机械设计基础习题答案第11章

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1、11-1解1）由公式可知：轮齿的工作应力不变，则则，若，该齿轮传动能传递的功率11-2解由公式可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系：设提高后的转矩和许用应力分别为、当转速不变时，转矩和功率可提高69%。11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。（1）许用应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。查教材图11-7，查教材图11-10,查教材表11-4取，故：（2）验算接触强度，验算公式为：其中：小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得齿宽中心距齿数比则：、，能满足接触强度。

2、（3）验算弯曲强度，验算公式：其中：齿形系数：查教材图11-9得、则：满足弯曲强度。11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。（1）许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材图11-10得,查教材表11-4，并将许用应用降低30%故　　　　　　　　　　　　　　（2）其弯曲强度设计公式：其中：小齿轮转矩　　载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数　　，取齿数比　　齿形系数查教材图11-9得、因　　故将　　代入设计公

3、式因此　　　取模数中心距　　　齿宽　　11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触强度。（1）许用弯曲应力查教材表11-1，大小齿轮材料40Cr表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材图11-10得，查材料图11-7得。查教材表11-4，因齿轮传动是双向工作，弯曲应力为对称循环，应将极限值乘70%。故　　　　　　　　　　　　　（2）按弯曲强度设计，设计公式：其中：小齿轮转矩　　载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数齿数　　，取齿数比　　齿形系数应将齿形系数较大值代入公式，而齿形系数值与齿数成反比，将小齿轮的齿形系数代入设计公式，查教材图

4、11-9得因此　　　　　取模数（3）验算接触强度，验算公式：其中：中心距　　齿宽　　　，取满足接触强度。11-6解斜齿圆柱齿轮的齿数与其当量齿数之间的关系：（1）计算传动的角速比用齿数。（2）用成型法切制斜齿轮时用当量齿数选盘形铣刀刀号。（3）计算斜齿轮分度圆直径用齿数。（4）计算弯曲强度时用当量齿数查取齿形系数。11-7解见题11-7解图。从题图中可看出，齿轮1为左旋，齿轮2为右旋。当齿轮1为主动时按左手定则判断其轴向力；当齿轮2为主动时按右手定则判断其轴向力。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　轮1为主动　轮2为主动时图11.2题11-7解图11-8解见题11-8解图。齿轮2为

5、右旋，当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向；径向力总是指向其转动中心；圆向力的方向与其运动方向相反。图11.3题11-8解图11-9解（1）要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，则低速级斜齿轮3的螺旋经方向应与齿轮2的旋向同为左旋，斜齿轮4的旋向应与齿轮3的旋向相反，为右旋。（2）由题图可知：、、、、分度圆直径　轴向力要使轴向力互相抵消，则：即　　　　　11-10解软齿面闭式齿轮传动应分别校核其接触强度和弯曲强度。（1）许用应力查教材表11-1小齿轮40MnB调质硬度：240～280HBS取260HBS；大齿轮35SiMn调质硬度：200～260HBS，取230HBS。查教材图11-7：；查

6、教材图11-10：；查教材表11-4取，故：　　　　　　　　　　　　　（2）验算接触强度，其校核公式：其中：小齿轮转矩　　　载荷系数查教材表11-3得齿宽　　中心距　　　齿数比　　　则：　　　　　满足接触强度。（3）验算弯曲强度，校核公式：小齿轮当量齿数　　　　　　　　　大齿轮当量齿数　　　　　　　　　齿形系数查教材图11-9得、满足弯曲强度。11-11解软齿面闭式齿轮传动应按接触强度设计，然后验算其弯曲强度：（1）许用应力查教材表11-1小齿轮40MnB调质硬度：240～280HBS取260HBS；大齿轮45钢调质硬度：210～230HBS，取220HBS。查教材图11-7：；查教材图11-

7、10：；查教材表11-4取，故：　　　　　　　　　　　（2）按接触强度设计，其设计公式：其中：小齿轮转矩载荷系数查教材表11-3得齿宽系数取中心距齿数比将许用应力较小者代入设计公式则：　　　　　　　　取中心距初选螺旋角大齿轮齿数　　，取齿数比：　　　模数　，取螺旋角　（3）验算其弯曲强度，校核公式：小齿轮当量齿数　大齿轮当量齿数　齿形系数查教材图11-9得、满足弯曲强度。11-12解由题图可知：