第10章课后作业

1、【题【题10-1】 试分析图示齿轮传动中各齿轮所受的力（用受力图表示出各试分析图示齿轮传动中各齿轮所受的力（用受力图表示出各 力的作用位置及方向）力的作用位置及方向） 【题【题10-1】 【题【题10-1】 试设计一带式输送机减速器中的一对斜齿圆柱齿轮传动。已知试设计一带式输送机减速器中的一对斜齿圆柱齿轮传动。已知 传递功率传递功率P=8kW，转速，转速n=360r/min，齿数比，齿数比u=3.7，齿轮对称布置，齿轮对称布置， 由电动机驱动，工作寿命为由电动机驱动，工作寿命为10年（设每年工作年（设每年工作300天），两班制，工天），两班制，工 作时有轻微振动，单向运转，频繁启动。作时有轻微

2、振动，单向运转，频繁启动。 【第第10章补充作业章补充作业】 1.选定齿轮精度等级、材料及齿数选定齿轮精度等级、材料及齿数 1）由由表表10-6选精度等级为选精度等级为7级，级， 2）由）由表表10-1选小齿轮材料为选小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度（调质），齿面硬度270HBS； 大齿轮材料为大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度钢（调质），齿面硬度230HBS 3）选小齿轮齿数）选小齿轮齿数z1=25，大齿轮齿数，大齿轮齿数z2=93 4）初选螺旋角）初选螺旋角=14 5）压力角）压力角=20 2.按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计 （1）试算小齿轮分度圆直径）试算小齿轮分度圆直径

3、1）确定公式中的各数值）确定公式中的各数值 试选载荷系数试选载荷系数KHt=1.3 计算小齿轮传递的转矩计算小齿轮传递的转矩T1=2.122105N mm 由由表表10-7查取齿宽系数查取齿宽系数d=1 由由图图10-20查取材料的区域系数查取材料的区域系数ZH=2.43 由由表表10-5查取材料的弹性系数查取材料的弹性系数ZE=189.8MPa1/2 计算接触疲劳强度用重合度系数计算接触疲劳强度用重合度系数Z=0.656（t=20.562， =1.654，=1.984） 计算螺旋角系数计算螺旋角系数Z=0.985 【第第10章补充作业章补充作业】 计算接触疲劳许用应力计算接触疲劳许用应力H

4、由由图图10-25d查取疲劳极限：查取疲劳极限：Hlim1=650MPa，Hlim2=550MPa 计算应力循环次数：计算应力循环次数：N1=1.037109，N2=2.788108 由由图图10-23查取寿命系数：查取寿命系数：KHN1=0.95(0.921)，KHN2=0.98(0.951) 选取安全系数选取安全系数S=1 计算接触疲劳许用应力：计算接触疲劳许用应力：H1=617.5MPa，H2=539MPa 2）试算小齿轮分度圆直径）试算小齿轮分度圆直径d1t59.815mm（ H=H2=539MPa） （2）调整小齿轮分度圆直径）调整小齿轮分度圆直径 1）计算实际载荷系数前的数据准备）

5、计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度圆周速度v=1.127m/s 齿宽齿宽b=59.815mm 【第第10章补充作业章补充作业】 【第第10章补充作业章补充作业】 2）计算实际载荷系数）计算实际载荷系数KH 由由表表10-2查取查取KA=1.25 由由图图10-8查取查取Kv=1.06 由由表表10-3查取查取KH=1.2（KAFt1/b=148.275N/mm） 由由表表10-4查取查取KH=1.3135 计算实际载荷系数计算实际载荷系数KH=2.088 3）按实际载荷系数计算分度圆直径）按实际载荷系数计算分度圆直径 计算分度圆直径计算分度圆直径d1=70.05mm 计算模数计算模数mn=

6、2.719mm 【第第10章补充作业章补充作业】 3.按齿根弯曲疲劳强度设计按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）试算齿轮模数）试算齿轮模数 1）确定公式中的各参数值）确定公式中的各参数值 试选载荷系数试选载荷系数KFt=1.3 计算弯曲疲劳强度用重合度系数计算弯曲疲劳强度用重合度系数Y=0.68（b=13.14，v=1.744） 计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数Y=0.769（=1.984） 【第第10章补充作业章补充作业】 计算计算YFa YSa/F 计算当量齿数：计算当量齿数：zv1=27.37，zv2=101.81 由由图图10-17查取齿形系数：查取齿形系数：YFa1

