斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计
机械试题及答案
广东海洋大学2010 —— 2011学年第一学期 一、选择题：（每小题1分，共10分） 1、在下列叙述中，不正确的是（ ）。
A ．构件由一个或者若干个零件组成 B ．机器和零件统称为机械 C ．机器中通常包含若干个机构 D ．机构中包含若干个构件 2、标准直齿轮不发生根切的最少齿数是（ ）。
A ．17 B ．16 C ．15 D ．14 3、如果某型号的滚动轴承的基本额定寿命为8000小时，那么当它工作到2000小时时（ ）会失效。
A ．一定 B ．一定不 C ．可能 4、蜗杆传动的主要优点是（ ）。
A ．功率大 B ．传动比大 C ．效率高 D ．制造成本低 5、螺纹的公称直径是（ ）。
A ．小径 B ．中径 C ．大径 6、构件之间通过（ ）联接就组成连杆机构。
A 、运动副 B 、转动副 C 、高副 D 、低副 7、当被联接件之一较厚、而且该联接需要经常拆卸时，应该选用（ ）联接。
A ．螺栓 B ．螺钉 C ．双头螺柱 8、齿面接触疲劳强度是衡量齿轮抵抗（ ）失效的能力。
A ．轮齿折断 B ．齿面磨损 C ．齿面点蚀 D ．齿面胶合 9、为使三角带传动中各根带受载均匀，带的根数不宜超过_______根。
A. 4 B. 6 C. 2 D. 10 10、___________决定了从动杆的运动规律。
A. 凸轮转速 B. 凸轮轮廓曲线 C. 凸轮形状二、填空题：（每空1分，共16分）1、在机械中，用 调节周期性速度波动，用 调节非周期性速度波动。
2、机器中的四种常用机构是： 、 、 、 。
班级：姓名： 学号：试题共页加白纸张密封线3、根据轴所承受的载荷，分为心轴、转轴及传动轴。
自行车的前轮轴是。
4、润滑油和是机械中常用的润滑剂，润滑油最主要的指标是。
5、写出轴上零件的轴向固定方法四种、、、。
6、机械平衡的目的是全部或部分地消除力的不良影响。
7、写出两种常用的螺纹防松方法、。
三、计算下列机构的自由度。
机械设计基础考试大题
五、分析计算题（40分）1.计算以下机构的自由度，在图中指出何处为复合铰链、局部自由度和虚约束（10分）2.求图示轮系的传动比，已知，，，。
（10分）3.图示为一斜齿圆柱齿轮－蜗杆传动。
小斜齿轮由电动机驱动，已知蜗轮为右旋，转向如图所示，试在图上标出：（1）蜗杆的螺旋线方向及转向。
（2）大斜齿轮的螺旋线方向（要求大斜齿轮所产生的轴向力能与蜗杆的轴向力相互抵消一部分）。
（3）小斜齿轮的螺旋线方向及转向。
（4）画出蜗杆和大斜齿轮上在啮合点处所受各力的方向。
（10分）4. 指出下图结构中的错误5处，并提出改正措施（在图上修改，并用文字说明）。
（10分）五、分析计算题（30分）1.计算以下机构的自由度，在图中指出何处为复合铰链、局部自由度和虚约束（10分）。
2. 图示为受轴向载荷的普通螺栓联接的受力变形图，试在图中标明工作载荷F，预紧力F0，残余预紧力F1，和螺栓所受的总拉力F2。
并写出的关系式。
六、求机构的自由度，并判断机构是否有确定的相对运动。
（本题10分）七、一对标准外啮合斜齿圆柱齿轮传动，已知：mn=4mm，z1=24 ，z2=48，a=150mm。
试求：（1）螺旋角β；（2）两轮的分度圆直径d1，d2；（3）两轮的齿顶圆直径da1，da2。
（本题10分）九、图示轮系中，已知，，，，，，, 试求传动比。
（本题8分）1、计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束（如果存在的话）。
（7%）五、图示为一蜗杆与斜齿轮组合轮系，已知斜齿轮A的旋向与转向如图，蜗杆为单线，d1=10mm，蜗轮d2=200mm，z2=20，斜齿轮3的分度圆直径d3=50mm，中间轴的扭矩。
试求（1）为使中间轴的轴向力相反，试确定蜗轮旋向及蜗杆转向。
（2）为使中间轴上轴向力相互抵消，应取多少？（3）标出a 点的各受力方向。
（15分）2、已知一对渐开线外啮合标准直齿轮的模数为5，压力角20°，中心距为350 mm，角速度之比为9:5，分别求1）两轮的齿数；2）小齿轮分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆的直径和齿距；3）小齿轮在分度圆处的曲率半径和齿顶圆上的压力角。
(整理)标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
研究，可用
式中为斜齿轮传动的端面重合度
图<标准圆柱齿轮传动的端面重合度>
斜齿轮的纵向重合度可按以下公式计算:
斜齿轮计算中的载荷系数，其中使用系数
与齿向载荷分布系数的查取与直齿轮相同；动载系数可由图<动载系数值>中查取；齿间载荷分配系数与可根据斜齿轮的精度等级、齿面硬化情况和载荷大小由表<齿间载荷分配系数>中查取。
(三)齿根弯曲疲劳强度计算
如下图所示，斜齿轮齿面上的接触线为一斜线。
受载时，齿轮的失效形式为局部折断。
斜齿轮的弯曲强度，若按轮齿局部
斜齿轮的计算载荷要比直齿轮的多计入一个参数劳强度公式为：
、
ZH称为区域系数。
上右图为法面压力角αn=20°的标准齿轮的ZH值。
于是得
同前理，由上式可得
应该注意，对于斜齿圆柱齿轮传动，因齿面上的接触线是倾斜的（如右图），所以在同一齿面上就会有齿顶面(其上接触线段为e1P)与齿根面(其上接触线段为e2P)同时参与啮合的情况(直齿轮传动，齿面上的接触线与轴线平行，就没有这种现象)。
如前所述，齿轮齿顶面比齿恨面具有较高的接触疲劳强度。
设小齿轮的齿面接触疲劳强度比大齿轮的高(即小齿轮的材料
