机械基础-案例07 闭式斜齿圆柱齿轮传动
机械设计基础第七章齿轮传动
§7-7 直齿圆锥齿轮传动的强度计
算 方向： Ft——主反从同
Fr——指向各自的轴线
一、直F齿a—圆—锥指齿向轮大传端 动的受力分析
Fr1 Fa2
Fa1 Fr 2
Ft1=-Ft2
二、强度计算
1、齿面接触强度的计算 2、齿根弯曲强度的计算
P120
§7-8 蜗杆传动强度计算
一、蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料
2T1 d1
Fa2
பைடு நூலகம்Ft 2
2T2 d2
Fa1
Fr1 Fr2 Ft2tg
力的方向和蜗轮转向的判别
蜗轮转向的判别 ： Fa1的反向即为蜗轮的角速度w2方向
圆周力
Ft——主反从 同
径向力
Fr——指向各自 的轴线
轴向力 Fa1——蜗杆左右
手螺旋定则
三、蜗杆传动强度计算
1、蜗轮齿面接触强度的计算 2、蜗轮齿根弯曲强度的计算
（2）铸钢 用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除 铸造应力。 强度稍低 。
2、铸铁 脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差， 但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平 稳、低速和小功率场合。
常用铸铁：灰铸铁；球墨铸铁（有较好
的机械性能和耐磨性 ）
3、非金属材料——工程塑料（ABS、尼 龙）、夹布胶木
适于高速、轻载和精度不高的传动中， 特点是噪音较低，无需润滑；
四、蜗杆传动热平衡计算
1、原因 效率低，发热大，温升高，润滑油粘度 下降润滑油在齿面间被稀释，加剧磨损 和胶合。
2、冷却措施 加散热片以增大散热面积；风扇；
冷却水管；循环油冷却
§7-9 齿轮、蜗杆和蜗轮的构造 一、结构
1、齿轮轴 2、实体式 3、辐板式(孔板式) 4、轮辐式 5、镶圈齿轮
斜齿轮、锥齿轮传动(课件)《机械基础》
● 其余见p296表10-12
正确啮合条件和重合度
1. 正确啮合条件
机
● mn1= mn2 （ mt1= mt2 ）
械 基
● an1= an2 （ at1= at2 ）
础
● 外啮合：b1 = - b2
● 内啮合：b1 = b2
斜齿圆柱齿轮传动
正确啮合条件和重合度
2. 重合度
● 直齿轮传动：
B1
B2
机
● 两轮的锥距相等，锥顶重合
械
基 连续传动条件
础 ● 重合度大于或等于1
（当量齿轮计算）
尺寸：
● d = mz
● ha = h*am
●
hf
=
(
h
* a
+
c*)m
● 尺寸计算见表10-14
f O
2 f2 a2
2
df2 d2 da2
1 a1 1
d1
直齿锥齿轮传动的强度计算
1.齿轮的受力分析
● 假定：法向力Fn作用于齿宽中点
●
齿轮） 半径 rv
r
cos
础
● 其齿数称为当量齿数zV
N1
N2 P
zv
2rv m
2r
m cos
z
cos
O2
O2
无根切最少齿轮数：
rv2
zmin zV min cos
当量齿轮含义：同斜齿轮
主要参数与几何尺寸计算
正确啮合条件
● 两个当量齿轮的模数、压力角分 别相等，即两圆锥齿轮大端的模 数、压力角分别相等
ab a'b'
ac' ac cos
● tan n= tan t cos
《机械设计基础》第五版斜齿圆柱齿轮传动受力分析
斜齿轮啮合特点 — 轮齿呈螺旋形；啮合时接触线倾斜
条件：标准齿轮并忽略摩擦力 β—螺旋角 αn—法面压力角
αt—端面压力角
分析：在斜齿轮传动中，作用于齿面 上的法向载荷 Fn仍垂直于齿面。如右 下图所示，作用于主动轮上的Fn位于 法面Pabc内，与节圆柱的切面Pa'ae 倾斜一法向啮合角αn。将Fn分解为径 向分力Fr和法向分力F',再将F'分解为圆 周力Ft和轴向力Fa 。法向力Fn分解为 三个互相垂直的空间分力。
Ft tann cos
Fa = Ft tan
Fn
=
cos
Ft
n cos
2、主、从动轮受力关系
❖作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。 即：
Ft1= - Ft2 Fr1= - Fr2 Fa1= - Fa2
主动轮左、右手螺旋定则
主动轮为右旋，握紧右 手，四指弯曲方向表示主动 轮的回转方向，拇指的指向 即为作用在主动轮上轴向力 Fa的方向；主动轮为左旋时， 则应以左手用同样的方法来 判断。 ❖★ 不能用在从动轮上
旋向判别
螺旋线旋向判别
❖将齿轮轴线垂直，螺旋线右边高——右旋 螺旋线左边高——左旋
右旋 左旋
Hale Waihona Puke 左旋右旋1、各力大小 Fr
c Fa
长方体对角面即轮齿法面
Fn
αn Ft
β
β
Fr Fn αn
F’
T1 F’ ω1
Ft Fr = F’ tgαn
β
d1
Fa
F’
2
F’=Ft /cosβ
Fn
Fr=Fnsinn F´=Fncosn
Ft=F´cos
机械基础物理教案
机械基础物理教案机械类专业是工科中的一个大的学科，是理科生选报的热门专业之一，与电气自动化并列为最强工科。
该专业主要包括机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、过程装备与控制工程、机械电子工程、测控技术与仪器、机电一体化等。
