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2轮主动:
弯曲应力为脉动循环应力,许用应力=[σ]
2主动时,弯曲强度高。
例题2、图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。
已知齿轮1的转向和螺旋线方向,齿轮2的参数mn=2mm,z2=50,β=10︒,齿轮3的参数mn=4mm,z3=20。
求:
1)使轴所受轴向力最小时,齿轮3的螺旋线应是何旋向?
在图上标出齿轮2、3的螺旋线方向。
2)在图上标出齿轮2、3所受各分力方向。
3)如使轴的轴承不受轴向力,则齿轮3的螺旋角应取多大值?
)齿轮3为右旋,齿轮2、3的旋向如图。
2)齿轮2、3所受各分力方向如图。
3),由得:
由转矩平衡,得:
,代入得
即
例题3、图示为一对锥齿轮与一对斜齿圆柱齿轮组成的二级减速器。
已知:
斜齿轮mn=2mm,z3=25,z4=53,轴转矩T2=1210N.mm。
1)如使z3、z4的中心距a=80mm,问斜齿轮螺旋角β=?
2)如使轴轴向力有所抵消,试确定z3、z4的螺旋线旋向(在图上表示),并计算Fa3的大小,其方向在图上标出。
1)
所以,
2)
方向如图。
3、已知直齿锥齿轮传动的传动比i=2.5,压力角α=20︒,齿宽中点分度圆的圆周力Ft1=5600N,斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角β=11︒36'
,分度圆的圆周力Ft2=9500N,若大锥齿轮和小斜齿圆柱齿轮的轴向力方向相反,试求轴II转向及其上的轴向力的大小和方向。
设锥齿轮的轴向力为Fa1,圆柱齿轮的轴向力为Fa2
,
Fa的方向指向支点A。
1、图示两级斜齿轮传动,已知第一对齿轮:
z1=20,z2=40,mn1=5mm,°
;
第二对齿轮;
z3=17,z4=52,mn2=7mm。
今使轴Ⅱ上传动件的轴向力相互抵消,试确定:
(1)斜齿轮3、4的螺旋角β2的大小及轮齿的旋向;
(2)用图表示轴Ⅱ上传动件的受力情况(用各分力表示)。
4、减速器中尺寸参数和转向如图所示,,忽略摩擦损失。
1)决定低速级齿轮螺旋角的方向,使中间轴的轴向力可以有一部分互相抵消。
2)分析2、3齿轮受力大小和方向。
1)齿轮3左旋,齿轮4右旋。
2)
例4:
一对齿轮传动,z1=20,z2=60。
问:
1)哪个齿轮弯曲应力大?
2)哪个齿轮接触应力大?
3)若两齿轮的材质,表面质硬度相同([σ]H1=[σ]H2,[σ]F1=[σ]F2),哪个齿轮弯曲强度高,哪个齿轮接触强度高?
1)因为:
YFa1Ysa1>
YFa2Ysa2且:
所以:
σF1>
σF2
2)两轮接触应力σH1=σH2
3)因为:
σF2且许用应力相同,故2齿轮的弯曲强度高,而接触强度相等
例题5、一对标准直齿圆柱齿轮传动,,,b=60,
K=1.3,
求该传动所能传递得最大功率。
取,
,,
例题6、一对标准直齿圆柱齿轮传动,原来材料的,中心距a=100mm,若其它条件(K、T、等)不变,改用材料,求改用材料后的中心距。
设原来设计为A
新设计为B
同理,
例题7、一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知z1=20,z2=40,m=2mm,b=40mm,YSa1=1.55,YSa2=1.67,YFa1=2.80,YFa2=2.40,ZH=2.5,ZE=189.8(MPa)1/2,Zu=1.225,P=5.5kW,n1=1450r/min,K1=K2。
σF1/σF2和σH1/σH2。
注:
σH1/σH2=1(因作用力等于反作用力)
例题8、一对开式直齿圆柱齿轮传动,齿轮在两轴承间对称布置。
m=6mm,z1=20,z2=80,α=20︒,齿宽b2=72mm,主动轴转速n1=330r/min,小齿轮45钢调质,,,大齿轮45钢正火,,,载荷系数K=2.0。
试求主动轴I所能传递的最大功率。
,,,,,。
1)因为是开式齿轮传动,所以只按弯曲强度计算,同时考虑磨损的影响,将许用应力降低30%。
2)弯曲强度计算公式:
所以代入小值50.65,b取b2,d1=mz1=6⨯20=120mm,代入式中
3)主动轴I所能传递的最大功率
例题9、一对标准直齿圆柱齿轮传动,已知:
z1=20,z2=40,小轮材料为40Cr,大轮材料为45钢,齿形系数YFa1=2.8,YFa2=2.4,应力修正系数YSa1=1.55,YSa2=1.67,许用应力,,,。
1)哪个齿轮的接触强度弱?