较好，齿面硬度较高)，那么，当大齿轮的齿根面产生点蚀，e2 P一段接触线已不能在承受原来所分担的载荷，而要部分地由齿顶面上的e1P一段接触线来承担时，因同一齿面上，齿顶面的接触疲劳强度较高，所以即使承担的载荷有所增大，只要还
为，当>1.23应取=1.23。
一级斜齿圆柱齿轮减速器设计
目录机械设计课程设计计算说明书前言一、课程设计任务书说明书………………………………………………计算过程及计算说明一、传动方案拟定…………………………………………………………二、电动机选择……………………………………………………………三、计算总传动比及分配各级的传动比…………………………………四、运动参数及动力参数计算……………………………………………五、V带传动的设计计算…………………………………………………六、轴的设计计算…………………………………………………………七、齿轮传动的设计计算…………………………………………………八、滚动轴承的选择及校核计算…………………………………………九、键联接的选择…………………………………………………………十、箱体设计………………………………………………………………十一、润滑与密封…………………………………………………………十二、设计小结……………………………………………………………十三、参考文献……………………………………………………………课程设计任务书说明书设计一个用于带式运输一级直齿圆柱齿轮减速器。
输送机连续工作，单向运转，载荷平稳，输送带拉力为1.5KN，输送带速度为1.3m/s，卷筒直径为300mm。
输送机的使用期限为10年，2班制工作。
按弯扭合成应力校核轴的强度此,作为简支梁的轴的支撑跨距17575L=+,据按弯扭合成应力校核轴的强度120MPa=)101.81 5机械零件课程设计计算说明书设计题目：圆柱斜齿轮减速器班级：09机电一体化设计者：XXX指导教师：XXX2011年6月27日。
机械设计考研试题和答案解析
1、链传动作用在轴和轴承上的载荷比带传动要小，这主要是因为（ C ）。
A 、链传动只用来传递较小功率 B 、链速较高，在传递相同功率时圆周力小 AC 、链传动是啮合传动，无需大的张紧力D 、链的质量大，离心力大 2、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则（ C ）。
A 、提高了轮齿的弯曲强度 B 、提高了齿面的接触强度 C 、降低了轮齿的弯曲强度 D 、降低了齿面的接触强度 3、受中等冲击载荷、支承刚度较差、速度较高的两轴之间宜选用（ A ）。
A ．弹性柱销联轴器B ．凸缘联轴器C. 十字滑块联轴器 D ．万向联轴器 4、带传动工作时，设小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带（ C ）。
A ．进入大带轮处 B ．离开大带轮处 C. 进入小带轮处 D ．离开小带轮处 5、有一减速器传动装置由带传动、链传动和齿轮传动组成，其安排顺序以方案 （ A ）为好。
A ．带传动 齿轮传动 链传动 B ．链传动 齿轮传动 带传动 C ．带传动 链传动 齿轮传动 D ．链传动 带传动 齿轮传动 6．螺纹联接防松的根本问题在于（ C ）。
A 、增加螺纹联接的轴向力B 、增加螺纹联接的横向力C 、防止螺纹副的相对转动D 、增加螺纹联接的刚度 7．为联接承受横向工作载荷的两块薄钢板，一般采用的螺纹联接类型应是（ A ）。
A ．螺栓联接B. 双头螺柱联接 C ．螺钉联接 D. 紧定螺钉联接 8．齿面硬度HB ≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为（ B ）。
A ．齿面磨损B ．齿面点蚀C ．齿面胶合 D. 轮齿折断 9.不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv 是为了防止轴承（ B ）。
A. 过度磨损B. 过热产生胶合C. 产生塑性变形D. 发生疲劳点蚀10、对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（ A ）。
A ．两端固定B ．两端游动C ．一端固定一端游动D ．A ，B ，C 均可以 11、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d 1取标准，其目的是（ B ）。
斜齿圆柱齿轮传动与加工工艺
1斜齿圆柱齿轮传动1.1齿面形成研究直齿圆柱齿轮时知道，两轮的齿廓面沿一条平行于齿轮轴的直线KK ′相接触，KK ′与发生面在基圆柱上的切线NN ′平行。
当发生面沿基圆柱做纯滚动时，直线KK ′在空间形成的轨迹就是一个渐开面，即直齿轮的齿廓曲面，如图1示。
图1 直齿齿轮渐开线的形成斜齿圆柱齿轮齿面的形成原理和直齿圆柱齿轮的情况相似，所不同的是发生面上的直线KK ′与直线NN ′不平行，即与齿轮轴线不平行．面是与基圆杆母线NN ′成一夹角βb 。
故当发生面沿基圆柱作纯滚动时，直线KK ′上的每一点都依次从基圆柱面的接触点开始展成一条渐开线，而直线KK ′上各点所展成的渐开线的集合就是斜齿轮的齿面。
由此可知，斜齿轮齿廓曲面与齿轮瑞面(与基圆柱轴线垂直的平面)上的交线(即端面上的齿廓曲线)仍是渐开线。
而且由于这些渐开线有相同的基圆柱，所以它们的形状都是一样的，只是展成的起始点不同面己，即起始点依次处于螺旋线K 0K 0′上的各点。
所以其齿面为渐开螺旋面，如图2示。
由此可见．斜齿圆柱齿轮的端面齿廓曲线仍为渐开线。
可将直齿圆柱齿轮看成斜齿圆柱齿轮的一个特例。
