齿轮机构作业题答案
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项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1.填空题1.渐开线形状决定____的大小。
(1) 展角(2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。
(1) 端面(2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。
(1) 分度圆(2) 节圆(3) 基圆4. 要实现两相交轴之间的传动,可采用。
(1) 圆柱直齿轮传动(2) 圆柱斜齿轮传动(3) 直齿锥齿轮传动5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。
(1) 法(2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D0=400mm,则该齿轮的齿数为____。
(1) 82(2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面胶合(2) 齿面磨粒磨损(3) 轮齿折断(4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮,一般是。
(1) 斜齿圆柱齿轮(2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮(4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时,计算接触疲劳强度是为了避免失效。
(1) 轮齿折断(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时,一般按弯曲疲劳强度设计计算,用适当增大模数的办法以考虑的影响。
(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
(1) 齿面要硬,齿心要脆(2) 齿面要软,齿心要韧(3) 齿面要硬,齿心要韧(4) 齿面要软,齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面,常用的热处理方法是。
第十章齿轮机构及其设计一、填空题1.一对渐开线齿廓啮合传动时,它们的接触点在____________线上,它的理论啮合线长度为____________。
2.渐开线齿廓上任一点的压力角是指___________,渐开线齿廓上任一点的法线与_________相切。
3.齿轮分度圆是指______________的圆,节圆是指___________的圆。
4.当采用_______________法切制渐开线齿轮齿廓时,可能会产生跟切。
5.一对渐开线斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是___________,___________,________________。
6.一个锥顶角δ=25°,z=16的直齿圆锥齿轮,它的当量齿数zv=____________(写出公式和结果)。
7.一对渐开线直齿圆柱齿轮的重叠系数ε与齿轮的有关,而与齿轮的__________无关。
8.一对渐开线直齿圆锥齿轮的正确啮合条件是、。
9.釆用法切制渐开线齿廓时发生根切的原因是。
10.渐开线齿廓能保证以定传动比传动,其传动比不仅与半径成反比,也与其半径成反比,还与其半径成反比。
11.一对渐开线齿轮正确啮合的条件是相等,亦即两齿轮的和分别相等。
12.一对蜗杆蜗轮正确啮合条件是。
13.一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由、两部分组成。
14.渐开线上各处的压力角等。
15.生产上对齿轮传动的基本要求是。
16.渐开线上任一点的法线与基圆,渐开线上各点的曲率半径是的。
17.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮,节圆与重合,啮合角在数值上等于上的压力角。
18.渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在面上;在尺寸计算时应按面参数代入直齿轮的计算公式。
19.基本参数相同的正变位齿轮与标准齿轮比较,其分度圆齿厚,齿槽宽,齿顶高,齿根高。
20.决定单个渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的五个基本参数是,其中参数是标准值。
21.用极坐标表示的渐开线方程式为:和。
22.渐开线齿轮上基圆的压力角是,分度圆压力角是或。
