机械设计---齿轮作图题
机械设计试题集
机械设计试题集一．齿轮受力分析1、.已知在一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。
试将蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。
2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向，在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向，并说明蜗杆的旋向。
3如图所示传动系统，主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示，为使Ⅱ轴所受的轴向力较小：(1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出)；(2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向；(3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。
答案如下：4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中，2轮为从动轮，其螺旋线方向为左旋，圆周力Ft2方向如图所示。
试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向，并在图上标出。
（10分）5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，轴Ⅲ的转向如图所示。
试分析：（1）在图中画出各轮的转向；（2）为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3、4的螺旋方向；（3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。
（10分）6已知在某一级蜗杆传动中，蜗杆为主动轮，转动方向如题31图所示，蜗轮的螺旋线方向为左旋。
试将两轮的轴向力Fa1、Fa2，圆周力Ft1、Ft2，蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。
7图示一蜗杆传动，已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。
试确定：(1)从动蜗轮2的转向和旋向，并在图上表示；(2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。
89如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。
1）小圆柱齿轮主动时，画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。
2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？3）按图示方案设计完成后，如果误将蜗杆减速器放在高速级，而负载功率及转速均不变，分析可能会出现什么问题？1—电动机2、4—联轴器3—斜齿圆柱齿轮减速器5—蜗杆减速器10图示为蜗杆一圆锥齿轮传动，已知输出轴III的转向nIII，为使中间轴II上的轴向力相互抵消一部分，试决定：（15分）（1）蜗杆、蜗轮的轮齿的螺旋线方向（蜗轮的标于图中）。
机械设计答案(部分)
1-11-7自由度11 22241112832 3=--=-⨯-⨯=--=HLPPnF1-11自由度122427211229323=--=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F1－14：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 ⨯=⨯ωω 1212141224212r r P P P P ==ωω2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。
（1）双曲柄机构（2）曲柄摇杆机构（3）双摇杆机构（4）双摇杆机构2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。
图中标注箭头的构件为原动件。
2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。
试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得：工作行程曲柄的转角01210=ϕ 则空回程曲柄的转角02150=ϕ摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时：s t 5)7/210(15002== （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为r n 51260==3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C 点为圆心的圆盘，试求轮廓上D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。