从端面看，一对渐开线斜齿轮传动就相当于一对渐开线直齿轮传动，所以它也满足齿廓啮合基本定律。
图2 斜齿齿轮的渐开线形成斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，仅限于传递两平行轴之间的运动。
如果两斜齿轮分度圆上的螺旋角不是大小相等且方向相反，则这样的一对斜齿轮还可以用来传递既不平行又不相交的两轴之间的运动。
为了便于区别，把用于传递两平行轴之间的运动，称为斜齿圆柱齿轮传动；用于传递两交锗轴之间的运动，称为交错轴斜齿轮传动。
斜齿圆柱齿轮传动中的两轮齿啮合为线接触，而交错轴斜齿轮传动中的两轮齿啮合为点接触。
一对斜齿圆柱齿轮啮合时，齿面上的接触线是由一个齿轮的一端齿顶(或齿根)处开始逐渐由短变长，再由长变短，至另一端的齿根(或齿顶)处终止。
这样就减少了传动时的冲击和噪声，提高了传动的平稳性，故斜齿轮适用于重载、高速传动。
二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计
二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计一、引言二级斜齿圆柱齿轮减速器是一种常用的机械传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
其中的中间轴起到了支撑和传递动力的作用，因此中间轴的设计对于减速器的性能和可靠性至关重要。
本文旨在设计一根合适的中间轴，以实现减速器的正常工作。
二、中间轴的选材中间轴承受着较大的转矩和弯曲应力，因此选材要求较高。
常见的中间轴材料有45钢、40Cr等。
根据实际工作条件和要求，本文选用40Cr 作为中间轴材料。
三、中间轴的尺寸计算1.中间轴的直径：中间轴的直径要满足以下两个条件：a.弯曲极限：根据中间轴所承受的弯曲力矩可以计算出中间轴的最大弯曲应力，然后通过材料弯曲强度即可得到合适的中间轴直径。
可以使用以下公式计算中间轴的最大弯曲应力：σb=M/((π/32)*d^3)其中，σb为最大弯曲应力，M为弯曲力矩，d为中间轴的直径。
b.米式刚度：中间轴的直径还要满足根据传递的扭矩计算出的最小直径要求。
可以使用以下公式计算中间轴的最小直径：d=K*(T/τa)^((1/3)*(1/β))其中，d为中间轴的直径，K为系数，取决于传动轴的受力情况，T 为传递的扭矩，τa为中间轴的允许集中应力，β为中间轴的长径比。
根据以上两个条件计算中间轴的直径，取其中较大的值作为中间轴的直径。
2.中间轴的长度：中间轴的长度主要由传动部件的支撑范围和装配空间来确定。
一般情况下，中间轴的长度应略大于传动部件的总宽度。
四、中间轴的轴段设计中间轴一般由若干个轴段组成，每个轴段之间通过轴肩连接。
轴段之间的轴肩主要用于传递力矩，其设计需要满足以下约束条件：1.强度约束：轴肩的直径要满足传递的最大扭矩和材料的剪切强度要求。
可以使用以下公式计算轴肩的直径：d=((16*T)/(π*τs))^0.25其中，d为轴肩的直径，T为传递的扭矩，τs为材料的剪切强度。
2.轴肩长度：轴肩的长度需要满足传递的力矩和材料的剪切约束。
可以使用以下公式计算轴肩的长度：l=(16*T)/(π*τs*d^3)其中，l为轴肩的长度，T为传递的扭矩，τs为材料的剪切强度，d 为轴肩的直径。
机械设计课程设计-二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器
机械设计课程设计图3-1 轴的弯矩图和扭矩图3.6 按弯扭合成应力校核轴的强度3Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强目录1 电动机的选择及运动参数的计算 (1)1.1电动机的选择 (1)1.2计算传动装置的总传动及其分配 (2)1.3 计算传动装置的运动和动力参数 (3)2 齿轮传动设计 (5)2.1高速轴上的大小齿轮传动设计 (5)2.2低速轴上的大小齿轮传动设计 (8)3 轴的设计计算 (13)3.1 输出轴上的功率转速和转矩 (13)3.2 求作用在齿轮上的力 (13)3.3 初步确定轴的最小直径 (13)3.4 轴的结构设计 (14)3.5 求轴上的载荷 (15)3.6 按弯扭合成应力校核轴的强度 (16)3.7 精确校核轴的疲劳强度 (17)Ⅳ.齿轮轴的结构设计 (21)4 滚动轴承的选择及校核 (25)4.1 轴承的选择（表4-1） (25)4.2 滚动轴承（低速轴）的校核 (25)5 键联接的选择及校核 (27)5.1 与联轴器间键的选择及校核 (27)5.2 与齿轮间键的选择及校核 (27)6 联轴器的选择及校核 (28)7 箱体结构的设计 (29)8 减速器的附件 (30)8.1 视孔盖和窥视孔 (30)8.2 放油孔和螺塞 (30)8.3 油标： (30)8.4 通气孔 (30)8.5 定位销 (30)8.6 吊钩： (30)8.7 起盖螺钉 (31)9 润滑和密封方式的选择 (33)9.1.齿轮的润滑 (33)9.2 滚动轴承的润滑 (33)9.3 润滑油的选择 (33)9.4 密封方式选取： (33)后序设计小结 (34)附录参考文献 (35)。
展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器设计（有全套CAD图纸）
目录一、课题任务 (2)二、传动方案的拟定及说明 (3)三、电动机的选择 (4)四、传动件的设计计算 (6)（一）带传动设计 (6)(二) 第一级齿轮的设计与校核 (8)（三）第二级齿轮的设计与校核 (14)五、轴的设计计算 (20)六、轴承的选择设计 (26)七、低速轴上键联接的选择与计算 (26)八、连轴器的选择与校核 (27)九、装配图设计 (27)十、零件图设计 (30)十一、设计小结 (31)9、减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10、零件工作图设计；11、编写设计计算说明书；12、总结及答辩。
