11.3.13由双速电机与V带传动组成传动装置,靠改变电机转速输出轴可以得到两种转速11.3.14 图示为带式运输机传动装置,其中
11.4计算题
11.4.1 已知三角带传递的实际功率P=7kw,带速V=10m/s,紧边拉力是松边拉力的
11.5典型例题分析11.4.4题解
例题10-3试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw,小齿轮转速n1=960r/min,齿数比u=3.2,由电动机驱动,工作寿命15年(设每年工作300天),两班制,带式输送机工作平稳,转向不变。 [解]1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (1)选用标准直齿锥齿轮齿轮传动,压力角取为20°。 (2)齿轮精度和材料与例题10-1同。 (3)选小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8,取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 (1)由式(10-29)试算小齿轮分度圆直径,即 1) =1.3 计算小齿轮传递的转矩。 9.948 选取齿宽系数=0.3。 查得区域系数 查得材料的弹性影响系数。 [] 由图 由式( , 由图10-23查取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-14)得 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即
2)试算小齿轮分度圆直径 (2) 1 3.630m/s ②当量齿轮的齿宽系数 0.342.832mm 2) ①由表查得使用系数 ②根据级精度(降低了一级精度) ④由表 由此,得到实际载荷系数 3)由式(10-12),可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 及相应的齿轮模数 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 (1)由式(10-27)试算模数,即
1)确定公式中的各参数值。 ①试选 ②计算 由分锥角 由图 由图 由图查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 由图取弯曲疲劳寿命系数 ,由式(10-14)得 因为大齿轮的大于小齿轮,所以取 2)试算模数。 =1.840mm
《带传动》课堂练习题 一、填空题 1、普通V带传动中,已知预紧力F =2500 N,传递圆周力为800 N,若不计带的离心力,则 工作时的紧边拉力F 1为 2900 ,松边拉力F 2 为 2100 。 2、当带有打滑趋势时,带传动的有效拉力达到最大,而带传动的最大有效拉力决定于 F 、、 f 三个因素。 3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度,并具有一定的寿命。 4、在同样条件下,V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多,原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。 5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。 6、皮带传动中,带横截面的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处;皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。 7、皮带传动中,预紧力F 过小,则带与带轮间的摩擦力减小,皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。 8、在V带传动中,选取小带轮直径D1≥D 1lim 。的主要目的是防止带的弯曲应力过大。 9、在设计V带传动时,V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。 10、带传动中,打滑是指带与带轮之间发生显著的相对滑动,多发生在小带轮上。 刚开始打滑时紧边拉力F 1与松边拉力F 2 的关系为 F 1 =F 2 e f。 11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同产生的,可引起速度损失,传动效率下降、带磨损等后果,可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。 12、带传动设计中,应使小带轮直径d≥d rnin ,这是因为直径越小,带的弯曲应力越大;应使传动比i ≤7,这是因为中心距一定时传动比越大,小带轮的包角越小,将降低带的传动性能。 13、带传动中,带上受的三种应力是拉应力,弯曲应力和离心应力。最大应力等于1+b1+ c ,它发生在紧边开始绕上小带轮处处,若带的许用应力小于它,将导致带的疲劳失效。 14、皮带传动应设置在机械传动系统的高速级,否则容易产生打滑。 二、选择题
