机构与零部件设计(2)课程习题解答

（11）中心距一定的带传动，小带轮上的包角的大小主要由 来决定。 A.小带轮直径； B.大带轮直径； C.两带轮直径之和； D.两带轮直径之差。 （12）两带轮直径一定时，减小中心距将引起 。

A.带的弹性滑动加剧； B.带传动效率降低； C.带工作噪声增大； D.小带轮上的包角减小。

选择填空答案：（1）C （2）C （3）C （4）D （5）A （6）C （7）D （8）B （9）C （10）A （11）D （12）D

第10章 齿轮传动

10.1 有一单级直齿圆柱齿轮减速器，z1=32,z2=108,中心距a=210mm，b=70mm, 大小齿轮

的材料均为45钢，小齿轮调质，硬度为250HBS，齿轮精度为8级，输入转速n1=1460r/min，电机驱动，载荷平稳，要求工作寿命不小于10000小时，试求该齿轮传动的最大功率？ 答： a?1(z1?z2)m; 则m=2.85mm, 圆整取m=3mm 2 传动比u=z2/z1=108/32=3.375;

小齿轮应力循环次数：N1=60×1460×1×10000=8.76×108

大齿轮应力循环次数：N2=2.59×108

H1]=570MPa;

许用应力[σ [σ

H2]=532 MPa

材料系数ZE=189.8MPa K=1.265

（1/2）

将上式值代入到书中式（6.11）可得：该齿轮所能传递的最大功率为36.1KW.

10.2 两级展开式斜齿轮减速器，如图6.34所示，主动轮1为左旋，转向n1如图所示，为

使中间轴所受轴向力互相抵消，试在图中标出各齿轮的旋线方向，并在各齿轮分离体的啮合点处标出齿轮的轴向力Fa, 径向力Fr 和圆周力Ft.

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10.3图中为直齿圆锥齿轮和斜齿圆锥齿轮组成的两级传动装置，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，Ⅲ轴的转向如图箭头所示，试分析：

（1） 在图中画出各轮的转向；

（2） 为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可以抵消

一部分，确定斜齿轮3和4的螺旋方向；

画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向 解：

（1）各轮的转向如图中所示； （2）斜齿轮3为左旋，4为右旋； （3）作齿轮2所受分力Fa2、Fr2； 齿轮3所受分力为Fa3、Fr3如图示；

10.4如图直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮二级减速器中，mn?2mm，z3?25，z4?53，??130，轴Ⅱ转矩T2?1210N?mm。

(1) 为使轴Ⅱ的轴承所受轴向力较小，试确定齿轮z4的螺旋角方向；

(2) 计算齿轮z4的三个分力大小（忽略摩擦力），并在图上画出这三个分力的方向； (3) 在箱体结构和其他条件不变的情况下，仅将z3减小到z3?21，将z4增大到z4?57，以得到更大的减速比，若传递功率不变，试分析可能会出现什么问题？简要说明理由。

解： （1）z4的螺旋角方向为右旋。

（2）z4的三个分力如图所示，Ft4、Fr4、Fa4。z3所受转矩T3?T2?1210N?mm T4?

T31210?53?d4??2565.2N?mm d325 26

则 Ft4?2T42?2565.2??47.16N 0d42?53/cos13Fa4?Ft4?tan??10.89N Fr4?Ft4?tan?n/cos??17.64N

（3）考虑弯曲强度 ?F3?2KT3?YFa?YSa 2b?m?z3 齿数变化引起的YFa，YSa变化对弯曲应力影响不大。 所以

?F3'z325???1 ?F3z3'21 弯曲应力增大，弯曲强度有可能不满足要求。 考虑接触强度 ?H?2KT3u?1??ZH?ZE 2ubd3u?15357?1?1?H'd3252557u2521???/???1 所以

5357?Hd3'u'?12121532521u' 接触应力增大，接触强度有可能不满足要求。 判断题：

（1） 按齿面接触强度设计计算齿轮传动时，若两齿轮的许用接触应力??H?1≠??H?2，在

计算公式中应代入大者进行计算。 （ ）

（2） 一对相啮合的齿轮，若大小齿轮的材料、热处理情况相同，则它们的工作接触应力

和许用接触应力均相等。 （ ）

（3） 动载系数Kv是考虑主、从动齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷对齿轮载荷的影响

系数。为了减小内部附加动载荷，可采用修缘齿。 （ ） （ ）

（5） 对于软齿面闭式齿轮传动，若弯曲强度校核不足，较好的解决办法是保持d1和b不

变，减小齿数，增大模数。 （ ）

（4） 齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经热处理的齿面称为软齿面。

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（6） 直齿锥齿轮的强度计算是在轮齿小端进行。 （ ） （7） 所有齿轮传动中，若不计齿面摩擦力，一对齿轮的圆周力都是一对大小相等、方向

相反的作用力和反作用力。 （ ）

（8） 为了减小齿向载荷分布系数K?，应该尽量使齿轮在两轴承中间对称分布，并把齿宽

系数?d尽量选小些。 （ ）

（9） 一对圆柱齿轮，若保持中心距与齿宽不变，减小模数、增加齿数，则可降低齿面接

触应力，却增加了齿根弯曲应力。 （ ）

（10）一对齿轮若接触强度不够时，为增大模数；而齿根弯曲强度不够时，则要加大分度

圆直径。 （ ）

答案：

（1）× （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× （7）× （8）√ （9）× （10）×

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