4-1 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮mm m 3=，191=z ，412=z ，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿跟高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿跟圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。
机械设计习题五 齿轮传动和蜗杆传动
作业五（齿轮传动、蜗杆传动）一、选择题1. 一对齿轮传动，小齿轮齿面硬度大于350HBS ，大齿轮齿面硬度小于350HBS ，传递动力时 。
A. 小齿轮齿面最大接触应力较大B. 大齿轮齿面最大接触应力较大C. 两齿轮齿面最大接触应力相等D. 与齿数、材料有关，不一定哪个大2. 两对齿轮的工作条件、材料、许用应力均相同，这两对齿轮的 。
A. 接触强度和弯曲强度均相同B. 接触强度和弯曲强度均不同C. 接触强度不同和弯曲强度相同D. 接触强度相同和弯曲强度不同3. 在确定齿轮传动中大小齿轮的宽度时，常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮稍宽一些， 目的是 。
A. 使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些B. 便于安装，保证接触线长度C. 使传动平稳，提高效率D. 使小齿轮每个齿啮合次数4. 高速重载闭式齿轮传动中的主要失效形式为 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面磨损C. 齿面疲劳点蚀D. 齿面胶合5. 中、小功率闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
A. 轮齿疲劳折断B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面磨损D. 齿面胶合6. 下列措施中，不利于减轻和防止齿面点蚀发生的是 。
A. 提高齿面硬度B. 采用粘度低的润滑油C. 降低齿面粗糙度 C. 采用较大变位系数7. 齿轮传动中，轮齿疲劳点蚀，通常首先发生在 。
A. 齿顶部分B. 靠近节线的齿顶部分C. 齿根部分D. 靠近节线的齿根部分8. 齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为 变应力。
A. 对称循环变应力B. 脉动循环变应力C. 静应力D. 不稳定变应力9. 一对标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮材料、热处理及齿面硬度均相同，则有 。
A. 12F F σσ<B. 12F F σσ=C. 12F F σσ>D. 12F F σσ≥10. 两个标准直齿圆柱齿轮，轮1的模数m 1=5 mm ，齿数z 1=30；轮2的摸数m 2= 3mm ，齿数z 1=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积Y F1Y Sa1 Y F2Y Sa2。
第4章齿轮传动—答案
课程名：机械设计基础 （第四章） 题型 计算题、作图题考核点：齿轮机构的尺寸计算和齿轮啮合的特性1. 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=3mm ，z1=19，z2=41，试计算这对齿轮的分度圆直径、中心距。
(6分)解：两齿轮分度圆直径：d1=mz1=3×19=57mm d2=mz2=3×41=123mm 中心距：a=(d1+d2)/2=(57+123)/2=90mm2.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=160mm ，齿数z1=20,z2=60，求模数和分度圆直径。
(6分)解：由于a=m(z1+z2)/2 故模数m=2a/(z1+z2)=(2×160)/(20+60)=4mm 分度圆直径：d1=mz1＝4×20＝80mm d2=mz2=4×60=240mm3.已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z=25，齿顶圆直径Da=135mm ，求该齿轮的模数。
（6分）解：因正常齿制的齿顶高系数为1，Da=m(z+2)=135mm该齿轮的模数 m=135/(z+2)=135/(25+2)=5mm*4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮α=20°，m=10mm,z=40，试分别求出分度圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。