第15章齿轮传动(第三次作业) 1.齿轮传动的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合和齿面磨损等。 2. Y fs是复合齿形系数,其值只与齿形有关,与模数无关。 3.在齿轮传动中,主动轮所受的切向力(圆周力)与其转向相反,而从动轮所受的切向力(圆周力)与其转向相同。 4.齿轮的结构型式有:齿轮轴,实心式,腹板式,轮辐式等。一般小齿轮的宽度与大齿轮相比要宽5mm左右,原因是保证齿轮在全齿宽啮合。 5.在强度计算时,齿宽系数是大齿轮的齿宽与小齿轮的分度圆直径之比,且按大齿轮的齿宽计算。 6.在齿轮传动中,大小齿轮互相对应的齿面点的接触应力是相等的,大小齿轮的齿根最大弯曲应力是不等的。 是指作用在小齿轮上的转矩。 7. 齿轮传动强度计算公式中的转矩T 1 8.模数m、齿数z与分度圆直径三者的关系式为d= mz 。当d一定时,模数m越大,齿数z就越少,轮齿就越大,因此轮齿的抗弯承载能力也越高。 9.对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动,当采用同样钢材来制造时,一般为 C 处理。 A.小齿轮淬火,大齿轮调质 B.小齿轮淬火,大齿轮正火 C.小齿轮调质,大齿轮正火 D.小齿轮正火,大齿轮调质 10. 对于齿面硬度≤350HBS的闭式齿轮传动,设计时一般 A 。 A.先按接触疲劳强度计算 B.先按弯曲疲劳强度计算 C.先按磨损条件计算 D.先按胶合条件计算 11. 齿轮传动中,轮齿的齿面疲劳点蚀损坏,通常首先发生在 D 。 A.靠近齿顶处 B.靠近齿根处 C.靠近节线的齿顶部分 D.靠近节线的齿根部分 12. 开式齿轮传动主要失效形式是 C 。 A.轮齿折断 B.齿面点蚀 C.齿面磨损 D.齿面胶合 13.当齿轮的齿面硬度>350HBS且齿心强度较低时,常按 A 进行设计。 A.齿根弯曲疲劳强度 B.齿面接触疲劳强度 C.齿面接触静强度 D.齿根弯曲静强度 14. 圆柱齿轮传动中,当齿轮材料、齿宽和齿数相同时, A 越大,弯曲强度越高。 A.模数 B.材料弹性模量 C.齿高 D.弯曲疲劳次数 15. 若齿轮传动的传动比、中心距及齿宽不变,增加两轮的齿数和,则轮齿弯曲强度 C ,接触强度 B 。 A.提高 B.不变 C.降低 D.先提高后降低,有一极大值 16. 以下哪种做法不能提高轮齿接触承载能力 A 。
题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器, 第一级斜齿轮的螺旋角 1 β的旋 向已给出。 (1)为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向, 并画出各轮轴向力、径向力及圆周力的方向。 (2)若已知第一级齿轮的参数为:Z 1 =19,Z 2 =85,m n =5mm,0 20 = n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=,n 1 =275 r/min。试求轮1上所受各力的大小。 解答: 1.各力方向:见题解10-6图。 2.各力的大小:m N 045 . 217 m N 275 25 .6 9550 9550 1 1 1 ? = ? ? = ? =n P T 148 . 11 , 9811 .0 265 2 ) 85 19 ( 5 2 ) ( cos2 1 1= = ? + ? = + =β β a z z n m ; mm 83 . 96 cos 1 1 = =β z n m d; N 883 tan , N 1663 cos tan , N 4483 2000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = = = = = =β β α t a t r t F F n F F d T F ; 题10-7图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力 抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向 力及圆周力的方向。 解答:齿轮3为右旋,齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。 题解 题
↓ 题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。(建议两轮材料都选用硬齿面) 解题分析:选材料→确定许用应力→硬齿面,按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度 解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。 1. 选材料 大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火([1]表11-2),硬度为56~62HRC ,由[1]图 11-12 和[1]图11-13查得:MPa 1500,MPa 430lim lim ==H F σσ 2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 (1)确定FP σ 按[1]式(11-7 P227)计算,取6.1,2min ==F ST S Y ;齿轮的循环次数: 8111038.41000017306060?=???==at n N ,取11=N Y ,则: 538MPa MPa 16 .124301m in lim 1=??== N F ST F FP Y S Y σσ (2)计算小齿轮的名义转矩T 1
第四章齿轮传动计算题专项训练(答案);1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36,顶圆d;2、已知一标准直齿圆柱齿轮副,其传动比i=3,主;3、有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=20;4、某传动装置中有一对渐开线;5、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=2;解:144=4/2(Z1+iZ1)Z1=18Z2;d 1=4*18=72d2=4*54=216 第四章齿轮传动计算题专项训练(答案) 1、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=36,顶圆da=304mm。试计算其分度圆直径d、根圆直径df、齿距p以及齿高h。 2、已知一标准直齿圆柱齿轮副,其传动比i=3,主动齿轮转速n1=750r/mi n,中心距a=240mm,模数m=5mm。试求从动轮转速n2,以及两齿轮齿数z1和z 2。 3、有一对标准直齿圆柱齿轮,m=2mm,α=200, Z1=25,Z2=50,求(1)如果n1=960r/min,n2=?