(三)已知条件：1、运输带拉力F＝3400N。
2、运输带速度V＝0.75m/s。
允许误差±5％。
3、卷筒直径D＝300mm。
4、工作情况：连续单向运行，工作平稳无过载，空载启动。
5、使用期：10年，两班制工作。
6、产量：小批量生产。
(四)工作要求1、减速器装配草图：A1号方格纸，M 1：22、减速器总装图一张：1# 图纸M 1：2 （AUTOCAD图）3、传动零件工作图一张：图纸M 1：1 （AUTOCAD图）绘低速级大齿轮4、轴的工作图一张：图纸M 1：1 （AUTOCAD图）绘输出轴图5、箱体或箱盖工作图一张：图纸M 1：1 （AUTOCAD图）6、设计计算说明书一份：6000～8000字二、传动方案的拟定和及说明1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。
2、分析传动方案：η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw此传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。
由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。
但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。
齿轮传动斜齿圆柱齿轮PPT课件
设计参数
直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准的。
在强度计算时，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。
对轴交角∑=90°的直齿锥齿轮传动其各参数的关系为：
u
z2 z1
d2 d1
cot1
tg 2
R
( d1 )2 2
(d2 )2 2
d1
(d2
/
d1 )2 21源自d1u2 1 2R
b R
当 [ H ] 1.23[ H时]2，应取
[ H ] ， 1.23[ H ]2
[ H ]为2 较软齿面的许用接触应力。
第10页/共39页
齿面接触疲劳强度验算式
H
KFt
bd1 a
•
u 1 u
•
ZHZEZ
[ H
](MPa)
第11页/共39页
齿面接触疲劳强度设计式
d1 3
2KT1 • u 1( ZH ZEZ )2 (mm)
cos221213ffsfaadnfanfsfatfyyzyktmmpabmyyykf?????????????faysay?y?3coszzv?vz齿根弯曲疲劳强度验算式mpabmyyykffanfsfatf??????齿根弯曲疲劳强度设计式cos221213ffsfaadnyyzyktm???????齿面接触疲劳强度计算?标准斜齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度计算式和尺寸设计计算式分别为
F
KFtYFaYSa bmm
[ F ]
直齿锥齿轮的载荷系数 K＝KAKαKβKV 。其中使用系数K A
查表10-2；动载系K数V 按图10-8中低一级的精度线vm及 查
取；齿间载荷分配系K H数 K及F 可取为1；齿向载荷分布系数
机械设计第11章斜齿与圆锥齿轮传动
（8-44）
4. 公式应用中的参数选择和注意事项
（1） 软齿面闭式齿轮传动在满足弯曲强度的条件下，为提 高传动的平稳性，小齿轮齿数一般取z1＝20～40，速度较高时 取较大值；硬齿面的弯曲强度是薄弱环节，宜取较少的齿数， 以便增大模数，通常取z1 =17～20。
（2）为保证减小加工量，也为了装配和调整方便，大齿轮 齿宽应小于小齿轮齿宽。取b2=φdd1，则b1=b2+(5～10)。
图8-43表示一斜齿圆柱齿轮传动，取主动小齿轮作为研究对 象，设法向力Fn集中作用在分度圆柱上的齿宽中点P处。在法向 平面内的Fn可分解为径向力Fr、切向力Ft和轴向力Fa，F′是Ft和Fa 的合力，是Fn在P点分度圆柱切平面上的分力。
图8-43 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析
切向力 径向力
轴向力 法向力
许用弯曲应力［σ］F：由表8-9得 σFlim1=330+0.45HBS1=(330+0.45×236)MPa=436.2 MPa σFlim2=184+0.74×HBS2=(184+0.74×190)MPa=324.6 MPa
由表8-10得，SFmin=1。所以
F1
Flim
SFmin
436.2MPa436.2MPa 1
法向力Fn分解为切于平均分度圆的切向力Ft和垂直分度圆锥母
线的分力F′，再将F′分解为径向力Fr和轴向力F(8-45)
Fr1=F′cosδ1=Ft1tanα cosδ1
(8-46)
Fa1=F′sinδ1 =Ft1tanαsinδ1
(8-47)
式中：dm1——小齿轮平均分度圆直径， dm1=d1(1-0.5b/R)。
由表8-10得SHmin=1，所以
机械设计---齿轮作图题
1．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。
