 ( 3) 已知凸轮机构某一位置的机构运动简图, 分析凸轮机构, 如凸轮转过某角度δ1 , 求从动件的位移、从动件的升程h 等。 ( 4) 凸轮机构压力角的概念, 求凸轮机构在某一位置压力角的大小及凸轮机构的压力角与凸轮机构受力的关系。 本章试题常有基本概念题、作图题及计算分析题。基本概念题常以问答、填空、选择、判断等题型出现。在考试题中, 作图题所占比例最大, 应引起足够的重视。 三、典型题解 例1 如图所示,