《机械设计基础》作业六一齿轮机构姓名 ___________ 班级 ________ 学号 _________ 成绩__________一、填空题:(24分)1、齿轮齿廓上压力角的定义为啮合点受力方向和速度方向之间所夹的锐角,标准压力角的位置在分度圆上,在齿顶圆压力角最大。
2、标准齿轮的概念是m a、ha*、c*四个基本参数为标准值,分度圆齿厚与槽宽相等,具有标准齿顶咼和齿根咼。
3、渐开线齿廓的正确啮合条件是m仁m 2,「1=「2;标准安装条件是分度圆与节圆重合;连续传动条件是应使实际啮合线段大于或等于基圆齿距,此两者之比称为重合度。
4、齿轮传动的实际啮合线为从动轮齿顶与啮合线交点B2,—直啮合到主动轮的齿顶与啮合线的交点B1为止,理论啮合线为两齿轮基圆的内公切线,即啮合极限点N占N2间的线段。
5、与标准齿轮比较,变位齿轮的齿厚、齿顶圆、齿根圆等参数发牛了变化,齿—数、模数、压力角等参数没有发生了变化。
在模数、齿数、压力角相同的情况下,正变位齿轮与标准齿轮相比较,下列参数的变化是:齿厚增加;基圆半径不变 :齿根高减小。
6以切削标准齿轮时的位置为基准,刀具的移动距离xm― 为变位量,刀具远离轮心的变位x>0 称正变位。
7、对渐开线直齿圆柱齿轮传动时,如重合度等于 1.3,这表示啮合点在法线方向移动一个法节的距离时,有百分之30 的时间是二对齿啮合,有百分之70的时间是一对齿啮合。
8、对无侧隙啮合的一对正传动齿轮来说,两轮分度圆的相对位置关系是相离____ ,齿顶高降低系数大于零。
9、用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,发生根切的原因是刀具的顶线超过了啮合起始点。
10、一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与节圆上的压力角总是相等。
二、选择题(14分)1、渐开线在B —的压力角、曲率半径最小。
A.根圆B. 基圆C. 分度圆D.齿顶圆2、一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于_B ____ 。
A.两分度圆B. 两基圆C. 两齿根圆D.两齿顶圆3、渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量—C—得。
第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题1.要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变,其齿廓应符合什么条件2.渐开线是怎样形成的它有哪些重要性质试根据渐开线性质来解释以下结论:(1)渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线;(2)渐开线齿廓传动时,其瞬时传动比保持不变;(3)渐开线齿条的齿廓是直线;(4)齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓;(5)一对互相啮合的标准齿轮,小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。
3.节圆和分度圆有何区别压力角和啮合角有何区别,在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。
4.什么是渐开线齿轮传动的可分性如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距,能不能传动有什么不良影响5.渐开线齿轮正确啮合的条件是什么满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动6.何谓理论啮合线段和实际啮合线段何谓重合度重合度等于1和小于1各会出现什么情况重合度等于2表示什么意义7.何谓根切想象什么条件下会发生根切现象根切的齿轮有什么缺点根切与齿数有什么关系正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少8.何谓变位齿轮为什么要使用变位齿轮移距系数的正负是怎样规定的正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小9.试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件与直齿轮比较,斜齿轮传动有哪些优缺点10.斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处当量齿数是否一定是整数11.什么叫标准齿轮什么叫标准安装什么叫标准中心距12.渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关一对互相啮合的渐开线齿轮,若其齿数不同,齿轮渐开线形状有什么不同若模数不同,但分度圆及压力角相同,齿廓的渐开线形状是否相同若模数、齿数不变,而改变压力角,则齿廓渐开线的形状是否相同13.斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系14.有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动,其中一对的有关参数为:m=5mm ,*a =1,α=20°,Z 1=24,Z 2=45;另一对的有关参数为:m=2mm ,*a =1,α=20°,Z 1=24, Z 2=45,试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大15.若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=,它是否表示在一对齿轮的啮合过程中,有40%的时间在啮合区内有两对齿啮合,而其余的60%的时间只有一对齿啮合16.一个标准齿轮可以和一个变位齿轮正确啮合吗17.用α=20°的滚刀加工一个β=12°,Z=14的标准斜齿轮,是否会产生根切18.斜齿轮的实际齿数Z 和当量齿数Z V 之间有什么关系在计算传动比、分度圆直径和中心距、选择齿轮铣刀号应分别选何种齿数19.渐开线齿轮的几何尺寸中共有几个圆哪些圆可直接测量哪些圆不能直接测量二、填空题1.以齿轮中心为圆心,过节点所作的圆称为 圆。
项目二 减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1. 填空题1.渐开线形状决定____的大小。
(1) 展角 (2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。
(1) 端面 (2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。
(1) 分度圆 (2) 节圆(3) 基圆4. 要实现两相交轴之间的传动,可采用 。
(1) 圆柱直齿轮传动 (2) 圆柱斜齿轮传动 (3) 直齿锥齿轮传动5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。
(1) 法 (2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D0=400mm,则该齿轮的齿数为____。
(1) 82 (2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
(1) 齿面胶合 (2) 齿面磨粒磨损 (3) 轮齿折断 (4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是 。
(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮,一般是 。
(1) 斜齿圆柱齿轮 (2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮 (4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时,计算接触疲劳强度是为了避免 失效。
(1) 轮齿折断 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时,一般按弯曲疲劳强度设计计算,用适当增大模数的办法以考虑 的影响。
(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 。
(1) 齿面要硬,齿心要脆 (2) 齿面要软,齿心要韧(3) 齿面要硬,齿心要韧 (4) 齿面要软,齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面,常用的热处理方法是 。
5.1 设已知一对渐开线齿轮的基圆、齿顶圆及主动轮1的角速度1ω的方向如图5.4(a )所示。
试作出啮合线,并指出理论啮合线和实际啮合线。
【分析】根据渐开线的性质,啮合线必和两轮的基圆相切,由于1ω逆时针方向旋转,故其应切于轮1基圆的左下方和轮2的右上方,设切点分别为1N 、212N N N ,与轮1和轮2齿顶圆的交点分别为21B B 和,则21N N 为理论啮合线,21B B 为实际啮合线。
解:如图5.4(b )所示。
【评注】本题主要考查对渐开线齿轮啮合原理和渐开线的性质及其相关知识的理解。
(a) (b)图5.45.2 在图 5.5所示轮系中,已知系杆H 为输入端,1000=H n min /r ,而齿轮4为输出端,min /104r n =,它们的转向如图所示。
20mm,3,99,101321=====αm z z z ,且均为直齿圆柱齿轮。