7、=2.6，YFa2=2.19 由由图图10-18应力校正系数：应力校正系数：YSa1=1.62，YSa2=1.81 由由图图10-24c查取疲劳极限：查取疲劳极限：Flim1=520MPa，Flim2=380MPa 由由图图10-22查取寿命系数：查取寿命系数：KFN1=0.9(0.861)，KFN2=0.95(0.91) 选取安全系数选取安全系数S=1.4 计算弯曲疲劳许用应力：计算弯曲疲劳许用应力：F1=334.29MPa，F2=257.86MPa YFa 1YSa1/F1=0.0126，YFa 2YSa2/F2=0.01537 2）试算模数）试算模数mt1.922mm（YFa YSa/F

8、=0.01537） 【第第10章补充作业章补充作业】 （2）调整齿轮模数）调整齿轮模数 1）计算实际载荷系数前的数据准备）计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度圆周速度v=0.906m/s 齿宽齿宽b=48.05 宽高比宽高比b/h=11.11 2）计算实际载荷系数）计算实际载荷系数 由由图图10-8查取查取Kv=1.03 由由表表10-3查取查取KF=1.2（KAFt1/b=229.77N/mm） 由由表表10-4查取查取KH=1.311，由由图图10-13查取查取KF=1.28 计算实际载荷系数计算实际载荷系数KF=1.9776 【第第10章补充作业章补充作业】 3）按实际载荷系数计算齿轮

9、模数）按实际载荷系数计算齿轮模数mn=2.21mm （3）模数）模数mn=2.5mm（根据弯曲疲劳强度算得模数就近圆整为标准值）（根据弯曲疲劳强度算得模数就近圆整为标准值） （4）修正齿数）修正齿数z1=29（28.02），），z2=107（107.3）（根据标准模数根据标准模数 和接触疲劳强度算得分度圆直径，和接触疲劳强度算得分度圆直径，注意注意z2与与z1尽量互质）尽量互质） 4.几何尺寸计算几何尺寸计算 （1）计算中心距）计算中心距a=175mm （2）按圆整后的中心距修正螺旋角）按圆整后的中心距修正螺旋角=13.729 （3）计算分度圆直径）计算分度圆直径d1=74.63mm，d2=2

10、75.37mm（两者之和等于（两者之和等于 中心距）中心距） （4）计算齿轮宽度）计算齿轮宽度b2=76mm，b1=82mm（b1b2） 【第第10章补充作业章补充作业】 5.圆整中心距后的强度校核圆整中心距后的强度校核 （1）齿面接触疲劳强度校核）齿面接触疲劳强度校核 KH=2.466（KA=1.25，Kv=1.07，KH=1.4，KH=1.29），），d=1， T1=2.122105N mm，d1=74.63mm，u=3.67，ZE=189.8MPa1/2， ZH=2.44，Z=0.61，Z=0.9856 H=317MPa539MPa=H 满足齿面接触疲劳强度条件满足齿面接触疲劳强度条件

11、【第第10章补充作业章补充作业】 5.圆整中心距后的强度校核圆整中心距后的强度校核 （2）齿根弯曲疲劳强度校核）齿根弯曲疲劳强度校核 KF=2.4155（KA=1.25，Kv=1.07，KH=1.4，KF=1.29），），d=1， mn=2.5mm，z1=29，=13.729，T1=2.122105N mm，YFa1=2.53， YFa2=2.18，YSa1=1.63，YSa2=1.82，Y=0.6744，Y=0.742 F1=152MPa334MPa=F1 F2=146MPa258MPa=F2 满足齿根弯曲疲劳强度条件满足齿根弯曲疲劳强度条件 6.主要设计结论主要设计结论 齿数：齿数：z1=29，z2=107 模数：模数：m=2.5mm 压力角：压力角：=20 螺旋角