(10分)解：1）分度圆直径：D=mz=10×40=400mm 压力角：α＝20°分度圆上渐开线齿廓的曲率半径：mm d 4.6820sin 2400sin 2=︒⨯==αρ 2）齿顶圆直径：Da=m(z+2)=10×(40+2)=420mm基圆直径：Db=Dcos α=400×cos20=375.877mm齿顶圆压力角：︒===--5.26420877.375cos cos 11Da Db a α 齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径:mm Da a a 7.935.26sin 2420sin 2=︒==αρ*5 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮(外齿轮)的基圆和齿根圆，在什么条件下基圆大于齿根圆?什么条件下基圆小于齿根圆?(10分)解：基圆直径：Db=mzcos α齿根圆直径：Df=m(z-2h a *-2c *)=m(z －2－2×0.25)=m(z －2.5) 令基圆＞齿根圆：45.4120cos 15.2)5.2(cos =︒-<->z z m mz α 故齿数Z ＜42时，基圆直径＞齿根圆直径；Z ≥42时，基圆直径＜齿根圆直径。
精密机械设计(裘祖荣) 第七章答案 齿轮传动
7-19 图7-71所示为一大传动比的减速器。
已知其各齿轮的齿数为Z1＝100，Z2=101，Z2′=100，Z3=99，求原动件对从动件1的传动比i H1 .又当Z1＝99而其他齿轮齿数均不变，求传动比i H1。
试分析该减速器有何变化。
图7-71 1）解法一：这是一个简单行星轮系。
其转化机构的传动比为：()100100991011'21322313113⨯⨯=-=--==z z z z i H H H HH ωωωωωω1001009910101133⨯⨯=--==H H Hi ωωωω所以：由于10000100100991011111=⨯⨯-==∴ωωH H i解法二：10000/1100001100100991011zz z z 11112132131==∴=⨯⨯-=-=-='H H HH i i i i ）（上式直接用公式：2）将Z1＝99代入，求得i H1= -100.3）齿轮1的转向从与原动件H 相同变为与原动件H 相反。
7-20 在图7-72示双螺旋桨飞机的减速器中，已知18,30,20,265421====z z z z ，及1n =15000r/min ，试求Q P n n 和的大小和方向。
（提示：先根据同心，求得3z 和6z 后再求解。
）图7-72解：由图可知n 3=n 6=0 根据同心条件：66202262213=⨯+=+=z z z 64253021866z z z =+=+⨯=1）1-2-3-P(H)组成行星轮系 i 13P=n 1−n p n 3−n p=15000−n p 0−n p=−z 3z 1=−6626解得n p =4239.5r/min （与n 1同向） n 4=n p =4239.5r/min 2）4-5-6-Q(H)组成行星轮系 i 46Q=n 4−n Q n 6−n Q=4239.5−n Q−n Q=−z 6z 4=−6630解得min /737.1324r n Q =（与n 1同向）.7-21 在图7-73所示输送带的行星减速器中，已知：z 1=10, z 2=32, z 3=74, z 4=72, z 2，=30 及电动机的转速为1450r/min ，求输出轴的转速n 4。
机械设计基础6齿轮传动习题作业与答案
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 。
机械设计基础考试试题及答案
10.工作中只受弯矩不受转矩的轴叫作心轴，只受转矩不受弯矩的轴叫作传动轴，同时受弯矩和转矩的轴叫作转轴，自行车的前轴是心轴，中轴是转轴，后轴是心轴；
11.平键联接靠_挤压传递转矩，楔键联接靠_摩擦_传递转矩，楔键联接的主要缺点是_对心性不好
.轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ
轴承Ⅰ被放松FaⅠ=FSⅠ=2430N
轴承Ⅱ被压紧FaⅡ=FSⅡ=3430N
当量动载荷FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27<e
XⅠ=1 YⅠ=0
PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N
FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e
XⅡ=0.4 YⅡ=1.88
A)齿数，B)模数，C)齿宽
7.齿轮的渐开线形状取决于它的＿C＿。
A)齿顶圆，B)分度圆，C)基圆，D)齿根圆
二、填空题（有4小题，16个空，每空1分,共16分。把答案填在题中横线上）
8.机构运动简图是_用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副,并按一定比例绘制各运动副的相对位置,因而能说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。
A.工作齿宽b B.模数m C.齿数z D.压力角α
17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( B )
A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分
18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是(B)（下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）