试求:(1)轮4的齿数4z ?(2)若齿轮1、2采用标准齿轮传动,求齿轮3、4的啮合角,说明无侧隙啮合时采用的传动类型。
(3)若齿轮1、2采用标准齿轮,而齿轮3、4改用斜齿圆柱齿轮,法面模数mm 3=n m ,3、4轮的β角应为多少?【分析】本题第一问涉及行星轮系传动比的计算,关于这方面的内容在第11章中将专门讨论。
其余二问涉及到齿轮传动与啮合角的关系,斜齿轮传动的中心距计算公式等,有关公式应当在理解基础上能够记住。
解:(1)求轮4的齿数。
21431441z z z z n n n n i H H H⋅=--=10010001010009910199412134=+⨯⨯=--⋅=HH n n n n z z z z图5.5(2)计算啮合角。
1,2为标准齿轮 mm 30023)10199(2)(2112=⨯+=+=mz z a而 mm 5.29823)10099(2)(4334=⨯+=+=mz z a要使轮系满足同心条件,则mm,300'34=a 故3,4轮的啮合角'34a 为 ︒=︒==773.2030020cos 5.298cos arccos1234'34a a a α由于mm 5.2983003412'34=>==a a a 故为正传动。
第十章齿轮传动作业题答案一、填空题1.齿轮的齿形系数Y Fa的大小与模数无关,主要取决于齿形。
2.一对软齿面的闭式齿轮传动,小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度大,原因是使大小齿轮的强度和寿命比较接近。
3.齿轮传动强度设计中,σH是接触应力,[σ]H是许用接触应力,σF是弯曲应力,[σ]F 是许用弯曲应力。
5.二级圆柱齿轮减速器中,轮1、2为高速级小、大齿轮,轮3、4为低速级小、大齿轮,若z1=z3,z2=z4,z1< z2,四齿轮的模数、齿宽、材料、热处理均相同,在有限寿命内,接触强度最高的齿轮为2,最低的为 3 ;弯曲强度最高的为 2 ,最低的为 3 。
6.齿轮传动中,齿面点蚀一般易出现在轮齿的节线附近的齿根表面处,轮齿折断易出现在轮齿的齿根过渡圆角处。
7.一对直齿圆柱齿轮传动比i:1,大小齿轮在啮合处的接触应力是相等;如大、小齿轮的材料及热处理相同,则其许用接触应力是不相等。
两轮的接触疲劳强度是不等的。
8.直齿圆柱齿轮作接触强度计算时,取节点处的接触应力为计算依据,其载荷由一对轮齿承担。
9.设计一对减速软齿面齿轮时,从等强度要求出发,大、小齿轮的硬度选择应使小齿轮硬度高些。
11.对于闭式软齿面齿轮传动,主要按齿面接触疲劳强度进行设计,而按齿根弯曲疲劳强度进行校核,这时影响齿轮强度的最主要几何参数是主动轮直径d1 。
12.齿轮传动强度计算中,齿形系数Y Fa值,直齿圆柱齿轮按齿数z选取,而斜齿圆柱齿轮按当量齿数z v选取。
13.在齿轮传动中,若一对齿轮采用软齿面,则小齿轮的材料硬度比大齿轮的硬度高 30~50 HBS。
14.多级齿轮传动减速器中传递的功率是一定的,但由于低速级轴的转速低而使得该轴传递的扭矩大,所以低速级轴的直径要比高速级轴的直径粗的多。
15.设计软齿面圆柱齿轮传动时,应取小齿轮的齿面硬度大于大齿轮的齿面硬度;小齿轮的齿宽大于大齿轮的齿宽。
16.对于一般渐开线圆柱齿轮传动,其齿面接触疲劳强度的计算应以节点处的接触应力作为计算应力。
二.习题(一)思考题1. 渐开线具有哪些特性?答:(1) 发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被滚过的弧长;(2) 因为发生线BK 沿基圆作纯滚动,所以它和基圆的切点B 就是它的速度瞬心,因此发生线BK 即为渐开线在K 点的法线。
又因为发生线恒切于基圆,故可知,渐开线上任意点的法线恒为基圆的切线。
(3)发生线与基圆的切点B 也是渐开线在K 点的曲率中心,线段BK 是渐开线在K 点的曲率半径。
因此,渐开线越接近其基圆的部分,其曲率半径越小。
(4) 同一基圆上任意两条渐开线(不论是同向或反向)的公法线处处相等。
(5) 基圆内无渐开线。
(6) 渐开线的形状取决于基圆的大小。
2. 何谓标准齿轮?何谓标准中心距?一对标准齿轮的实际中心距a′略大于标准中心距a 时,其传动比有无变化?仍能继续正确啮合吗?其顶隙、齿侧间隙和重合度有何变化?答:(1)通常所说的标准齿轮是指m 、α、h *a 、c *都为标准值,而且e=s 的齿轮。
即模数、压力角、齿顶高和齿根高均为标准值,且分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。
(2)①保证啮合时两轮的顶隙为标准值;②标准齿轮分度圆的齿厚s 等于齿槽宽e ,有s 1=e 1;s 2=e 2,即s 1=e 2;s 2=e 1,即一对齿轮在保证顶隙为标准值时也保证齿侧间隙为零。
将满足上述两个条件的安装中心距称为标准安装中心距(简称标准中心距),用a 表示。