(2)中心距a=?(3)齿距p=?答案: n2=480 a=7 5 p=6.28 4、某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮(正常齿),大齿轮已损坏,小齿轮的齿数z1=24,齿顶圆直径da1=78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺寸及这对齿轮的传动比。解: 78=m(24+2) m=3 a=m/2(z1 +z2) 135=3/2(24+z2) z2 =66 da2=3*66+2*3=204 df2=3*66-2*1.25*3=190.5 i =66/24=2.75 5、已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200,m=4mm,传动比i12 =3,中心距a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。
一、选择题 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是_C_。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损或轮齿疲劳折断 D、轮齿塑性变形 2、高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式是_A_。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损 D、轮齿疲劳折断 3、45号钢齿轮,经调质处理后其硬度值约为_B_。 A、HRC=45~50 B、HBS=220~270 C、HBS=160~180 D、HBS=320~350 4、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为_C_。 A、齿坏加工、淬火、磨齿、滚齿 B、齿坏加工、淬火、滚齿、磨齿 C、齿坏加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 D、齿坏加工、滚齿、磨齿、淬火 5、齿轮采用渗碳淬火的热处理方法,则齿轮材料只可能是_D_。 A、45号钢 B、ZG340~640 C、20Cr D、20CrMnTi 6、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在_A_。 A、跑合阶段 B、稳定性磨损阶段 C、剧烈磨损阶段 D、齿面磨料磨损阶段 7、对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般_D_。 A、按接触强度设计齿轮尺寸,再校核弯曲强度 B、按弯曲强度设计齿轮尺寸,再校核接触强度 C、只需按接触强度设计 D、只需按弯曲强度设计 8、一对标准直齿圆柱齿轮,已知z1=18,a2=72,则这对齿轮的弯曲应力_A_。 A、sF1>sF2 B、sF1 此文档下载后即可编辑 《带传动》课堂练习题 一、填空题 1、普通V带传动中,已知预紧力F =2500 N,传递圆周力为800 N,若不 计带的离心力,则工作时的紧边拉力F 1为2900 ,松边拉力F 2 为 2100 。 2、当带有打滑趋势时,带传动的有效拉力达到最大,而带传动 F 、 、 f 三个因素。 3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度,并具有一定的寿命。 4、在同样条件下,V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多,原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。 5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和打滑。 6、皮带传动中,带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处;皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。 7、皮带传动中,预紧力F 过小,则带与带轮间的摩擦力减小,皮带传动易出现打滑现象而导致传动失效。 8、在V带传动中,选取小带轮直径D1≥D 1lim 。的主要目的是防止带的弯曲应力过大。 9、在设计V带传动时,V带的型号可根据计算功率Pca 和小带轮转速n1 查选型图确定。 10、带传动中,打滑是指 带与带轮之间发生显著的相对滑动 ,多发生在 小 带轮上。刚开始打滑时紧边拉力F 1与松边拉力F 2的关系为 F 1=F 2e f α 。 11、带传动中的弹性滑动是由 松紧边的变形不同 产生的,可引起 速度损失 , 传动效率下降、带磨损 等后果,可以通过 减小松紧边的拉力差即有效拉力 来降低。 12、带传动设计中,应使小带轮直径d ≥d rnin ,这是因为 直径越小,带的弯曲应力越大 ;应使传动比i ≤7,这是因为 中心距一定时传动比越大,小带轮的包角越小,将降低带的传动性能 。 13、带传动中,带上受的三种应力是 拉应力 , 弯曲应力 和 离心应力 。 最大应力等于 σ1+σb1+σc , 它发生在 紧边开始绕上小带轮处 处,若带的许用应力小于它,将导致带的 疲劳 失效。 14、皮带传动应设置在机械传动系统的 高速级,否则容易产生 打滑 。 二、选择题 1、带传动正常工作时,紧边拉力F1和松边拉力F 2满足关系 B 2、带传动中,选择V 带的型号是根据 C 。 A .小带轮直径 B .转速 C .计算功率和小带轮转速 D .传递功率 齿轮传动 一、选择题 7-1.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 7-2.一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 7-3.