A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=β B.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=β
4.机构具有确定相对运动的条件是( A )
福州大学机械设计大作业齿轮与轴系零件设计说明
机械设计大作业齿轮及轴系零件设计学院：机械学院设计者：郝承志学号： 021400809指导老师：陈亮完成时间：2016.12.01一．目的1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法2、培养独立设计能力3、学会查阅有关手册及设计资料二．题目及方案1、题目：齿轮及轴系零件设计2、设计方案：项目输出轴转速（r/min）输出轴功率（kW）大齿轮齿数Z2大齿轮模数m n大齿轮螺旋角β（左旋）大齿轮宽度B小齿轮齿数Z1设计方案170 6 113 3 9°22 80 26 三．结构简图：（五）初步设计轴的结构1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-II 轴段右端需制出一轴肩，由密封圈处轴径标准值系列：25,28,30,32,35,38,40,42,45,48,50,55,60⋅⋅⋅⋅⋅⋅可得：取 d 45mm II III -=2）II-III 轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑，取50mm III IV d -=由于两个轴承成对，故尺寸相同， 所以d 50III IV VII VIII d mm --== 因为轴承宽度B=20mm, 所以，VII-VIII L =20mm3）半联轴器与轴配合的毂孔长度1L 112mm =，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II L 长度应比1L 略短一些，取I-II L 110mm =各轴段长度和半径：d 45mm II III -=50mmIII IV d -=d 50III IV VII VIII d mm--==VII-VIII L =20mmI-II L 110mm =r tan 1962.04tan 20F 723.77cos cos(922')t n F N αβ⋅⨯===oot F F tan 1962.04tan(922')323.64N αβ=⨯=⨯=ot N F 1962.04F =2116.17cos cos cos 20cos(922')n N αβ==⋅⋅o o3）求弯矩M①求水平支反力和弯矩H M t 3H123F 1962.0450.7F =981.0250.750.7L N L L ⋅⨯==++所以H2F =981.02NH1H2H12M M =F L =981.0250.7=49737.71N mm =⋅⨯⋅2d 343.58mm =F 1962.04t N =r F 723.77N =F 323.64N α= N F =2116.17N。
机械制造工艺学课程设计—齿轮设计
机械制造工艺学课程设计题目：直齿圆柱齿轮设计姓名（学号）：）教学院：专业班级：指导教师：完成时间：教务处制目录引言 (1)1.齿轮零件结构分析 (1)1.1 齿轮零件图分析 (1)1.2 齿轮零件结构分析 (2)1.2.1零件表面组成 (2)1.2.2确定主要表面与次要表面 (2)1.2.3零件结构工艺性分析 (2)2.毛坯的确定 (2)2.1毛坯的确定原则 (2)2.2毛胚的选择原则 (2)3.选择定位基准 (3)3.1以内孔和端面定位 (3)3.2以外圆和端面定位 (3)4.拟定齿轮的工艺路线 (3)4.1确定加工方案 (3)4.1.1齿坯加工方案的选择 (3)4.1.2齿形加工 (4)4.2划分加工阶段 (4)4.3选择定位基准 (4)4.4加工工序安排 (4)5.确定加工尺寸和切削用量 (4)5.1背吃刀量的选择 (4)5.2进给量的选择 (5)5.3切削速度的选择 (5)6.设计工序内容 (5)6.1确定工序尺寸 (5)6.2选择设备工装 (6)7.夹具设计 (6)7.1机床夹具的定位误差 (6)7.1.1心轴 (6)7.1.2定位套 (7)7.2机床夹具的对刀装置 (7)7.2.1确定插床夹具对刀块位置尺寸的步骤 (8)7.2.2精度校验 (8)7.3机床夹具的选择原则 (8)9.附件 (9)参考文献 (10)致谢词 (10)引言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作惊醒一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
为今后的工作打下一个良好的基础。
机械设计齿轮经典题
由： Fa 2 Fa 3
tan cos 1 mn Z 3 tan 20 cos 22.6 6 21 25 Z2 106.25 60 0.99 2 d m1 Z1
→ 34 9.75
6．绘图说明当齿轮在轴上非对称布置时，为什么最好使齿轮远离输入端或输出端？ 解：如图示。
YFa1Ysa1
F
YFa 3Ysa 3
F
YFa 2Ysa 2
F
YFa 4Ysa 4
F
只须比较 F 1 、 F 3 ，由公式 ： F 故齿轮 3 的弯曲强度最低。
2 KT YFaYsa