(3)传动比没有变化。
仍能正确啮合。
顶隙、齿侧间隙增大,重合度减小。
3. 何谓齿廓的根切现象?齿廓的根切有什么危害?在什么情况下会产生根切现象?根切与何因素有关?如何避免根切?答:(1)用范成法加工渐开线齿轮时,在一定的条件下,齿条刀具的顶部会切入被加工齿轮轮齿的根部,将齿根部分的渐开线切去一部分,这种现象称为渐开线齿廓的根切。
(2)根切使得轮齿的弯曲强度和重合度都降低了,对齿轮的传动质量有较大的影响,所以根切是应该避免的。
(3)如果刀具的齿顶高增大,齿顶线超过啮合极限点N, 则刀具将轮齿基圆外的渐开线已全部切出时, 整个切削过程并未结束,随着范成运动的继续,刀具还将继续切削,使刀刃将已经切制好的一部分渐开线齿廓又切去了,从而产生根切。
《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1-11-21-31-41-5自由度为:11 19211)0192(73')'2(3=--=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:1182632 3=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-6自由度为11)01122(93')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-10自由度为:11 28301)221142(103')'2(3=--=--⨯+⨯-⨯=--+-=FPPPnFHL或:12 242721122932 3=--=⨯-⨯-⨯=--=HLPPnF1-1122424323=-⨯-⨯=--=HL P P n F1-13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1334313141P P P P ⨯=⨯ωω141314133431==P P P P ωω1-14:求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设s rad /101=ω,求构件3的速度3v 。
s mm P P v v P /20002001013141133=⨯===ω1-15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构,设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触,试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。
构件1、2的瞬心为P 12P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心1224212141P P P P ⨯=⨯ωω1212141224212r r P P P P ==ωω 1-16:题1-16图所示曲柄滑块机构,已知:s mm l AB /100=,s mm l BC /250=,s rad /101=ω,求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。
在三角形ABC 中,BCA AB BC∠=sin 45sin 0,52sin =∠BCA ,523cos =∠BCA , 045sin sin BCABC AC=∠,mm AC 7.310≈s mm BCA AC P P v v P /565.916tan 1013141133≈∠⨯===ω1224212141P P P P ωω=s rad AC P P P P /9.21002101001122412142≈-⨯==ωω1-17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘,圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=,mm l AB 90=,s rad /101=ω,求00=θ和0180=θ时,从动件角速度2ω的数值和方向。
二.习题(一)思考题1. 渐开线具有哪些特性?答:(1) 发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被滚过的弧长;(2) 因为发生线BK 沿基圆作纯滚动,所以它和基圆的切点B 就是它的速度瞬心,因此发生线BK 即为渐开线在K 点的法线。
又因为发生线恒切于基圆,故可知,渐开线上任意点的法线恒为基圆的切线。
(3)发生线与基圆的切点B 也是渐开线在K 点的曲率中心,线段BK 是渐开线在K 点的曲率半径。
因此,渐开线越接近其基圆的部分,其曲率半径越小。
(4) 同一基圆上任意两条渐开线(不论是同向或反向)的公法线处处相等。
(5) 基圆内无渐开线。
