机械设计习题(3)

2018-11-28 17:57

8-2-8 有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1的模数m1=5mm,齿数zl=30;齿轮2的模数m2=3mm,齿数z2=50,则齿形系数和应力校正系数的乘积YFa1YSa1_________YFa2YSa2。

(1)大于 (2)等于 (3)小于 (4)不一定大于、等于或小于

8-2-9 齿轮的弯曲疲劳强度极限σFlim和接触疲劳强度极限σHlim是经持久疲劳试验并按失效概率为_________来确定的,试验齿轮的弯曲应力循环特性为__________________循环,

8-2-10 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

8-2-11. 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

8-2-12. 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。

8-2-13.一对齿轮传动,已知z1?z2, HB1>HB2,则轮齿的许用接触应力[?H1 ] [?H2.]

①大于 ②等于 ③小于

8-2-14.图示圆锥齿轮传动中 z1主动,转向如图,单向转动,则在传力过程中,齿轮2工作齿面上的接触应力

为 变应力, 齿根的弯曲应力为 变应力。 ①对称循环 ②脉动循环 ③不对称循环 Z1 Z3 Z2

8-2-15为提高齿轮接触疲劳强度应______________。

1) 分度圆直径不变条件下增大模数 2)增大分度圆直径

3) 分度圆直径不变条件下增加齿数 4)减小齿宽

8-2-16为了提高齿根弯曲强度应_________。

1) 增大模数 2)增大分度圆直径 3)增加齿数 4) 减小齿宽

8-2-17一减速齿轮传动,主动轮1和从动轮2的材料和热处理要求均相同,工作时,两轮齿根危险剖面上的弯曲应力____________。

1) σFl>σF2 2) σFl<σF2 3) σFl=σF2

8-2-18在齿轮传动的设计计算中,对下列参数和尺寸应标准化的有__________;应圆整的有_______;没有标准化也不应圆整的有___________。

(1)斜齿轮的法面模数mn (2)斜齿轮的端面模数mt (3)直齿轮中心距a

(4)斜齿轮中心距a (5)齿宽B (6)齿厚s (7)分度圆压力角α

(8)螺旋角β (9)锥距R (10)齿顶圆直径da

8-2-19有两个标准直齿圆柱齿轮,齿轮1:m1=5mm,z1=25,齿轮2:m2=3mm,z2=25。此时,它们的齿形系数________。

1)YFa1YFa2 3) YFa1=YFa2

8-2-20在圆柱齿轮传动中,常使小轮齿宽b1略大于大轮齿宽b2,其目的是________。

1) 提高小轮齿面接触强度 2)提高小轮齿根弯曲强度 3)补偿安装误差,以保证全齿宽接触 4)减少小齿轮载荷分布不均

8-2-21齿轮传动中,小轮齿面硬度与大轮齿面硬度差,应取____________较合理。 1)30~50HBS 2) 0 3)小于30HBS 4)大于30HBS

8-2-22选择齿轮毛坯的形式(轧制圆钢、锻造、铸造等)时,主要考虑________。 1)齿宽 2)齿轮直径 3)齿轮在轴上的布置位置 4)齿轮精度

8-2-23 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮,该齿轮制造工艺顺序应是_______________为宜。

(1)滚齿、表面淬火、磨齿 (2)滚齿、磨齿、表面淬火 (3)表面淬火、滚齿、磨齿

(4)滚齿、调质、磨齿

8-2-24一闭式软齿面齿轮传动中最可能出现的失效形式是_______________,开式齿轮传动中最可能出现的失效形式是______。

1)轮齿折断 2)齿面疲劳点蚀 3)齿面磨损 4)齿面胶合

8-2-25对高速齿轮或齿面经硬化处理的齿轮的齿顶进行适量修缘,可以_______。 1)减小载荷分布不均 2)减少动载荷 3)提高轮齿的弯曲强度 4)使齿轮易于跑合

8-2-26正交直齿锥齿轮传动的齿数z1、z2,节圆锥角δ1、δ2,其传动比I=z1/z2=_____。

1)ctgδ1 2)tgδ1 3)cosδ2 4)sinδ2

8-2-27图示从动直齿锥齿轮的受力简图,其中_____________是正确的。 三、计算题

8-3-1 图示为蜗杆、齿轮传动装置。右旋蜗杆I为主动件,为使轴Ⅱ、Ⅲ上传动件的轴向力能相抵消,试确定:

(1)蜗杆的转向1;

(2)一对斜齿轮3、4轮齿的旋向;

(3)用图表示轴Ⅱ上传动件的受力(用各分力表示)情况。

8-3-2 在上题的齿轮传动中,小齿轮调质处理,齿面硬度为220~240HBS,大齿轮常化处理,齿面硬度为190~210HBS,要求齿轮的工作寿命为5年(允许出现少量点蚀),每年工作250天,每天工作8小时,齿轮单向转动。试确定该齿轮传动的许用接触应力和许用弯曲应力。

8-3-3 如图9-3-3所示为二级圆柱齿轮减速器,高速级和低速级均为标准斜齿轮传动。已知:电机功率P?3 kW;转速n?970 r/min高速级:n,1,

?'''z2?53?1?125019m?3 mmz?22z?50??110 mm,。低速级:n,3,4,,计

算时不考虑摩擦损失,求:

(1) 为使Ⅱ轴所承受的轴向力较小,确定齿轮3、4的螺旋线方向; (2) 求齿轮3的分度圆螺旋角?的大小;

m?2 mmz?25(3) 画出齿轮3、4在啮合点处所受各分力的方向,计算齿轮3所受各分力的大小。

图8-3-3

8-3-4 一直齿圆柱齿轮传动,已知zl=20,z2=60,m=4mm,B1=45mm,B2=40mm,齿轮材料为锻钢,许用接触应力[σH]1=500MPa,[σH]2=430MPa,许用弯曲应力[σF]1=340MPa, [σF]2=280MPa,弯曲载荷系数K=1.85,接触载荷系数K=1.40,求大齿轮所允许的输出转矩T2(不计功率损失)。

8-3-5 现有一对啮合的大、小齿轮,试求:①哪个齿轮的弯曲应力大;②大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式;③大、小齿轮齿根弯曲应力之间的关系式;④若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同,且寿命系数KFN1=KFN2=1,那么,哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高?

附齿根弯曲应力校核式如下:

2KT1bd1m?F?YFaYSa?[?]F(MPa)

8-3-6 单级闭式直齿圆柱齿轮传动中,小齿轮的材料为45钢调质处理,大齿轮的材料为ZG270-500正火,P=7.2kW,n1=960r/min,m=4mm,z1=25,z2=73,b1=84mm,b2=78mm,单向转动,载荷有中等冲击,用电动机驱动,试验算此单级传动的强度。

8-3-7 如图9-3-7所示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两极传动装置,动力由轴Ⅰ输入,轴Ⅲ输出,Ⅲ周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;(3)画出圆锥齿轮2和谐齿轮3所受各分力的方向。

图8-3-7

8-3-8 已知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比i=3.6,n1=1440r/min,P=25kW,长期双向转动,载荷有中等冲击,要求结构紧凑,采用硬齿面材料。试设计此齿轮传动,校核齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

题图8-3-10

8-3-9 设有一对标准直齿圆柱齿轮,已知齿轮的模数m?5,小、大齿轮的齿数分别为

z1?21z2?73YFa1?2.82,,小、大齿轮的齿形系数分别为?FP1?314 N/mm22、

YFa2?2.28,小、大齿轮

的许用应力分别为,

?FP2?286 N/mm,并算得小齿轮的齿根弯曲

应力为。试问:(1)哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大?(2)这对齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求?

8-3-10 设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如题图9-3-10所示,试问:1)低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反;2)低速级螺旋角β应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。

8-3-11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)。

?F1?306 N/mm

8-3-12在图示的展开式二级斜齿圆柱齿轮传动中,已知:高速级齿轮齿数z1=44,z2=94,模数mnⅠ=2.5mm。低速级齿轮齿数z3=43,z4=95,模数mnⅡ=3.5mm,分度圆螺旋角βⅡ=9°42′。输出功率PⅢ=28.4kW,输出轴转速nⅢ=309r/min。齿轮啮合效率η1=0.98,η2=0.99。试求:

1)高速级大齿轮的齿(旋)向,以使中间轴上的轴承所受的轴向力较小;

2)高速级斜齿轮螺旋角β1为多少时,中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消? 3)各轴转向及所受扭矩;

4)齿轮各啮合点作用力的方向和大小(各用三个分力表示)。

8-3-13有一直齿圆锥-斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知:P1=17kW,

n1=720r/min。圆锥齿轮几何尺寸与参数为m=5mm,z1=25,z2=60,b=50mm。斜齿圆柱齿轮几何尺寸与参数为mn=6mm,z3=21,z4=84。锥齿轮啮合效率η1=0.96,斜齿圆柱齿轮啮合效率η2=0.98,滚动轴承效率η3=0.99。Ⅰ轴转向如图所示,单向转动。 1)绘图标出各齿轮的转向; 2)计算各轴的扭矩;

3)当斜齿圆柱齿轮分度圆螺旋角β为何旋向及多少度时,方能使大锥齿轮和小斜齿圆柱齿轮的轴向力完全抵消?

4)绘图标出齿轮各啮合点作用力的方向(各用三个分力表示),并计算其大小。斜齿圆柱齿轮的螺旋角按β=10°8′30″计算。

四、计算题(二)

n?820r/min8-4-1 设计直齿锥齿轮传动,传递功率P?4.2kW,主动轮转速1,

传动比i?2.4,有轻微冲击,寿命10年

8-4-2 设计一斜齿圆柱齿轮传动,已知功率Pl=40kW,转速n1=2800r/min,传动比i=3.2,工作寿命Lh=1000h,小齿轮作悬臂布置,工作情况系数KA=1.25。

8-4-3 设计由电动机驱动的闭式圆锥齿轮传动。已知功率P1=9.2kW,转速n1=970r/min,传动比i=3,小齿轮悬臂布置,单向转动,载荷平稳,每日工作8小时,工作寿命为5年(每年250个工作日)。


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