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 .齿面疲劳点蚀 D .齿面胶合 7-4.齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A .靠近齿顶处 B .靠近齿根处 C .节线附近的齿顶一侧 D .节线附近的齿根一侧 7-5.一对45钢调质齿轮,过早的发生了齿面点蚀,更换时可用________的齿轮代替。 A .40Cr 调质 B .适当增大模数m C .45钢齿面高频淬火 D .铸钢ZG310-570 7-6.设计一对软齿面减速齿轮传动,从等强度要求出发,选择硬度时应使________。 A .大、小齿轮的硬度相等 B .小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C .大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D .小齿轮用硬齿面,大齿轮用软齿面 7-7.一对齿轮传动,小轮材为40Cr ;大轮材料为45钢,则它们的接触应力________。 A .1H σ=2H σ B. 1H σ<2H σ C .1H σ>2H σ D .1H σ≤2H σ 7-8.其他条件不变,将齿轮传动的载荷增为原来的4倍,其齿面接触应力________。 A .不变 B .增为原应力的2倍 C .增为原应力的4倍 D .增为原应力的16倍 7-9.一对标准直齿圆柱齿轮,z l = 21,z 2 = 63,则这对齿轮的弯曲应力________。 A. 1F σ>2F σ B. 1F σ<2F σ C. 1F σ =2F σ D. 1F σ≤2F σ 7-10.对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般________。 A .先按接触强度设计,再校核弯曲强度 B .只需按接触强度设计 C .先按弯曲强度设计,再校核接触强度 D .只需按弯曲强度设计。 7-7.设计闭式软齿面直齿轮传动时,选择小齿轮齿数z 1的原则是________。 齿轮传动 例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3 一对闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:z 1= 25,z 2 = 75,m = 3 mm ,d φ= 1,小齿轮的转速 n =970 r/min 。主从动轮的][H σ 1 = 690 MPa ,][H σ 2 = 600 MPa ,载荷系数K = 1.6, 节点区域系数Z H = 2.5,材料弹性系数Z E = 189.8 MPa ,重合度系数εZ =0.9,是按接触疲 劳强度,求该齿轮传动传递的功率。 提示:接触疲劳强度校核公式为 ][ )1(2211H H E H u bd u KT Z Z Z σσε ≤+= 解:由已知条件: u = z 2 / z 1 = 75/25 = 3 d 1 = m z 1 = 3×25 = 75 mm b =φd d 1 = 1×75 = 75 mm 因为大齿轮的许用接触应力较低,故按大齿轮计算承载能力: )1(2][212 21+???? ? ??=u K u bd Z Z Z T E H H εσ )13(6.12375759.08.1895.260022 +????? ?? ? ????== 195182 Nmm = 195.182 Nm 齿轮传动所能传递的功率为: =??=?=30 970 182.1953011ππn T P 19826 W = 19.826 kW 一、填空题 1普通V带传动中,已知预紧力F o=25OO N,传递圆周力为800 N,若不计带的离心力,则工作时的紧边拉力F i为2900 ,松边拉力F2为2100 。 2、当带有打滑趋势时,带传动的有效拉力达到最大,而带传动的最大有效拉力决定于—F0 ___________ 、:、f 三个因素。 3、带传动的设计准则是保证带疲劳强度,并具有一定的寿命。 4、在同样条件下,V带传动产生的摩擦力比平带传动大得多,原因是V带在接触面上所受的正压力大于平带。 5、V带传动的主要失效形式是疲劳断裂和_____________ 。 6、皮带传动中,带横截面内的最大拉应力发生在紧边开始绕上小带轮处;皮带传动的打滑总是发生在皮带与小带轮之间。 7、皮带传动中,预紧力F0过小,则带与带轮间的摩擦力减小,皮带传动易出现 打 滑____ 现象而导致传动失效。 &在V带传动中,选取小带轮直径D1> D ilim。的主要目的是防止带的弯曲应力过大 。 9、在设计V带传动时,V带的型号可根据计算功率Pea和小带轮转速n1查选型图确定。 10、带传动中,打滑是指_______ ,多发生在小带轮上。刚开始打滑时紧边拉力F1与松边拉力F2的关系为—F j=Fje r。 11、带传动中的弹性滑动是由松紧边的变形不同_________ 产生的,可引起速度损失 _____________________________________________________ , 传动效率下降、带磨损等后果,可以通过减小松紧边的拉力差即有效拉力来降低。 12、带传动设计中,应使小带轮直径d> d rnin,这是因为直径越小,带的弯曲应力越大 第八章 1.试述松键联接的常用类型和工作特点。 松键联接有平键、半圆键和花键联接。工作特点:以键的两个侧面为工作面,键与键槽的侧面需要紧密配合,键的顶面与轴上键联接零件间留有一定的间隙。松键联接时轴与轴上零件的对中性好,尤其在高速精密传动中应用较多。松键联接不能承受轴向力,轴上零件需要轴向固定时,应采用其他固定方法。 2.螺旋传动紧键联接有哪几种类型? 紧键联接有楔键和切向键两种类型 3.销有哪些种类?销联接有哪些应用特点? (1)定位销:主要用于零件间位置定位,常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。 (2)联接销:主要用于零件间的联接或锁定,可传递不大的载荷。 (3)安全销:主要用于安全保护装置中的过载剪断元件。 4.螺纹的联接有哪几种类型? 螺栓联接;双头螺柱联接;螺钉联接;紧定螺钉联接; 5.螺栓联接为什么要防松?常用的防松方法有哪些? 在冲击、振动、变载或高温时,螺纹副间摩擦力可能会减小,从而导致螺纹联接松动,这时需要防松。防止螺纹副在受载时发生相对转动。 方法:(1)双螺母防松;(2)弹簧垫圈防松;(3)串联金属丝和开口螺母防松;(4)止动垫圈防松;(5)焊接和冲点防松。 6.说明螺纹的类型,试述它们的特点。 螺纹的类型有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等几种,三角形螺纹主要用于联接,矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。 7.液压缸的普通螺栓连接,布置有10个螺栓,材料为45钢。气缸内径D = 160 mm,油P = 4MPa,安装时要控制预紧力,试确定螺杆的直径。 8.已知轴径d = 108 mm,轮毂长165 mm,轴和毂的材料均为碳钢。如为静联接且许用挤压应力均为[ p]=100 MPa,试比较用标准普通平键和用标准矩形花键时,两种联接所能传递的转矩。(超出教材范围,没有讲花键的计算) 9.一普通螺栓,已知:大径d = 20 mm,中径d2= 18.376 mm,小径d1= 17.294 mm,螺 例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ,小齿轮转速n 1=350r/min ,传动比i=3.57。输送机工作平稳,单向运转,两班工作制,齿轮对称布置,预期寿命10年,每年工作300天。 解:1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数 1)带式输送机属于一般机械,且转速不高,故初选择8级精度。 2)因载荷平稳,传递功率较小,可采用软齿面齿轮。参考表5-6,小齿轮选用45钢调质处理,齿面硬度220~250HBS ,σHLim1=595MPa , σFE1=230MPa ;大齿轮选用 45钢正火处理,齿面硬度170~200HBS , σ HLim2=520MPa ,σFE2=200MPa 。 3)初选小齿轮齿数z 1=24,则z 2=iz 1=3.57×24=85.68,取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62,与要求的传动比3.57的误差小于3%。 对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动,应按齿面接触强度设计,再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计 设计公式5-48 1d ≥1)查表5-8,原动机为电动机,工作机械是输送机,且工作平稳,取载荷系数K=1.2。 2)小齿轮传递的转矩 11 2.7 9550955073.671 350 P N m n T =?= ?= ? 3)查表5-13,齿轮为软齿面,对称布置,取齿宽系数φd =1。 4)查表5-10,两齿轮材料都是锻钢,故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。 5)两齿轮为标准齿轮,且正确安装,故节点区域系数Z H =2.5,取重合度系数Z ε=0.9。 6)计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S σσ??=?? ①应力循环次数 小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108 ②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2,查接触疲劳寿命系数图表,不允许出现点蚀,得接触疲劳寿命系数Z N1=1,Z N2=1,两齿轮均为软齿面故ZW=1,ZX=1。 ③一般传动,取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力 11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===??2222 5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===?? 取小值[σ H2]代入计算。 7)计算 1 81.56mm d 8)计算主要尺寸 ①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2,取标准值m=4mm 。 ②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm 第三章 机械零件的强度p45 习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数60105?=N , 9=m ,试求循环次数 N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿 命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.37310 710 5180936 9 10111 =???==--N N σσN MPa 3.324105.210 51809469 20112=???==--N N σσN MPa 0.22710 2.610 51809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ,MPa 1701=-σ,2.0=σΦ,试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 0 012σσσΦσ -=-Θ σ Φσσ+=∴-1210 MPa 33.2832 .01170 21210=+?