下面是为大家整理的机械基础物理教案5篇，希望大家能有所收获!机械基础物理教案1一、教学目的与要求：1.了解机器机构构件和零件等基本概念2.了解本课程的内容性质和任务1)了解工程力学的基本知识和相应简单扼要的计算2)了解机械机械工程材料的基础知识;3)了解常用的机构和机械传动原理;4)了解金属零件的联接和支承5)了解液压传动的基本内容二、教学方法与手段方法：讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：常规或现代(多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等)。
三、教学重点、难点：机器与机构、构件和零件概念，的区别和联系四、课时分配计划：2课时布置作业：0-1，0-2 实施情况及课后教学效果分析引言当人们拓展视野、深入到创造物质世界活动中时会发现，单纯的数学、物理或化学，常常无法解决实际应用问题。
不同的应用领域，需要将数、理、化知识适度综合，高度概括，从而形成解决问题更为直接、更为有效的理论体系，这便产生了诸如机械工程、电气工程、计算机工程、化学工程、建筑工程等门类众多的应用工程科学。
它们是创造人类社会多姿多彩物质世界的应用理论基础。
一、本课程的研究对象机械工程的研究对象是机械。
什么是机械?机械是机器与机构的总称。
1.机器机器是用来变换或传递能量、物料和信息，能减轻或替代人类劳动的工具。
图1一1所示的台钻是比较常见的典型机器。
观察其工作过程：电动机1转动，驱动带传动，带传动又将运动和动力传递给变速箱2内的齿轮系，变速箱中的主轴与钻头3直接联接，从而熔话动与动力传涕给了钻头。
最后完成对工件的切削加工。
机械设计基础期末试卷(答案)
机械设计基础期末试卷A（含参考答案）一、填空题( 每空1分, 共分)2. 一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是( )和( )。
齿面疲劳点蚀, 轮齿弯曲疲劳折断3. 开式齿轮的设计准则是( )。
应满足，σF≤σFP4. 当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数一定时，由齿轮强度d所决定的承载能力，仅与齿轮的( )或( )有关。
分度圆直径d1或中心距5. 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取( )模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取( )模数为标准值。
法面；大端6. 润滑油的油性是指润滑油在金属表面的( )能力。
吸附7. 形成流体动压润滑的必要条件是( )、( )、( )。
①两工作表面间必须构成楔形间隙；②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流体；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从小截面流出。
8. 滑动轴承的润滑作用是减少( )，提高( )，轴瓦的油槽应该开在( )载荷的部位。
摩擦：传动效率；不承受9. 蜗杆传动中，蜗杆所受的圆周力F t1的方向总是与( )，而径向力F rl的方向总是( )。
与其旋转方向相反，指向圆心10. 由于蜗杆传动的两齿面间产生较大的( )速度，因此在选择蜗杆和蜗轮材料时，应使相匹配的材料具有良好的( )和( )性能。
通常蜗杆材料选用( )或( )，蜗轮材料选用( )或( )，因而失效通常多发生在( )上。
相对滑动；减摩、耐磨；碳素钢或合金钢，青铜或铸铁；蜗轮11. 当带有打滑趋势时，带传动的有效拉力达到( )，而带传动的最大有效拉力决定于( )、( )、( )和( )四个因素。
最大值；包角；摩擦系数；张紧力及带速12. 带传动的最大有效拉力随预紧力的增大而( )，随包角的增大而( )，随摩擦系数的增大而( )，随带速的增加而( )。
增大；增大；增大；减小13. 在设计V 带传动时，为了提高V 带的寿命，宜选取( )的小带轮直径。
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。
机械设计基础第七章 齿轮传动
加工标准齿轮： 刀具分度线刚好与轮坯 的分度圆作纯滚动。 分度圆
分度线
顶线
hf=(h*a+ c*)m
ha=h*am
s
e
加工结果： s＝e＝πm/2 ha=h*am hf = (h*a+ c*)m
二、 渐开线齿廓的根切及最少齿数
标准齿轮不发生根切的最少齿数 根切的原因：刀具的顶线与啮合线的交点 超过被加工齿轮的啮合极限点N
标准齿轮 不发生根 切的情况
要避免根切， 应使
* ha m NM ,
NM PN sin r sin 2
* 2ha z 2 sin
mz 2 sin 2
3 、变位齿轮
1）标准齿轮的优缺点
rK
基圆对渐开线形状的影响
3 渐开线齿廓的啮合 1）渐开线齿廓满足定传动比传动
因为渐开线齿廓在任一点接触，过接 触点的公法线必与两基圆相切。即所 有啮合点均在两基圆的一条内公切线 上。因此，内公切线必与连心线相交 于一固定点P。所以能保证定传动比传 动。
1 O2 P rb 2 i12 2 O1P rb1
一对渐开线齿轮正确啮合的条件
一对齿轮传动时，所有啮合点都在啮合线 N1N2 上。
pb1 rb1 r1
B1