F
其中
T3 T1
8.如图所示，为一斜齿圆柱齿轮传动装置。若轮 1 为主动轮，转向如图所示，齿轮为右旋时， 2 和 3 的圆周力、 径向力和轴向力的方向。 若改轮 2 为主动轮， 转向不变， 试在图中画出轮 1、 则各力方向有何变化？
Fa 2 Fa 3
Fa 3 Ft 3 tan 34
2T3 cos 34 tan 34 mn Z 3
3
2T3 sin 34 mn Z 3
Fa 2 Fr1 Ft1 tan cos 1
2T1 tan cos 1 d m1
其中：
d m1 d1 (1 0.5b / R)
Z2 3T1 (2) Z1
2T3 2 3T1 sin 34 tan 34 (3) d3 mn mn 34 Z 3 sin 12 5 17 sin 15 0.1467 3 51 0.99 0.99 mn12 Z 2
高职《机械设计基础》齿轮系作业含答案
第12章齿轮系传动。
已知轮1的转速n 1=1 000 r/min ，试求轮4的转速及转动方向。
学号:班级: 姓名:1、写出题图1中⑷［严3,⑷H 之间的关系，设已知各个齿轮的齿数。
(a)rTr1 3尸22、如图2所示的轮系中，设已知Z 1= 16，Z 2= 32，Z 2'=20, Z 3=4O , Z 3' = 2，Z 4=4O ,均为标准齿轮 n 13.图3所示的轮系中，已知 z i =100，Z 2=101，Z 2' = 100，Z 3=99，均为标准齿轮传动。
试求i Hi。
4.图10-6所示的轮系中，已知 Z 1= 40, Z 2=40, Z 3= 40,均为标准齿轮传动。
试求I -H 13。
27100) 2(101)€1_H 1岡11# J 3\Z實1图45.在图5所示的齿轮系中, 已知 z i =20, Z 2= 40, Z 2'= 20, z 3= 30, Z 4=60,均为标准齿轮传动。
6.图6示为锥齿轮组成的周转轮系。
已知Z 1=Z 2=17,Z 2, =3O ,Z 3=45，若1轮转速n 1=200r/min , 试求系杆转速n H 。
-1 ・3t L_2 f■ !(1-2)T (2-3)T (3 -4)(2)传动比:(3)根据已知条件计算:n 4=n i /i= 1000/80=12.5 r/min轮4的转向如图所示应该逆时针转动。
(1_2)T (2,-3)因为:其■”号表示轮1与轮3在反转机构中的转向相反。
由图可知该轮系为一平行轴定轴轮系与简单行星轮系组成的组合轮系，其中 行星轮系：2’— 一 4- H1.解: (a )、・Hi13«1 -«3(b )、 ・Hi13牡一叭 =(-1)2(C )、・H113时1 -时32. 解: (1)传递路线为:Z 3乙Z 3乙乙'Z 3 乙Z 2齿轮系答案乙'定轴轮系: 1-2ijnZ 2 Z 3 Z 4 n 4Z i Z 2 Z 316x20x23. 解: (1)传递路线为:H.Hn 1 in 1 — ri H Z 2Z 3 Hn 3n 3 -n HZ 1 Z 2所以:n 1- nHZ 2Z 3 i 1H i H1-nHZ 1Z 2 n 1 n H n Hn 1i 1HZ 2Z 3=10000101 X 99 100X10010000・Hi13Hn 1 n 1 -n H Z 2 Z 3 Z 3 H n 3n 3 -n H乙Z 2Z 15.解:(1 )分析轮系(2)分析轮系中各轮之间的内在关系，由图中可知: n4=0. n2=n2' (3)分别计算各轮系传动比定轴齿轮系:由式(10-1 )得i i 2 亠(-2n2 Zi(1)n i =-2n2 行星齿轮系・HI24式(1 )、Z4Z3Hn4 “4 -n H Z3 Z2 *一60 —320(2) (2)联立求解联立(1 )、(2)式，代入n4=0, n2=n2 得n2 T H C=-3n1=-2n2所以i1H =n H -2n2n2=—86.解：(1 )•判定轮系类型，确定传动比计算式轮系类型一因在一轮系运转时，齿轮2和2'的轴线相对于机架的位置不固定，且齿轮固定不转动，故为行星轮系;传动比公式一系杆转速n H须通过行星轮系的转化轮系(假想定轴轮系)传动比公式求得。
机械设计基础课程设计(带-齿轮)
五. 轴承的选择与校核
（一）高速轴滚动轴承的选择与校核
1. 初选轴承的类型和型号
（在轴的结构设计时进行）
类型选择：
载荷条件；转速条件；装调性能；调心性能；经济性
型号选择：
轴颈尺寸：（推荐初选轻系列轴承）
2. 计算轴承径向载荷
Fr RV2 RH2
说明
五. 轴承的选择与校核
3. 计算轴向载荷Fa1，Fa2
一般可取：
nd (6∼ 12)nw
一. 传动装置的总体设计 列出符合转速、功率要求的多种电机（多方案）
电机转速
方 电动机 额定
电机 参考 总传
案 型号 功率 同步 满载 重量 价格 动比
转速 转速
1
2
3
一. 传动装置的总体设计
对满足要求的电机 的重量、价格、外形尺 寸、传动比进行比较， 选择一种电机。
1. 选择轴的材料，确定许用应力 2. .初步计算最小轴径
d C3 P n
注意：轴径的圆整（键槽、联轴器、标准直径）
四. 轴的结构设计与强度校核
（一）高速轴的设计
3. 轴的结构设计
(1). 轴上零件装配、定位和固定 画轴系结构图（教材P214:图9.15）
(2). 确定各段直径和长度 综合箱体、轴承盖的设计统一考虑
二. V带传动的设计计算
带轮结构设计
带轮轮缘宽度: 带轮轮毂宽度:
B=(Z-1)e+2f L=(1.5～2)d 当B<1.5d时，L=B
注意: 带轮直径确定后，应验算带传动实际传动比 和大带轮转速，并以此修正减速器传动比和输 入转矩。
i2 i / i1实
三. 齿轮传动的设计计算与校核
三. 齿轮传动的设计计算与校核
机械设计-蜗轮蜗杆斜齿锥齿轮传动受力分析例题
机械设计---蜗轮蜗杆、斜齿轮、锥齿轮传动机构受力分析例题【例题1】如图所示为一蜗杆—圆柱斜齿轮—直齿圆锥齿轮三级传动。
已知蜗杆1为主动件，且按图示方向转动。
试在图中绘出：
（1）各轴转向。
（2）使II、III轴轴承所受轴向力较小时的斜齿轮轮齿的旋向。
（3）各轮所受诸轴向分力的方向。
【解】
（1）各轴转向如图所示（4分）。
（2）斜齿轮轮齿的旋向如图（2分）。
（3）各轮所受诸轴向分力的方向如图。
（8分）
【解析】
蜗轮蜗杆传动受力分析:
径向力F r:由啮合点指向各自的回转中心。
圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度
方向相反(阻力);
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。
轴向力F a:主动轮(蜗杆)受力方向用左右手螺旋法则。
从动轮受力方向与F t1相反。
斜齿圆柱齿轮传动受力分析
径向力F r:由啮合点指向各自齿轮的回转中心。
圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。
轴向力F a:主动轮受力方向用左右手螺旋法则判定，从动轮受力方向与主动轮相反。
锥齿轮受力分析
径向力F r:由啮合点指向各自的回转中心。
轴向力F a:由啮合点指向各自齿轮的大端(与齿轮转向无关，方常作为隐含条件)。
圆周力F t:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。
从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。
(完整版)机械设计基础齿轮传动设计例题
例 1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传 动。
传递功率 P=2.7kW ，小齿轮转速 n 1=350r/min ，传动比 i=3.57。
输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命 10 年，每年工作 300天。
解： 1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故 初选择 8 级精度。
2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。
参考表 5-6， 小齿轮选用 45 钢调质处理，齿面硬度 220~250HBS ，σHLim1 =595MPa ， σ FE1=230MPa ；大齿轮选用 45 钢正火处理，齿面硬度 170~200HBS ， σ HLim2 =520MPa ，σ FE2=200MPa 。
3）初选小齿轮齿数 z 1=24，则 z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取 z 2=87。
故实际传动比 i=z 2/ z 1=87/ 24=3.62，与要求的传动比 3.57的误差小于 3%。
对于齿面硬度小于 350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面 接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。
2. 按齿面接触强度设计1）查表 5-8，原动机为电动机， 工作机械是输送机， 且工作平稳， 取载荷系数 K=1.2。
2）小齿轮传递的转矩T19550 P 9550 2.7 73.671N m 1 n 1 350设计公式 5-48 d 12000KT 1 2u 1 Z E Z H Z3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd=14）查表 5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数 Z E =189.8 MPa 1/2。
5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数 Z H =2.5，取重合度系数 Z ε=0.96）计算许用接触应力HHLimZ N Z W Z XSH① 应力循环次数小齿轮 N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08 ×108 大齿轮 N 2= N 1/i=10.08×108/ 3.62=2.78×108② 据齿轮材料、热处理以及 N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数 软齿面故 ZW=1，ZX=1 。
机械设计复习参考题(第10章齿轮传动)
例 10-7 图 1
解： (1) 各轮的转向和2轮的螺向如例10-8图2所示。 (2) 3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。 (3) 齿轮2、3 所受的各个分力如图所示。 (4) 求齿轮3所受分力： n nz 960 × 22 n3 = n 2 = 1 = 1 1 = = 222.3 r/min i12 z2 95