2)哪个齿轮的弯曲强度弱?
为什么?
1)大齿轮的接触强度弱。
因为相互啮合的一对齿轮,其接触应力相等,而大轮的许用应力小。
2)大齿轮的弯曲强度弱。
弯曲强度的大小主要取决于比值:
。
,
比值大的弯曲强度低,故大齿轮的弯曲强度低。
2、一个单级直齿圆柱齿轮减速器中,已知齿数z1=20,z2=60,模数m=2.5mm,齿宽系数φd=1.2,小轮转速n1=960r/min,若主、从动轮的许用接触应力分别为,,载荷系数K=1.6,节点区域系数ZH=2.5,弹性系数,重合度系数Zε=0.9,试按接触疲劳强度,求该传动所能传递的功率。
参考公式
式中
=81446N⋅mm
所能传递的功率
5、分析以下两种减速器的结构方案中哪一种较好?
a方案较好,因为该方案中齿轮位于远离转矩输入端,轮齿上载荷分布不均匀现象可由于小齿轮轴扭转而得到改善。
图中1为电动机,2为卷筒,试分析:
1)三种方案中哪种最合理,为什么?
2)三种方案中哪种最不合理,为什么?
1)c方案最合理。
带传动放在最高级,能过载打滑,保护电动机,降低了齿轮转速,减小噪声,开式齿轮放在最低级,承受较大的转矩,成本低。
2)a方案最不合理。
带传动放在低速级不合理,因为速度低,传递的转矩增大,而带传动传递的功率小,这样带传动的结构将要增大。
6、一带式输送装置,原设计方案为图a,强度正好满足要求,装配时错装成图b,这样能不能用?
(不计摩擦损耗)
不能用,因为其中蜗轮减速器放到第二级,转速降低,传动力矩增大,会导致发热与磨损现象严重,强度也不能满足要求。
复习思考题
1、锥齿轮弯曲强度计算中的齿形系数YFa应按确定:
①max{[σ]H1,[σ]H2};
②min{[σ]H1,[σ]H2};
③[σ]H1;
④[σ]H2
2、由直齿和斜齿圆柱齿轮组成的减速器,为使传动平稳,应将直齿圆柱齿轮布置在。
①高速级;
②低速级;
③高速级或低速级;
④哪一级,无法判断。
3、齿轮传动中,当齿轮分度圆直径不变时,将模数加大,其接触疲劳强度将,弯曲强度将。
①提高;
②降低;
③不变;
④无法判明变动情况。
4、一对齿轮啮合传动时,大、小齿轮上齿面的接触应力。
①σH1=σH2;
②σH1>
σH2;
③σH1<
④不能判明大小关系。
5、开式齿轮传动中,保证齿根弯曲应力σF≤[σ]F,主要是为了避免齿轮的失效。
①轮齿折断;
②齿面磨损;
③齿面胶合;
④齿面点蚀。
6、在齿轮传动中,提高其抗点蚀能力的措施之一是。
①提高齿面硬度;
②降低润滑油粘度;
③减小分度圆直径;
④减少齿数。
7、在齿轮传动中,为减少动载,可采取的措施是。
①改用好材料;
②提高齿轮制造精度;
③降低润滑油粘度;
④加大模数。
8、在齿轮传动中,为改善齿端偏载现象,可采取的措施之一是。
①增加齿宽;
②将齿轮轮齿作成鼓形齿;
③把齿轮悬臂布置;
④加大齿面硬度。
9、在齿轮传动的载荷计算中,为什么要引入动载荷系数Kv?