=+= ∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D ',即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D =72mm ,d =62mm ,r =3mm 。如用题3-2中的材料,设其强度极限σB =420MPa ,精车,弯曲,βq =1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.145 54==d D ,067.045 3 == d r ,查附表3-2,插值得88.1=ασ,查附 图3-1得78.0≈σq ,将所查值代入公式,即 ()()69.1188.178.0111k =-?+=-α+=σσσq 查附图3-2,得75.0=σε;按精车加工工艺,查附图3-4,得91.0=σβ,已知1=q β,则 35.21 1191.0175.069.1111k =???? ??-+=? ??? ??-+=q σσσσββεK ( )()()35.267.141,67.141,0,260,35 .2170 ,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ,应力幅MPa 20a =σ,试分别按①C r =②C σ=m ,求出该截面的计算安全系数ca S 。 [解] 由题3-4可知35.2,2.0MPa,260MPa,170s 1-====σσK Φσσ 齿轮传动练习题 一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案) 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式是。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 4 对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸,再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸,再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计 5 一对标准直齿圆柱齿轮,若z1=18,z2=72,则这对齿轮的弯曲应力。 A. σF1>σF2 B. σF1<σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 6 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动,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 7 一减速齿轮传动,小齿轮1选用45钢调质;大齿轮选用45钢正火,它们的齿面接触应力。 A. σH1>σH2 B. σH1<σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 8 对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动,设计时一般。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 C. 先按磨损条件计算 D. 先按胶合条件计算 9 设计一对减速软齿面齿轮传动时,从等强度要求出发,大、小齿轮的硬度选择时,应使。 A. 两者硬度相等 B. 小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C. 大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D. 小齿轮采用硬齿面,大齿轮采用软齿面 10 一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合,它们的必须相等。 A. 直径d B. 模数m C. 齿宽b D. 齿数z 11 在设计闭式硬齿面齿轮传动中,直径一定时应取较少的齿数,使模数增大以。 A. 提高齿面接触强度 B. 提高轮齿的抗弯曲疲劳强度 C. 减少加工切削量,提高生产率 D. 提高抗塑性变形能力 机械设计基础复习题(二) 第八章蜗杆传动复习题 ⒈判断题 (1) 所有蜗杆传动都具有自锁性。(×) (2) 蜗杆传动的接触应力计算,其目的是为防止齿面产生点蚀和胶合失效。(√) (3) 蜗杆传动中,为了使蜗轮滚刀标准化、系列化,新标准中,将蜗杆的分度圆直径定为标准值。(√) ⒉选择题 1. 两轴线 C 时,可采用蜗杆传动。 a.相交成某一角度 b.平行 c.交错 d.相交成直角 2 计算蜗杆传动比时,公式 C 是错误的。 a.i=ω1/ ω2 b.i=z2/ z1 c.i=d2/ d1 3. 轴交角为90?的阿基米德蜗杆传动,其蜗杆的导程角γ=8?8?30?(右旋),蜗轮的螺旋角应 为 B 。 a.81?51?30? b.8?8?30? c.20? d.15? 4. 对于重要的蜗杆传动,应采用 B 作蜗轮齿圈材料。 a.HT200 b.ZCuSn10Pb1 c.40Cr调质 d.18CrMnTi渗碳淬火 5. 当蜗杆头数增加时,传动效率 B 。 a.减小 b.增加 c.不变 ⒊问答题 (1) 蜗杆传动有哪些特点?适用于哪些场合?为什么?大功率传动为什么很少用蜗杆传动? (2) 何谓蜗杆传动的中间平面?何谓蜗杆分度圆直径? (3) 一对阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是什么? (4) 蜗杆传动的传动比等于什么?为什么蜗杆传动可得到大的传动比?为什么蜗杆传动的效率低? (5) 蜗杆传动中,为什么要规定d1与m 对应的标准值? 第九章轮系复习题 1 选择题 (1) _C___轮系中的两个中心轮都是运动的。 a.行星 b.周转 c.差动 (2) __A__轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。 