长
沙 大 学
2 KT1 (u + 1) ≤ [σ H ] bd 12 u
1
MPa ，重合度系数 Z ε =0.9，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传
提示：接触疲劳强度校核公式为
σ H = Z E Z H Zε
2 KT1 (u + 1) bd12 u
≤ [σ H ]
解：由已知条件： u = z2 / z1 = 75/25 = 3 d1 = m z1 = 3×25 = 75 mm b =φd d1 = 1×75 = 75 mm 因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：
解： (1) 两轮所受分力的方向如例10-8图2所示。 (2) 求各个分力的大小： P 3 T1 = 9550 = 9550 × = 29.844 Nm n1 960
d m1 = mz1 (1 − 0.5φ R ) = 4 × 28 × (1 − 0.5 × 0.3) = 95.2 mm tan δ 1 = z1 / z 2 = 0.5833 ， δ 1 = 30.2564° = 30°15′23′′ 2T1 2 × 29.844 × 10 3 = = 627 N d m1 95.2 Fr1 = Ft1 tan α cos δ 1 = 627 × tan 20° × cos 30.2564° = 197 N Fr1 = Ft1 tan α sin δ 1 = 627 × tan 20° × sin 30.2564° = 115 N Ft1 =
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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 r2Fr3t3 F a24. 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。
5. (1) 指出下面轴系结构图中的错误并改正。
①键的布置无法安装连轴器；②端盖处应有轴肩；③⑩端盖与箱体间应有垫圈；④端盖与轴连接处应有密封圈；⑤安装轴承处应有轴肩；⑥套筒高度不能高于轴承内圈高度；⑦与齿轮配合的轴的长度应略小于齿轮宽度；⑧轴承内圈应有定位轴肩；⑨端盖卡紧端高度应小于轴承内圈高度。
(2)图中所示为带传动的张紧方案，试指出其不合理之处，并改正。
6. 下图为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。
齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，指出该结构设计的错误。
要求：1.在图中用序号标注设计错误处； 2.按序号列出错误，并用文字提出改正建议； 3.不必在图中改正。
①左、右两边轴承端盖均无调整垫片; ②左边轴承内圈固定错误，轴肩高过内圈高度; ③键过长；④齿轮轮毂的长度要长过与其配合的轴段的长度1－2mm；⑤套筒高度高过右边轴承内圈的高度；⑥右边轴承端盖与轴要留有间歇；⑦右边轴承端盖与轴间要有密封圈；⑧和右端轴承相配合的轴端作成阶梯轴，便于装拆；⑨两端的轴承要设有挡油环；⑩联轴器没有周向定位。
7. 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，输出轴功率P Ⅲ＝5KW ，转速n Ⅲ＝157rpm ，各轮齿数为：z 1=25，z 2=60，z 3=22，z 4=84，设效率为100％。
(1)在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。
(2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向。
(3)在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(t F 、F r 、F x )的方向。
解：（1）各轴转向如图所示。
16.922258460314214=⨯⨯==z z z z i ――1分 82.322843434===z z i ―――――1分 12.143815716.914=⨯=ⅢⅠ＝n i n (rpm) ―――――――――――――1分 74.59915782.314=⨯=＝ⅢⅡn i n （rpm ）——————-1分2.3312.1438595509550=⨯==ⅠⅠⅠn P T （Nm ） ――1分 6.7974.599595509550=⨯==ⅡⅡⅡn P T (Nm) ――1分 1.304157595509550=⨯==ⅢⅢⅢn P T (Nm) ―――1分 （2） 3轮左旋，4轮右旋。
――――――3分 （3） 2、3两轮的各分力方向如图所示。
―――――－4分８． 图示为两级斜齿轮传动，由电机带动的齿轮1转向及轮齿旋向如图所示。
今欲使轴Ⅱ上传动件轴向力完全抵消，试确定：ⅡⅢⅡⅢ①斜齿轮3、4轮齿的旋向；②用图表示轴Ⅱ上传动件受力情况（用各分力表示）。