试分析：（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；（2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F t2、径向力F r2和斜齿轮3的圆周力F t3、径向力F r32．在图6上直接改正轴系结构的错语。
（轴端安装联轴器）图61.（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分）（2）F a2、F a3的方向………………（4分）（3）F r2、F t2、F r3、F t3的方向………………（4分）2．答案图。
①应画出垫片；②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短；③应画出键；④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；⑥画出密封件；⑦画出联轴器定位轴肩；⑧键长应改为短于轮毂长度；每改正1处错误………………（2分）（改正6处错误得满分）3.图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。
已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。
(1)在下图中标出各轮转向。
（2分）(2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。
（2分） (3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方（4分）(1)各轴转向如图所示。
(2) 3轮左旋，4轮右旋。
(3) 2、3两轮的各分力方向下图所示。
F F r2a3 F t3 4. 图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。
试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出一处,并正确说明错误内容和改正的,得1分,总分为10分）①键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确； ②轴承盖孔径应大于轴径，避免接触； ③此处不应有键联接； ④轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮； ⑤轴应有轴环，使齿轮定位； ⑥轴承应正装；⑦轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长； ⑧左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片； ⑨两轴承内侧应加封油环； ⑩箱体加工面与非加工面未分开。
一级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书
3.1 传动方案分析 .............................................................................................................. 6 3.2 选择电动机 .................................................................................................................. 8 3.3 传动装置运动和动力计算 ........................................................................................ 10 3.3.1 传动比分配 ...................................................................................................... 10 3.3.2 各轴转速计算 .................................................................................................. 10 3.3.3 各轴功率计算 .................................................................................................. 11 3.3.4 各轴转矩计算 .................................................................................................. 11 3.3.5 各轴转速、功率、转矩列表 .......................................................................... 12 第四章 齿轮传动的设计计算 .............................................................................................. 13
机械设计基础复习题
图13.28
滚动轴承
如图所示，一对角接触球轴承反安装（宽边相对安装）。已知：径向力 FrI=6750N，FrII=5700N，外部轴向力FA=3000N，方向如图所示，试求两轴 承的当量动载荷PI、PII，并判断哪个轴承寿命短些。注：内部轴向力 Fs=0.7Fr，e=0.68，X=0.41、Y=0.87。