(6) 渐开线的形状取决于基圆的大小。
2. 何谓标准齿轮?何谓标准中心距?一对标准齿轮的实际中心距a′略大于标准中心距a 时,其传动比有无变化?仍能继续正确啮合吗?其顶隙、齿侧间隙和重合度有何变化?答:(1)通常所说的标准齿轮是指m 、α、h *a 、c *都为标准值,而且e=s 的齿轮。
即模数、压力角、齿顶高和齿根高均为标准值,且分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。
(2)①保证啮合时两轮的顶隙为标准值;②标准齿轮分度圆的齿厚s 等于齿槽宽e ,有s 1=e 1;s 2=e 2,即s 1=e 2;s 2=e 1,即一对齿轮在保证顶隙为标准值时也保证齿侧间隙为零。
将满足上述两个条件的安装中心距称为标准安装中心距(简称标准中心距),用a 表示。
(3)传动比没有变化。
仍能正确啮合。
顶隙、齿侧间隙增大,重合度减小。
3. 何谓齿廓的根切现象?齿廓的根切有什么危害?在什么情况下会产生根切现象?根切与何因素有关?如何避免根切?答:(1)用范成法加工渐开线齿轮时,在一定的条件下,齿条刀具的顶部会切入被加工齿轮轮齿的根部,将齿根部分的渐开线切去一部分,这种现象称为渐开线齿廓的根切。
(2)根切使得轮齿的弯曲强度和重合度都降低了,对齿轮的传动质量有较大的影响,所以根切是应该避免的。
(3)如果刀具的齿顶高增大,齿顶线超过啮合极限点N, 则刀具将轮齿基圆外的渐开线已全部切出时, 整个切削过程并未结束,随着范成运动的继续,刀具还将继续切削,使刀刃将已经切制好的一部分渐开线齿廓又切去了,从而产生根切。
(4)①采用标准齿轮,保证min z z ;②采用变位齿轮。
4. 斜齿轮传动和直齿轮传动相比有什么特点?为什么斜齿轮的模数和压力角有法面和端面之分?为什么要取法面参数为标准值?答:(1)与直齿轮传动比较,斜齿轮传动的主要优点有:① 啮合性能好。
在斜齿轮传动中,其轮齿的接触线为与齿轮轴线倾斜的直线,轮齿开始啮合和脱离啮合都是逐渐的,因而传动平稳、噪声小,同时这种啮合方式也减小了制造误差对传动的影响。
②重合度大。
这样就降低了每对轮齿的载荷,从而相对地提高了齿轮的承载能力,延长了齿轮的使用寿命,并使传动平稳。
③斜齿标准齿轮不产生根切的最少齿数较直齿轮少,因此,采用斜齿轮传动可以得到更为紧凑的机构。
与直齿轮传动比较,斜齿轮传动的主要缺点有:由于螺旋角的存在,传动时会产生轴向推力F a ,且随螺旋角的增大而增大。
(2)由于斜齿轮的齿面为渐开线螺旋面,其端面的齿形和垂直于螺旋线方向的法面齿形是不相同的,因而其参数分为端面参数和法面参数。
(3)由于制造斜齿轮时,常用齿条型刀具或盘状齿轮铣刀来加工齿轮,在切齿时刀具是沿着轮齿的螺旋线方向进刀的,所以就必须按齿轮的法面参数选择刀具。
因此,在工程中规定斜齿轮法面上的参数(模数、分度圆、压力角、齿顶高系数等)为标准值。
5. 斜齿轮的螺旋角β对传动有什么影响?它的常用范围是多少?为什么要作这样的限制?答:使传动的重合度增大,不发生根切的最小齿数减小,但会产生轴向推力。
8o~20o。
太小发挥不出斜齿轮的优势,太大会产生过大的轴向推力。
6. 斜齿轮传动的正确啮合条件是什么?何谓蜗杆传动的中间平面? 蜗杆传动的正确啮合条件是什么?答:(1) ①外啮合时,β1=-β2;内啮合时,β1=β2 ;②m t1=m t2, αt1=αt2; m n1=m n2, αn1=αn2。
(2)过蜗杆轴线作一垂直于蜗轮轴线的平面,该平面称蜗杆传动的中间平面。
(3)m t2 = m a1= m ;αt2 = αa1 =α;λ1 = β2。
(二)计算题1. 已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮,正常齿制,m =5 mm ,α=20°,中心距a =350 mm ,传动比i 12=9/5,试求两齿轮各部分尺寸。
解:3502)(21=+=z z m a 591212==z z i905021==∴z z mm z m d 25050511=⨯=⨯= mm z m d 45090522=⨯=⨯=mm h z m h d d a a a 260*)2(2111=+=+= mm h z m h d d a a a 460*)2(2222=+=+=mm c h z m h d d a f f 5.237*)2*2(2111=--=-= mm c h z m h d d a f f 5.437*)2*2(2222=--=-=mm d d b 923.234cos 11==α mm d d b 862.422cos 22==α ππ5==m p ππ5.22===m e s2.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动,z 1=17,z 2=42,α=20°,m =5 mm ,正常齿制。