9. 下图是齿轮蜗杆减速器，齿轮1为主动轮，其螺旋线方向为右旋，试回答下列问题：1）判断齿轮2的轮齿螺旋线方向，并在图中画出；(1分)2）在图中画出齿轮1和齿轮2在节点A处所受的轴向力方向；(2分)3）为使齿轮2和蜗杆3的轴向力抵消一部分，判断蜗杆3的旋向，并在图中画出判断蜗轮4的旋向，并在图中画出。
(2分)4）画出蜗杆3在节点B处所受三个分力方向，画出蜗轮4的转动方向。
(4分)电动机答：10. 指出图示轴系结构设计中的错误，在错误之处标出数字作记号，分别按数字记号一一说明其错误原因（指出每个错误1分，说明错误类型1分，正确指出并说明5处错误即为满分。
①无键槽，联轴器和轴周向固定需要键联接。
②无轴肩，联轴器需要轴肩轴向固定。
③缺少垫圈，透盖和箱体之间应有垫圈。
④应有阶梯轴，便于轴承装配。
⑤轴承内圈无定位。
⑥齿轮宽度应比轴段长度长2-3mm。
⑦齿轮与轴应有键联接，缺少键槽。
⑧轴肩过高，不便于轴承拆卸。
⑨缺少垫圈，透盖和箱体之间应有垫圈。
找出错误5个以上给5分（每个1分），说明原因正确给5分（每个1分）11. 设计下图机座的螺纹联接结构，已知：件1材料为钢，件2材料为铸铁。
（要求：需防松，满足经常拆卸的需要。
螺纹公称尺寸为M10）。
F a1F a2F a3Ft4F t3F(左旋)(左旋)(左旋)4ω2ω12. 指出斜齿圆柱齿轮轴承部件（稀油润滑）结构中的错误，并在相应位置标注, 在轴线下对称位置画出正确的结构图。
（注：同类错误算一个，指出及改对6个及6个以上错误得满分，指出一个错误得1分，改对一处得1分）答：①没加调整垫片；②联轴器右端用轴肩定位；③轴输出端用密封圈密封；④轴承应布置成面对面或背对背；⑤应保证齿轮左端可靠定位；⑥套筒不应该超过轴承内圈；⑦箱体内壁与轴承右端面留有3～5mm间隙；⑧轴承内外圈剖面线方向要一致；⑨齿轮右端用轴肩定位。
13. 下图所示蜗轮蜗杆—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）在图中画出蜗轮2的圆周力Ft2、径向力Fr2和轴向力Fa2以及斜齿轮3的圆周力Ft3、径向力Fr3和轴向力Fa3。
14. 如图4-1为圆柱齿轮—蜗杆传动。
已知斜齿轮1的转动方向和斜齿轮2的轮齿旋向。
(1)在图中啮合处标出齿轮1和齿轮2所受轴向力F a1和F a2的方向。
(2)为使蜗杆轴上的齿轮2与蜗杆3所产生的轴向力相互抵消一部分，试确定并标出蜗杆3轮齿的螺旋线方向，并指出蜗轮4轮齿的螺旋线方向及其转动方向。
(3)在图中啮合处标出蜗杆和蜗轮所受各分力的方向。
答案图15. 如图所示蜗杆蜗轮--级斜齿圆柱齿轮传动，Ⅰ轴为输入轴，已知蜗杆1的转向1n 和蜗轮2的轮齿旋向如图所示。
（1）在图中标出齿轮2、4的转向 （3分）（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可抵消一部分，试确定斜齿轮3、4的轮齿旋向 （3）在图中标出齿轮2、3所受的圆周力2t F 、3t F 和轴向力2a F 、3a F 的方向。
（4分） （1）齿轮2、4的如图所示。
（2） 3轮右旋，4轮左旋。
（3） 2、3两轮的各分力方向下图所示。
F a2 ⊙F t2 F t3 F a316.图4-2中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。
（1）联轴器的键1应采用C型键联接，同时，键的布置应与齿轮轴段处的键在同一母线上；（2）轴承端盖与轴之间应有间隙并设计密封件；（3）左边轴承轴段与轴承端盖轴段之间应设计一个阶梯，不应为同一直径轴，以便于轴承安装；（4）左轴承端盖与轴承座间应有垫片；（5）左端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（6）齿轮宽度应略短于相应轴段长度1-2mm；（7）齿轮轴上的键长应短于轴段长度；（8）右端轴承内圈厚度应略高于轴环厚度；（9）、右轴承端盖与轴承座间应有垫片；2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1217. 指出图4-2中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。
画出的正确结构图如图。
①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙；②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；①③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位；④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙；⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm；⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm，轴颈右端面缩进去；⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右；⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。
⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。