（1）左旋，转动方向如图所示
（2）斜齿轮1为右旋，齿轮2为左 旋
轮系
复合轮系传动比的计算方法和步骤为：
(1)正确地判断轮系类型。
两个行星轮系组成
一个周转轮系
一个行星轮系+一个定轴轮系
(2) 定轴轮系部分按定轴轮系传动比的方法计算，周转轮系部分按周转轮系的传动 比方法计算。
定轴轮系传动比计算
i1n
tan n tan 20 tan t 0.3667 cos cos 6.95
* * hat ha cos 1 cos6.95 0.9927
t 20.136
ct* c* cos 0.25 cos6.95 0.2482
1 1 r1 mt z1 2.519 18 22.67 mm 2 2 1 1 r2 mt z2 2.519 36 45.34mm 2 2
此轮系是复合轮系，它是由6、4、5、H组成的周转 轮系和1、2、3组成的定轴轮系组成，分别计算各轮 系的传动比：
i
H 46
z6 n4 n H 73 n6 n H z4 49
i13 n1 / n3 z3 / z1 19 / 3
3 n3 n6 n1 19
i12 n1 / n2 z2 13 z1 3
m
机械设计一级斜齿圆柱齿轮减速器说明书
机械设计（论文）说明书题目：一级斜齿圆柱齿轮减速器系别： XXX系专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：二零一二年五月一日目录第一部分课程设计任务书-------------------------------3 第二部分传动装置总体设计方案-------------------------3 第三部分电动机的选择--------------------------------4 第四部分计算传动装置的运动和动力参数-----------------7 第五部分齿轮的设计----------------------------------8 第六部分传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17 第七部分键连接的选择及校核计算-----------------------20 第八部分减速器及其附件的设计-------------------------22 第九部分润滑与密封----------------------------------24 设计小结--------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------25第一部分课程设计任务书一、设计课题：设计一用于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。
二. 设计要求:1.减速器装配图一张(A1或A0)。
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。
3.设计说明书一份。
三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计第二部分传动装置总体设计方案1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
机械设计基础习题答案第8章
7.绘制扭矩图。如图（g）所示。
N·mm
8.作当量弯矩图，如图（h）所示。
最大当量弯矩在D点处，取α=0.6，其值为
N·mm
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
（g）
（h）
9.确定最大当量处的轴径
查表8-1得45钢调质处理的弯曲强度极限σ-1b=650。查表8-4许用弯曲应力［σ-1b］=60MPa，D点处的直径为
mm
轴与轮毂配合处直径d=30mm，强度足够。
8-11有一直齿圆柱齿轮减速器如图所示。所传递的功率P =15.8kW，主动轮转速n1=980r/min，从动轮转速n2=215r/min，从动轮齿数Z2=82，主动轮齿数Z1=18，模数m =5mm，齿宽B =80mm。试设计从动轴的结构和尺寸。假设采用深沟球轴承。
（5）寿命指数ε ε=3
kN
3.选择轴承型号
根据轴径d=55mm，查轴承标准应选用6011型轴承，额定动载荷C=30.2kN，符合要求。
8-16如图所示为一斜齿圆柱齿轮减速器的高速轴。根据工作情况，选用了一对角接触球轴承，面对面安装在轴上。已知：轴承所受径向载荷Fr1=1000N，Fr2=2100N，轴上所受轴向外载荷A=900N，轴的直径d=35mm，转速n=3000r/min，运转过程中承受中等冲击载荷，温度正常，要求使用寿命Lh=2000h，试选择轴承型号。
（3）确定轴的各段长度
因齿轮轮毂长为80 mm，为使套筒紧贴齿轮端面，取轴头长度为78 mm；滚动轴承的宽度为18mm，因此取轴颈长度为18mm；根据跨距L = 170mm，取轴环宽度为32mm；套筒长度亦取32mm。由结构草图得
4.进行强度验算
一对标准斜齿圆柱齿轮
一对标准斜齿圆柱齿轮一对标准斜齿圆柱齿轮是一种常见的传动装置，它由两个齿轮组成，可以实现机械装置的传动功能。
标准斜齿圆柱齿轮具有许多优点，包括传动效率高、传动平稳、噪音小等特点，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
首先，标准斜齿圆柱齿轮的设计和制造符合国际标准，保证了其精度和可靠性。
在齿轮的设计过程中，需要考虑到齿轮的模数、齿数、齿形等参数，以及齿轮的强度、刚度等性能指标。
通过严格的设计和制造工艺，可以确保齿轮的各项性能达到标准要求，从而保证了齿轮传动的可靠性和稳定性。