a.行星 b.周转 c.差动 (3) 要在两轴之间实现多级变速传动,选用A轮系较合适。 a.定轴 b.行星 c.差动 (4) 自由度为1的轮系是B。 a.周转 b.行星 c.差动 (5) 差动轮系的自由度为 C 。 第三章(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 A 齿面点蚀 B 轮齿折断 C 齿面磨损 D 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中,高速重载齿轮传动的主要失效形式是。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D 齿面磨粒磨损 E 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 A 齿面要硬,齿心要韧 B 齿面要硬,齿心要脆 C 齿面要软,齿心要脆 D 齿面要软,齿心要韧 (4) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数按查图。 A 实际齿数 B 当量齿数 C 不发生根切的最少齿数 (5) 一减速齿轮传动,主动轮1用45钢调质,从动轮2用45钢正火,则它们齿面接触应力的关系是。 A σH1 < σH2 B σH1 = σH2 C σH1 > σH2 D 可能相同,也可能不同 (6) 一对标准圆柱齿轮传动,已知z1=20,z2=50,则它们的齿根弯曲应力是。 A σF1 < σF2 B σF1 = σF2 C σF1 > σF2 D 可能相同,也可能不同 (7) 提高齿轮的抗点蚀能力,不能采用的方法。 A 采用闭式传动 B 加大传动的中心距 C 提高齿面的硬度 D 减小齿轮的齿数,增大齿轮的模数 (8) 在齿轮传动中,为了减小动载荷系数KV,可采取的措施是。 A 提高齿轮的制造精度 B 减小齿轮的平均单位载荷 C 减小外加载荷的变化幅度 D 降低齿轮的圆周速度 (9) 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。 A 小端 B 大端 C 齿宽中点处 (10) 直齿圆柱齿轮设计中,若中心距不变,增大模数m,则可以。 A 提高齿面的接触强度 B 提高轮齿的弯曲强度 C 弯曲与接触强度均不变 D 弯曲与接触强度均可提高 (11) 一对相互啮合的圆柱齿轮,在确定轮齿宽度时,通常使小齿轮比大齿轮宽5~10mm,其主要原因是。 A 为使小齿轮强度比大齿轮大些 B 为使两齿轮强度大致相等 C 为传动平稳,提高效率 D 为了便于安装,保证接触线承载宽度 (12) 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。 A 按齿根弯曲疲劳强度设计,然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计,然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 (13) 下列措施中,不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 (1) 钢制齿轮,由于渗碳淬火后热处理变形大,一般须进过加工。 (2) 对于开式齿轮传动,虽然主要实效形式是,但目前尚无成熟可靠的计算方法,目前仅以作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。 (3) 闭式软齿面齿轮传动中,齿面疲劳点蚀通常出现在处,提高材料可以增强轮齿抗点蚀的能力。 (4) 在齿轮传动中,若一对齿轮采用软齿面,则小齿轮材料的硬度比大齿轮的硬度高HBS。 (5) 在斜齿圆柱齿轮设计中,应取模数为标准值,而直齿锥齿轮设计中,应取模 十八齿轮传动习题与参考答案 一、单项选择题(从给出的A、B、C、D中选一个答案) 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是C 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 高速重载齿轮传动,当润滑不良时,最可能出现的失效形式是 A 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45钢齿轮,经调质处理后其硬度值约为 B 。 A. 45~50 HRC B. 220~270 HBS C. 160~180 HBS D. 320~350 HBS 4 齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为C 。 A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法,则齿轮材料只可能是 D 。 A. 45钢 B. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸,再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸,再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设计 8 一对标准直齿圆柱齿轮,若z1=18,z2=72,则这对齿轮的弯曲应力。 A. σF1>σF2 B. σF1<σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 9 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动,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 10 一减速齿轮传动,小齿轮1选用45钢调质;大齿轮选用45钢正火,它们的齿面接触应力。 A. σH1>σH2 B. σH1<σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 11 对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动,设计时一般。