机械设计基础习题11-2.doc

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第11章齿轮传动

精选例题与解析

例11-1二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？为什么？

答：

在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。其原因有三点：1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。

由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。其原因是：低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。

例11-2一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？

答：一对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力，其中较小者容易出现齿面点蚀。通常，小齿轮的硬度较大，极限应力较大，按无限寿命设计，小齿轮的许用接触应力1较大，不易出现齿面点蚀。

判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的和，其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。

、

例7-7图1

例11-3图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：mn=2mm，z1=22，z2=95，，a=120，齿轮1为右旋；低速级：mn=3mm，z3=25，z4=79，，a=160。主动轮转速n1=960r/min，转向如图，传递功率P=4kW，不计摩擦损失，试：

(1)标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向；

(2)合理确定3、4轮的螺旋线方向；

(3)画出齿轮2、3所受的各个分力；

(4)求出齿轮3所受3个分力的大小。

解题注意要点：

(1)一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。

(2)为使3轮轴向力与2轮反向，3轮左旋、4轮右旋。

(3)为求齿轮3的分力，先求螺旋角T3和β3。

例11-7图2

解：

(1)各轮的转向和2轮的螺向如例11-8图2所示。

(2)3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。

(3)齿轮2、3所受的各个分力如图所示。

(4)求齿轮3所受分力：

r/min

Nm

，β3=12.8386°

mm

N

N

N

例11-4一对直齿圆锥齿轮传动如图所示，齿轮1主动，n1=960r/min，转向如图，传递功率P=3kW，已知：m=4mm，z1=28，z2=48，b=30mm，=0.3，，试求两轮所受三个分力的大小并在图中标出方向。

例11-8图1例11-8图2

解：

(1)两轮所受分力的方向如例11-8图2所示。

(2)求各个分力的大小：

Nm

mm

，=

N

N

N

例11-5图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：模数m=2.5mm，z1=23，z2=69，，齿宽系数=0.3；斜齿轮的参数为：模数mn=3mm，z3=25，z4=99，。试：

(1)标出各轴的转向；

(2)为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；

(3)画出齿轮2、3所受的各个分力。

(4)为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角β3（忽略摩擦损失）。

例11-5图1

解：

(1)各轮的转向如例11-9图2所示。

(2)3、4轮的螺旋线方向如图所示。

(3)齿轮2、3所受分力如图所示。

(4)确定斜齿轮3的螺旋角β3：

若使Ⅱ轴不受轴向力，必须：|Fa2|=|Fa3|

根据：

例11-5图2

得到：

即：

忽略摩擦损失：T2=T3，Ft2=2T2/dm2

则：

，

将上述4式代入前式得到

=0.17662

=10°10′22″

自测题

一、选择题

11-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。

A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合

11-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。

A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀 D．齿面胶合

11-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。

A．轮齿疲劳折断 B．齿面磨损

C．