Kv与哪些因素有关?
10、为提高齿面的抗点蚀能力,试至少举出三种办法。
11、为提高齿轮轮齿抵抗弯曲折断的能力,试至少举出三种措施。
12、在齿轮传动中,为减少动载荷,试至少举出三种措施。
13、在齿轮传动中,为减轻齿轮的齿端偏载,试至少举出三种措施。
1.齿轮传动主要有哪几种失效?
2.齿轮传动强度计算中引入的载荷系数K考虑了哪几方面的影响?
分别加以说明。
2、同精度的齿轮传动,动载系数Kv与___A_______有关。
A.圆周速度B.齿轮在轴上相对于轴承的位置
C.传动超载D.原动机及工作机器的性能和工作情况
3、下图的轮齿称为______________,其目的是_____________。
鼓形齿,改善轮齿偏载
4、圆柱齿轮传动,C__________的齿向载荷分布系数Kβ最大。
A.齿轮在两轴承之间,对称布置,硬齿面
B.齿轮在两轴承之间,不对称布置,软齿面
C.齿轮悬臂布置,硬齿面
D.齿轮悬臂布置,软齿面
5、圆柱齿轮传动,__C________的齿向载荷分布系数Kβ最大。
6、高度变位齿轮传动和标准齿轮传动的齿面接触强度相比,________大。
当设计圆柱齿轮传动时,在__B____时接触强度可提高。
A.中心距不变,增大模数B.齿数不变,增大中心距
C.中心距不变,增大齿数D.中心距不变,减小传动比
7、为了减小齿轮传动的齿向载荷分布(不均)系数Kβ,可将_B___________。
A.齿轮传动设计成负变位传动B.轮齿加工成鼓形齿
C.轮齿进行齿顶修缘D.增加齿轮宽度
8、齿轮传动的载荷系数中,动载荷系数Kv的大小主要与_B________有关。
A.轮齿宽度B.制造精度C.端面重合度D.齿轮模数
9、为减小齿轮的动载系数Kv,可将C______。
A.保持传动比不变,减少两轮齿数B.两齿轮做成变位齿轮
C.轮齿进行齿顶修缘D.增加齿宽
10、齿轮传动的载荷系数中,齿向载荷分布(不均)系数Kβ,除取决于轮齿宽度以外,还与_C________有关。
A.齿轮速度B.齿轮模数C.齿面硬度D.端面重合度
11、正变位齿轮传动使接触强度___________,主要表现为节点区域系数ZH___________________。
提高,减小
12、采用高度变位齿轮传动并不能提高齿轮的_________强度。
齿面接触疲劳
13、下图中轮齿顶部切去一小部分(画阴影部分)称为______________,其目的是________________。
齿顶修缘
减小基节(法节)误差产生的动载荷
14、在减速器中,设置定位销的目的是为了保证轴承座孔的安装精(T)
装配图上应标注的四类尺寸是__________、___________、___________、__________。
特性尺寸,配合尺寸,外形尺寸,安装尺寸
1.齿轮传动如何进行分类?
定轴浙开线齿轮传动的基本类型有那几种?
主要特性及应用场合是什么?
2.国家标准规定的齿轮精度有几级?
哪级最高?
哪级最低?
常用的有哪几级?
齿轮公差分哪三个公差组?
三个公差组的精度如何组合?
3.齿轮传动常见的轮齿失效形式有哪些?
失效的原因是什么?
采取哪些
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