其次，标准斜齿圆柱齿轮具有较高的传动效率。
由于其设计合理，齿轮的啮合角度和齿面摩擦均匀，能够减小传动过程中的能量损失，从而提高传动效率。
这对于一些对传动效率要求较高的机械装置来说尤为重要，比如汽车变速箱、工程机械等。
另外，标准斜齿圆柱齿轮传动平稳、噪音小。
在齿轮传动过程中，由于齿轮的啮合角度和齿面设计合理，可以有效减小振动和噪音，使得传动过程更加平稳、安静。
这对于一些对噪音要求较高的机械装置来说尤为重要，比如风力发电机组、精密机床等。
此外，标准斜齿圆柱齿轮的维护和保养相对简单。
由于其设计合理，齿轮的磨损相对较小，使用寿命较长，因此在日常使用过程中只需要定期进行润滑和清洁保养即可，不需要过多的维护工作，减少了机械装置的维护成本和停机时间。
总的来说，一对标准斜齿圆柱齿轮具有传动效率高、传动平稳、噪音小、维护简单等优点，是一种理想的传动装置。
在工程领域中，它被广泛应用于各种机械装置中，为工业生产和生活提供了便利。
通过对标准斜齿圆柱齿轮的了解，我们可以更好地应用它，提高机械装置的传动效率和稳定性，为社会发展做出更大的贡献。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解标准斜齿圆柱齿轮的特点和优势，为工程设计和制造提供参考。
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S1=0.4Fr1=0.4R1=296.5N S2=0.4Fr2=0.4R2=218.1N S1及S2的方向如图 3 所示。S2与A同向，则 （S2+A）=567N
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计
设计说明书
姓名： 张鑫磊 学号： 080301027 日期： 2011-5-11
姓名：张鑫磊 学号：080301027
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 1 页-共 8 页
已知：n2=153 r/min ; P=3.0 kW ; z=113 ; mn=3mm ; b=80mm ; L=160mm ; a=80mm ; c=100mm ; β=15°。
姓名：张鑫磊 学号：080301027
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 4 页-共 8 页
7208C轴承的定位轴肩直径da确定，即d6=da=48mm。 （7）键连接：联轴器及齿轮与轴的轴向连接均采用 A 型普通平键， 分别为键 A10×8×56 GB/T 1096—2003 及键 A14×9×70 GB/T 1096—2003。 5、轴的受力分析 ①画轴的受力简图（图 2（b））。 ②计算支承反力。 在水平面上
3、初算轴径 对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表 15-3 得A0=103~126，考虑 轴端弯矩比转矩小，故取A0=103，则 dmin=A0(P/n)⅓=27.77 mm 考虑键槽的影响，取dmin=27.77×1.05=29.16 mm。
4、结构设计(图 1) （1）轴承部分的结构形式：因传递功率小，齿轮效率高，发热小， 估计齿轮不会长，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。 由此，所设计的轴承部件的结构形式如图所示。然后，可按轴上 零件的安装顺序，从dmin处开始设计。 （2）联轴器及轴段①：dmin就是轴段①的直径，又考虑到轴段①
1、计算受力 T=9.55×106×P/n=187254.9 N·mm d1=mn·z/cosβ=351.0 mm Ft=2T/ d1=1067.0 N Fr= Fttanαn/cosβ=402.0 N Fa= Fttanβ=285.9 N
2、选择轴的材料 因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用 材料 45 钢，调质处理。
M‘a=(M‘aH2+M‘aV2)½=43619.76 N·mm （4）画转矩图（图 2（f））。
(a)
(b)
(c) (d)
(e)
(f) 图 2 轴的受力分析
姓名：张鑫磊 学号：080301027
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 6 页-共 8 页
6、校核轴的强度 a—a 剖面左侧，因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中， 故 a—a 剖面左侧为危险剖面。 由表 15-4，抗弯剖面模量 W=0.1d3-bt(d-t)2/2d=7221.43 mm3 抗扭剖面模量 WT=0.2d3-bt(d-t)2/2d=15739.83 mm3 弯曲应力 σb=M/W=8.21MPa σa=σb=8.21MPa σm=0 扭剪应力 τT=T/WT=11.90MPa τa=τm=τT/2=5.95MPa 对于调质处理的 45 钢，由表 15-1 查的σB=640MPa，σ-1=275MPa， τ-1=155MPa； 键槽引起的应力集中系数，由附表 3-4 查得 Kσ=1.64,Kτ=1.54; 取ψσ=0.2，ψτ=0.5ψσ=0.1。 安全系数 Sσ=σ-1/( Kσσa+ψσσm)=20.42 Sτ=τ-1/( Kττa+ψττm)=15.88 Sca= Sσ·Sτ/( Sσ2+ Sτ2)½=12.54