若将中心距加大至刚好连续传动,求此时的啮合角,节圆直经、中心距、两分度圆分离距离及顶隙c 。
解:()()[]()mma a m c c mmz z m a a a mmr r a mmr r r mmr r r z z mh r r r r mh r r r r r r b r r b oa a o a a ab a o a a a b a 619.4369.3525.0)'(*369.32''869.150'''398.107'''cos 471.43'''cos 262.23'1'tan tan 'tan tan 211236.26*cos cos 778.32*cos cos 21212'cos 221'cos 1122112222221111112211=+⨯=-+==+-=-=+==⇒===⇒==∴==-+-===⇒+===⇒+==两分度圆分离距离:角啮合角为节圆上的压力得:则有:刚好连续传动时,αααααααααααπεεαααααα3.设一对外啮合直齿圆柱齿轮的齿数Z 1=30,Z 2=40,模数m=20mm ,压力角α=20°,齿顶高系数h a*=1,径向间隙系数C *=0.25。
试求当中心距a′=725mm 时,两轮的啮合角α′;节圆半径r 1′和r 2′。
又当α′= 20°30′时,试求其中心距 a′;节圆半径r 1′和r 2′、顶隙C 。
在这两种情况下两对节圆半径的比值是否相等?为什么? 解:oo a z z m 867.24'907.0725/)4030(220cos 20'/)(2cos 'cos .121=∴=+⨯=+=αααmmr mmr z z r r r r a r r b b 286.414'714.310'304012''725'''.221121221=======+mma a m c c mmr mmr z z r r r r a r r mm a a a b b 757.7)700275.702(2025.0)'(*290.401'967.300'304012''257.702'''257.702''cos 'cos .321121221=-+⨯=-+========+==αα相等,渐开线齿轮具有中心可分性。
4.相等,因为渐开线齿廓其中心距变化不影响传动比,具有中心可分性。
4.一对标准斜齿轮传动,z 1=20,z 2=37,m n =8 mm ,αn =20°,β=13°,h*an =1,c*n =0.25,齿轮宽度B =30 mm 。
求:中心距a ;分度圆半径r 1,r 2;轴面重合度εβ、当量齿数z v1,z v2。
解:997.39cos 620.21cos 269.0813sin 30sin 841.11013cos 2278cos 2104.8213cos 2208cos 2945.19213cos 2)2720(8cos 2)(322311221121========⨯===⨯===+⨯=+=ββππβεββββz z z z m B mm z m r mm z m r mmz z m a v v o n o n o n o n5. 有一标准直齿圆柱齿轮机构, 已知Z 1=20,Z 2=40,m=4mm, h a *=1。
为提高齿轮机构传动的平稳性,求在传动比i 、模数m 和中心距a 都不变的前提下,把标准直齿圆柱齿轮机构改换成标准斜齿圆柱齿轮机构。
试设计这对齿轮的齿数Z 1、Z 2和螺旋角β。
(Z 1应小于20)。
解:"4'1118195.18,20/1920/cos 38,19794.18805.19)20cos 8(cos 2020---8cos 2022040120cos 2)(220401202)4020(42)(1211o o 112211221o o o o n z z z z z z z i z z m a z z i mm z z m a ======--=---⨯=∴======+=∴====+⨯=+=βββββ则齿数为整数,所以取般采用不使轴向推力过大,一在斜齿轮传动中,为了联立求解后:有都不变:模数、传动比、中心距改变为斜齿轮机构后,补充题目: (一)思考题1.要齿轮传动匀速、连续、平稳的进行,必须满足哪些条件?这些条件各起何作用?2. 何谓齿轮的模数?为什么要规定模数的标准值?在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮以及蜗杆蜗轮上,何处的模数为标准值?3. 渐开线齿轮的基本参数有哪些?其中哪些是有标准的?为什么说这些参数是基本参数?4. 渐开线的形状取决于哪些因素?一对相互啮合的渐开线齿轮,若其齿数不同,其齿廓渐开线形状是否相同?又如有两个齿轮,其分度圆及压力角相同,但模数不同,试问其齿廓的渐开线形状是否相同?又若两个齿轮的模数和齿数均相同,但压力角不同,其齿廓渐开线形状是否相同?5. 解释下列名词:分度圆、节圆、基圆、压力角、啮合角、重合度。