第十章 齿轮传动
10-1 试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示各力的作用位置及方向）。
[解] 受力图如下图：
补充题：如图（b），已知标准锥齿轮
m?5,z1?20,z2?50,ΦR?0.3,T2?4?105N?mm，标准斜齿轮
mn?6,z3?24，若中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消，β应为多少？并
计算2、3齿轮各分力大小。 [解] （1）齿轮2的轴向力：
Fa2?Ft2taαnsiδn2?2T22T2taαnsiδn2?taαnsiδn2 dm2m?1?0.5ΦR?z2 齿轮3的轴向力：
Fa3?Ft3taβn?2T32T32T3taβn?taβn?sinβ d3mnz3?mnz3????coβs????Fa2?Fa3,α?20?,T2?T3
?2T32T2tanαsinδ2?sinβ
m?1?0.5ΦR?z2mnz3即sinβ?mnz3tanαsinδ2
m?1?0.5ΦR?z2由?tanδ2?z2z1?sinβ??50?2.5 20 ?sinδ2?0.928 cosδ2?0.371
mnz3tanαsinδ26?24?tan20??0.928??0.2289
m?1?0.5ΦR?z25??1?0.5?0.3??50即β?13.231?
（2）齿轮2所受各力：
2T22T22?4?105Ft2????3.765?103N?3.765 kNdm2m?1?0.5ΦR?z25??1?0.5?0.3??50Fr2?Ft2tanαcosδ2?3.765?103?tan20??0.371?0.508?103N?0.508 kFa2?Ft2tanαsinδ2?3.765?103?tan20??0.928?1.272?103N?1.272kN
Ft23.765?103Fn2???4kN
cosαcos20? 齿轮3所受各力：
2T32T22T22?4?105Ft3???cosβ?cos13.231??5.408?103N?5.408kN
d3?mnz3?mnz36?24???cosβ???Ft3tanαn5.408?103?tan20?Fr3???2.022?103N?2.022kN
cosβcos12.321?5.408?103?tan20?Fa3?Ft3tanβ?5.408?10?tan?1.272?103N?1.272kN
cos12.321?3
Ft33.765?103Fn3???5.889?103N?5.889kN
cosαncosβcos20?cos12.321?10-6 设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知
Ph，小齿轮相对其轴的支1?7.5kW,n1?1450rmin,z1?26,z2?54，寿命Lh?12000承为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。 [解] (1) 选择齿轮类型、精度等级、材料 ①选用直齿圆柱齿轮传动。
②铣床为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。 ③材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材
料硬度差为40HBS。 （2）按齿面接触强度设计
?ZE?? d1t?2.323KT1?u?1?????Φdu?ζ?H?2
1）确定公式中的各计算值
①试选载荷系数Kt?1.5
②计算小齿轮传递的力矩
95.5?105P95.5?105?7.51 T1???49397N?mm
n11450 ③小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取Φd?1.0
④由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa
⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
ζHlim1?600MP；大齿轮的接触疲劳强度极限aζHli2m12?55M0P。a
⑥齿数比 u?z2z1?54?2.08 26⑦计算应力循环次数
N1?60n1jLh?60?1450?1?12000?1.044?109
N11.044?109N2???0.502?109
u2.08⑧由图10-19取接触疲劳寿命系数 KHN1?0.98,KHN2?1.0 ⑨计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S?1 ?ζH?1? ?ζH?2KHN1ζHlim10.98?600??58M8Pa S1Kζ1.03?550?HN2Hlim2??56.65MPa
S1 2）计算