机械设计基础第二版习题答案_刘江南_郭克希主编

(例6-1 )

解 该齿轮传动为标准直齿圆柱齿轮传动，按表6-3所列公式利用Excel软件进行计算：

例6-3 试设计某带式输送机单级减速器的斜齿轮传动。已知输入功率P＝14.4KW，小齿轮

=3.35, 两班制每年工作300天，工作寿命8年。带式输送机转速n1=456.5r/min，传动比i

运转平稳，单向输送。

解 （1）选定齿轮材料、热处理方式、精度等级

据题意，选闭式斜齿圆柱齿轮传动。此减速器的功率较大，大、小齿轮均选硬齿面，齿轮材料均选用20Cr，渗碳淬火，齿面硬度为56～62HRC。齿轮精度初选7级。

（2） 初步选取主要参数

取z1=20，z2=iz1=3.35×20=67，

取ψa＝0.4，则ψd=0.5(i+1)ψa=0.5×(3.4+1)×0.4=0.88，符合表6-9范围。

（3） 初选螺旋角β=12°。

（4） 按轮齿齿根弯曲疲劳强度设计计算

按式（6-34）计算法面模数 mn≥

确定公式内各参数计算值：

①载荷系数K 查表6-6，取KＡ=1.2；②小齿轮的名义转矩T1

P14.4

T1=9.55×106=9.55×106×=301.25×103 N·mm；

n1456.5③复合齿形系数YFS 由zv1=

zv2=

z120

==21.37， cos3βcos312°

z267

==71.59， cos3βcos312°

查图6-21得，YFS1=4.34 , YFS2=3.96；④重合度系数Yε

11 1 1

由εt= 1.88 3.2 + cosβ= 1.88 3.2 + ×cos12°=1.64

2067 z1z2

得Yε=0.25+

0.75

εt

=0.25+

0.75

=0.709； 1.64

⑤螺旋角影响系数Yβ 由b=ψdd1=ψd εβ=

z1mn

及式（6-27）可得 cosβ

bsinβψdz1tanβ0.88×20×tan12°

==≈1.19>1，取εβ=1计算， πmnππ

Yβ=1 εβ

β

120°

=1

12°

=0.9； 120°

⑥许用应力 查图6-22(b)，σFlim1=σFlim2＝460 MPa，

查表6-7，取SF=1.25，

σ460

=368 MPa； 则[σF]1=[σF]2=Flim=

SF

1.25

⑦计算大、小齿轮的

YFS

并进行比较 [σF]

因为[σF]1=[σF]2，YFS1>YFS2，故

YFS1Y

>FS2，

[σF]1 σF 2

于是 mn≥

=

≈2.45mm。 （5）按齿面接触疲劳强度设计计算 按式（6-32）计算小齿轮分度圆直径

d1≥

确定公式中各参数值：

① 材料弹性影响系数ZE 查表

6-8, ZE=； ② 由图6-33选取区域系数 ZH=2.45； ③

重合度系数 Zε=

==0.781；

④ 螺旋角影响系数 Zβ=⑤ 许用应力

cos=cos12°=0.99；

查图6-19(b)，σHlim1=σHlim2=1500MPa查表6-7,取SH=1，则[σH]1=[σH]2=

σHlim

SH

=

1500

=1500 MPa

1

于是

d1≥

=

d1cosβ39.43×cos12°==1.928mm。 z120

=39.43mm，

mn=

（6）几何尺寸计算

根据设计准则，mn≥max(2.45,1.928)=2.45 mm，

按表6-1圆整为标准值，取mn＝3mm； m(z+z)3×(20+67)

确定中心距a=n12==133.42mm，圆整取a=135 mm；

2cosβ2×cos12°

确定螺旋角β=arccos

d1=d2=

mn(z1+z2)3×(20+67)

=arccos=14.8351°=14°50'6"； 2a2×135

mnz13×20

==62.07 mm； cosβcos14.8351°

mnz23×67

==207.93 mm； cosβcos14.8351°

b=ψd d1=0.88×62.07=54.62 mm；

取b2=55 mm，b1=b2+(5～10) mm，取b1=60 mm。

（7）验算初选精度等级是否合适

圆周速度 v=

πd1n1

60×1000

=

π×62.07×456.5

=1.48 m/s，

60×1000

v＜20m/s且富余较大，可参考表6-5有关条件将精度等级定为8级。（8）结构设计及绘制齿轮零件图（略）。

习 题

10-1 螺纹主要类型有哪几种?说明它们的特点和用途。

10-2 在螺纹联接中，为什么要采用防松装置?试列举几种最典型的防松装置，绘出其结构简图，说明其工作原理和结构特点。

10-3 螺旋传动按使用持点的不同，可分为哪几类7试举例说明其应用场合。 10-4 半圆键联接与普通平键联接相比较，有什么优缺点？适用于什么场合? 10-5 焊缝有哪些类型？各适用什么场所？

10-6 铆接、焊接和粘接各有什么特点?分别适用于什么情况?

10-7 如图所示为一拉杆螺纹联接。已知拉杆受的载荷F＝50kN．载荷稳定，拉杆材料为Q235，拉杆螺栓性能等级选4.6级。试计算此拉杆螺栓的直径。

10-8 如图所示凸缘联轴器用分布在直径为D。＝250mm的圆上的6个性能等级为5.6级的普通螺拴，将两半联轴器紧固在一起，需传递的转矩T＝1000 N.m。试计算螺栓的直径。 10-9 如图所示的螺栓联接中，横向载荷FS＝2500N，螺栓M27的材料为Q235，两被联接件间摩擦系数f1＝0.2，试计算联接所需的预紧力F，并验算螺栓的强度。若装配时用标准扳手(扳手长度L＝15d，d为螺栓的公称直径)拧紧，螺栓和螺母螺纹的当量摩擦系数fV＝0.16，螺母支承端面和被联接件间的摩擦系数f2＝0.18。则施加在扳手上的作用力为多少?

10-10 在一直径d＝80mm的轴端，安装一钢制直齿圆柱齿轮(如图示)，轮毂宽度B＝1.5d，试选择键的尺寸，并计算其能传递的最大转矩。

题10-7

图

题10-8图 题10-9图

题10-10图

习题解答：

10-1 解： ①螺栓联接

螺栓联接的结构特点是被联接件的孔中不加工螺纹，装拆方便。

螺栓联接有两种类型：普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接。普通螺栓联接，螺栓与孔之间有间隙。这种联接的优点是 …… 此处隐藏：7478字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……