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机械设计基础习题答案第6章

第一篇：机械设计基础习题答案第6章6-1齿轮啮合传动应满足哪些条件？答：齿轮啮合传动应满足：1.两齿轮模数和压力角分别相等；2.BBp1b21，即实际啮合线B1B2大于基圆齿距pb。3.满足无侧隙啮合，即一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差为零。6-2齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效？答：1.轮齿折断。设计齿轮传动时，采用适当的工艺措施，如降低齿根表面的粗糙度，适当增大齿根圆角、对齿根表面进行强化处理（如喷丸、辗压等）以及采用良好的热处理工艺等，都能提高轮齿的抗折断能力。2.齿面点蚀。可采用提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度等措施来提高齿面抗点蚀能力。3.齿面磨损。减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施可减轻或避免磨粒磨损。4.齿面胶合。可适当提高齿面硬度及降低表面粗糙度，选用抗胶合性能好的材料，使用时采用粘度较大或抗胶合性较好的润滑油等。5.塑性变形。为减小塑性变形，应提高轮齿硬度。6-3现有4个标准齿轮：m1=4mm，z1=25；m2=4mm，z2=50；m3=3mm，z3=60；m4=2.5mm，z4=40。试问：（1）哪两个齿轮的渐开线形状相同？（2）哪两个齿轮能正确啮合？（3）哪两个齿轮能用同一把滚刀加工？这两个齿轮能否改成同一把铣刀加工？答：1.根据渐开线性质4，渐开线的形状取决于基圆半径，基圆半径rbrcosmzcos。当两齿轮基圆半径相等时，其齿廓形状相同。2rb1r1cosmzcos46.98112rb2r2cosrb3mz2212cos93.97r31cosmz332cos56.38rb4r4cosmz442cos46.98因此，齿轮1和4渐开线形状相同。2.两个齿轮能正确啮合条件是两齿轮模数和压力角分别相等。因此，齿轮1和2能够正确啮合。3.齿轮利用滚刀加工时，只要齿数和压力角相等，齿轮都可用同一把刀具加工。因此，齿轮1和2可用同一把刀具加工。不能。铣刀加工齿轮为仿形法。需渐开线形状相同。6-4什么是软齿面和硬齿面齿轮传动？设计准则是什么？答：软齿面齿轮齿面硬度≤350HBS，应齿面齿轮齿面硬度＞350HBS。其设计准则分别为：1.闭式软齿面齿轮传动其主要失效形式为齿面点蚀，应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，初步确定其模数及几何尺寸后，再校核其齿根弯曲疲劳强度。2.闭式硬齿面齿轮传动其主要失效形式是齿根疲劳折断，应先按轮齿弯曲疲劳强度进行设计计算，求出模数并确定齿轮的几何尺寸，然后校核齿面接触疲劳强度。6-5设计直齿圆柱齿轮传动时，其许用接触应力如何确定？设计中如何选择合适的许用接触应力值带入公式？答：1.齿面接触疲劳强度的许用接触应力ZSHlimHHFlimNTNT两齿轮在啮合传动时，产生的齿面接触应力σH相等，但它们的许用接触应力［σH］不一定相等，计算时，应将两者中的较小者代入公式。2.齿根弯曲疲劳强度的许用接触应力YSFF由于两齿轮齿数不同，齿形修正系数YF、YS不同，两齿轮的齿根弯曲应力不同。另外，由于两齿轮的材料不同热处理方法不同，两齿轮的许用弯曲应力也不相同。所以，利用公式进行校核时，两齿轮应分别校核。利用公式进行设计时，应带入YYFFS比值的较大值进行设计。6-6斜齿轮螺旋角的大小对齿轮承载能力有何影响？答：螺旋角β值愈大，轮齿愈倾斜，传动能力越大，传动平稳性愈好，但传动时产生的轴向力Fa较大。6-7两个标准直齿圆柱齿轮，其模数、齿数、压力角分别是z1=22、m1=3、α=200、z2=11、m2=7、α=200。分析其渐开线形状是否相同？答：根据渐开线性质4，渐开线的形状取决于基圆半径，基圆半径rbrcosmzcos。当两齿轮基圆半径相等时，其齿廓形状相同。2rr1cosb1mzcos62112rb2r2cosmz222cos72因此，两齿轮渐开线形状不同。6-8已知一对正确安装的标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，其中心距a=175mm，模数m=5mm，压力角α=200，传动比i12=2.5。求两齿轮的齿数，并计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和基圆直径。解：1.ai11m(z1z2)5(z1z2)=17522zz21=2.5两式联立，得Z1=20，Z2=502.d=mz=5×20=100mm3.dad2ha=mz2ham=5×20+2×1×5=110mmdf4.5.d2hf=mz2hacm=5×20—2×（1+0.25）×5=87.5mmdbdcos=mzcosα=94mm6-9已知某机器的一对直齿圆柱齿轮减速传动，其中心距a=250mm，传动比i=3，z1=25