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 第八章练习题 1. 单项选择 1-1 装配系统图表示了()。 ①装配过程 ②装配系统 组成 ③装配系统布局④机器装配结构 1-2 一个部件可以有()基准零件。 ①一个②两个③三个 1-3 汽车、拖拉机装配中广泛采用(④多个 )。 ①完全互换法 ②大数互 换法 ③分组选配法④修配法 1-4 高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用( ①完全互换法②大数互换法③分组选配法 )。 ④修配法 1-5 机床主轴装配常采用()。 ①完全互换法②大数互换法③修 配法 ④调节法1-6 装配尺寸链组成的最短路线原则又称()原则。 ①尺寸链封闭 ②大数 互换 ③一件一环④平均尺寸最小 1-7 修选配法通常按()确定零件公差。 ①经济加工精度 ②零件加工可能达到的最高精 度 ③封 闭环 ④组成环平均 精度 1-8 装配的组织形式主要取决于()。 ①产品重量 ②产品质量 ③ 产品成本④生产规模 1-9 牛头刨床总装时,自刨工作台面,以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。这属于()。 ①选配法②修配法③调 节法 ④试凑法 1-10 据统计,机器装配费用约占机器总成本的()。 ① 1/10~1/5 ② 1/5~1/3 ③ 1/3~1/2 ④ 1/2~2/3 2. 多项选择 2-1 机器由()装配而成。 ①零件②组件③部件④标准件 )等。2-2 机械装配的基本作业包括清洗、连接、调整、( ①检测②平衡③加工④修配 2-3 常见的可拆卸连接有、和()等。 ①螺纹连接 ②铆钉 连接 ③销连接④键连接 2-4 常用的机械装配方法有()和修配法等。 ①完全互换法 ②大数互 换法 ③调 整法 ④选配法 2-5 机械产品的装配精度一般包括()。 ①相互位置精度②相互配合精度③相互运动 精度 ④工作稳定性2-6 在确定各待定组成环公差大小时,可选用()。 ①等公差法 ②等精 度法 ③随机分 配法 ④按实际加工可能性分配法 2-7 协调环通常选()的尺寸。 ①尺寸链中最小 ②尺寸链中最小③易于制 造 ④可用通用量具测量 2-8 分组选配法进行装配时适用于()的情况。 ①大批量生产 ②配合精度要求很 高 ③参与装配零件本身精度很 高 ④参与 装配零件数较少 2 -9 自动装配条件下对零、部件结构工艺性的要求包括()等。 ①重量轻 ②体 积小 ③形状规则④能够互换 2-10 安排装配顺序的一般原则包括()等。 ①先内后外②先下后上③先大 后小 ④先难后易 3. 判断题 3-1 零件件是机械产品装配过程中最小的装配单元。 3-2 套件在机器装配过程中不可拆卸。 3-3 超声波清洗适用于形状简单、清洁度要求不高的零件清洗。 3-4 紧固螺钉连接使用拧紧力矩越大越好。 3-5 过盈连接属于不可拆卸连接。 3-6 配合精度指配合间隙(或过盈)量大小,与配合面接触面大小无关。3-7 配合精度仅与参与装配的零件精度有关。 3-8 直线装配尺寸链只有一个封闭环。 3-9 采用固定调节法是通过更换不同尺寸的调节件来达到装配精度。 3-10 自动装配中应尽量减少螺纹连接。 7-1.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 7-2.一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 7-3.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 .齿面疲劳点蚀 D .齿面胶合 7-4.齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A .靠近齿顶处 B .靠近齿根处 C .节线附近的齿顶一侧 D .节线附近的齿根一侧 7-5.一对45钢调质齿轮,过早的发生了齿面点蚀,更换时可用________的齿轮代替。 A .40Cr 调质 B .适当增大模数m C .45钢齿面高频淬火 D .铸钢ZG310-570 7-6.设计一对软齿面减速齿轮传动,从等强度要求出发,选择硬度时应使________。 A .大、小齿轮的硬度相等 B .小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C .大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D .小齿轮用硬齿面,大齿轮用软齿面 7-7.一对齿轮传动,小轮材为40Cr ;大轮材料为45钢,则它们的接触应力________。 A .1H σ=2H σ B. 1H σ<2H σ C .1H σ>2H σ D .1H σ≤2H σ 7-8.其他条件不变,将齿轮传动的载荷增为原来的4倍,其齿面接触应力________。 A .不变 B .增为原应力的2倍 C .增为原应力的4倍 D .增为原应力的16倍 7-9.一对标准直齿圆柱齿轮,z l = 21,z 2 = 63,则这对齿轮的弯曲应力________。 A. 1F σ>2F σ B. 1F σ<2F σ C. 1F σ =2F σ D. 1F σ≤2F σ 7-10.对于开式齿轮传动,在工程设计中,一般________。 A .先按接触强度设计,再校核弯曲强度 B .只需按接触强度设计 C .先按弯曲强度设计,再校核接触强度 D .只需按弯曲强度设计。 7-7.设计闭式软齿面直齿轮传动时,选择小齿轮齿数z 1的原则是________。 A .z 1 越多越好 B .z 1 越少越好 C .z 1 ≥17,不产生根切即可 D .在保证弯曲强度的前提下选多一些机械设计第八章-带传动-思考题-答案(完整资料).doc
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