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斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 2 页-共 8 页
上安装联轴器，因此，轴段①的设计应与联轴器的设计同时进行。 为了补偿联轴器所连接的两轴的安装误差，隔离振动，选用弹性 柱销联轴器，查表 14-1 取KA=1.5，则计算转矩Tc=KA·T=280882.35 N·mm。由机械设计手册查的GB/T 5014—2003 中的LX2 型联轴 器符合要求：公称转矩为 560000 N·mm，许用转速为 6300 r/min， 轴孔直径范围为 30~50 mm。考虑dmin=29.16 mm，故取联轴器孔 直径为 30 mm，轴孔长度为 60 mm，J型轴孔，A型键，联轴器主 动端的代号为LX23 30×60 GB/T 5014—2003。 相应的，轴段①的直径d1=30 mm。轴段长度应比联轴器主动端轴 孔长度略短，故取l1=58mm。
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斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 5 页-共 8 页
M‘aH=R2H·L3=9005.6 N·mm 在垂直平面上
MaV=R1V·L2=42680 N·mm 合成弯矩 a—a 剖面左侧
Ma=(MaH2+MaV2)½=59300.24 N·mm a—a 剖面右侧
Fa1/ Fr1=0.765>e 所以
X=0.44 Y=1.43 当量动载荷
P=X Fr1+Y Fa1=1136.96N (3)校核轴承寿命。轴承在 120℃以下工作，查表 13-4 得ft=1。 冲击轻微，查表 13-6 得fp=1.2。 轴承Ⅰ的寿命
Lh=106(ftC/fpP)3/60n=1094742h 明显，轴承的寿命很充裕。
R1H=(Fr·L3+Fa·d/2)/(L2+L3)=514.62 N R2H=Fr-R1H=-112.57 N 负号表示力R2H的方向与受力简图中所设方向相反。 在垂直平面上 R1V=R2V=Ft/2=533.5 N 轴承Ⅰ的总支承反力 R1=(R1H2+R1V2)½=741.25 N 轴承Ⅱ的总支承反力 R2=(R2H2+R2V2)½=545.25 N (3)画弯矩图（图 2（c）、（d）、（e））。 在水平面上 a—a 剖面左侧 MaH=R1H·L2=41169.6 N·mm a—a 剖面
图 2 轴承布置及受力
显然，S2+A＞S1，因此轴有左移趋势，但由轴承部件的结构图分 析可知轴承Ⅰ将使轴保持平衡，故两轴承的轴向力分别为
Fa1= S2+A=567N Fa2= S2 =218.1N
姓名：张鑫磊 学号：080301027
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 8 页-共 8 页
比较两轴承的受力，因Fr1＞Fr2及Fa1＞Fa2，故只需校核轴承Ⅰ。 （2）计算当量动载荷。由Fa1/ C0=0.022,查表 13-5 得e=0.39。 因为
姓名：张鑫磊 学号：080301027
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 7 页-共 8 页
S=1.3~1.5，显然 a—a 剖面安全。 6、校核键连接的强度
联轴器处键连接的挤压应力 σp=4T/dhl=67.85MPa
取键、轴及联轴器的材料都为钢，查表得[σ] p=120~150MPa。显 然，强度足够。 齿轮处键连接的挤压应力
图 1 结构设计草图
姓名：张鑫磊 学号：080301027
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（3）密封圈与轴段②：在确定轴段②的直径时，应考虑联轴器的 固定及密封圈的尺寸两个方面。当联轴器右端用轴肩固定时，由 公式h=(0.07~0.1) d1=2.1~3 mm，相应的轴段②的直径d2的范围为 34.2~36 mm。轴段②的直径最终由密封圈确定。查机械设计手册， 可选用毡圈油封JB/ZQ 4046—1986 中的轴径为 35 mm的，则轴段 ②的直径d2=35 mm。 （4）轴承与轴段③及轴段⑦：考虑齿轮有轴向力，轴承类型选角 接触球轴承。轴段③上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又 应符合轴承内径系列。现暂时取轴承型号为 7208C，查轴承手册， 内 径 d=40mm ， 外 径 D=80mm ， 宽 度 B=18mm ， 定 位 轴 肩 直 径 da=48mm。故轴段③的直径d3=40 mm。 通常同一根轴上的两个轴承取相同型号，故轴段⑦的直径d7=40 mm，轴段⑦的长度与轴承宽度相同，故取l7=18 mm。 （5）齿轮与轴承段④：轴段④上安装齿轮，为方便齿轮的安装， d4应略大于d3，可取d4=44mm。齿轮左端用套筒固定，为使套筒端 面顶在齿轮左端面上，即靠紧，轴段④的长度l4应比齿轮毂略短， 若毂长与齿宽相同，一直齿宽b=80mm，故取l4=78mm。 （6）轴段⑤与轴段⑥：齿轮右端用轴肩固定，由此可确定轴段⑤ 的直径。按公式h=(0.07~0.1) d4=3.08~4.4 mm，取d5=50mm。计 算 轴 环 宽 度 为 b=1.4h=1.4(d5- d4)/2=4.9mm ， 可 取 轴 段 ⑤ 长 度 l5=15.5mm。 为减小应力集中，并考虑右轴承的拆卸，轴段⑥的直径应该根据