O1
ω1
pb 1
rb1 r1 B1
O1 ω1
pb1
rb1 r1
O1
ω1
N1
P
B2
N1
P
N1
P
B2
B2
N2
N2
N2
B1
pb1< pb2 m1<m2
北京邮电大学《机械设计基础》课后题解模块七
模块七一、填空1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断；闭式齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀和轮齿折断；闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面点蚀；闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是轮齿折断。
2、对于闭式软齿面齿轮传动，按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直径（或中心距）。
3、对于开式齿轮传动，通常只按弯曲疲劳强度计算。
这时影响齿轮强度的主要几何参数是模数。
4、一对减速齿轮传动，若保持两轮分度圆的直径不变，减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将不变。
5、一对齿轮传动，若两轮的材料、热处理方式及许用应力均相同，只是齿数不同，则齿数多的齿轮弯曲强度高；两齿轮的接触疲劳强度相等。
6、在材料、热处理及几何参数均相同的直齿圆柱、斜齿圆柱和直齿圆锥三种齿轮传动中，承载能力最高的是斜齿圆柱齿轮传动，承载能力最低的是直齿圆锥齿轮传动。
7、齿轮传动的润滑方式主要根据齿轮的圆周速度选择。
闭式齿轮传动采用油浴润滑时的油量根据传递功率确定。
二、选择1、对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为（C）。
A．轮齿疲劳折断；B．齿面磨损；C．齿面疲劳点蚀；D．齿面胶合。
2、高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为（D）。
A．轮齿疲劳折断；B．齿面磨损；C．齿面疲劳点蚀；D．齿面胶合。
3、齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在（D）。
A．靠近齿顶处；B．靠近齿根处；C．节线附近的齿顶一侧；D．节线附近的齿根一侧。
4、设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使（B）。
A ．大、小齿轮的硬度相等；B ．小齿轮硬度高于大齿轮硬度；C ．大齿轮硬度高于小齿轮硬度；D ．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面。
5、一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z 2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力（C ）。
A. 1F σ＞2F σ ；B. 1F σ＜2F σ；C. 1F σ =2F σ ；D. 1F σ≤2F σ。
(专升本)机械设计基础之蜗杆传动习题与答案
（专升本）机械设计基础之蜗杆传动习题与答案Sunny smile一、选择题1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。
A. 传动平稳，噪声小B. 传动效率高C. 可产生自锁D. 传动比大2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A. 法面B. 端面C. 中间平面3 蜗杆直径系数q＝。
A. q=d l/mB. q=d l mC. q=a/d lD. q=a/m4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。
A. 提高B. 减小C. 不变D. 增大也可能减小z，则传动效率。
5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数1A. 提高B. 降低C. 不变D. 提高，也可能降低z，则滑动速度。
6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数1A. 增大B. 减小C. 不变D. 增大也可能减小z，则。
7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数1A. 有利于蜗杆加工B. 有利于提高蜗杆刚度C. 有利于实现自锁D. 有利于提高传动效率8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。
A. 单头、小导程角B. 单头、大导程角C. 多头、小导程角D. 多头、大导程角9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。
A. 有利于测量B. 有利于蜗杆加工C. 有利于实现自锁D. 有利于蜗轮滚刀的标准化10 蜗杆常用材料是。
A. 40CrB. GCrl5C. ZCuSnl0P1D. L Y1211 蜗轮常用材料是。
A. 40Cr B．GCrl5C. ZCuSnl0P1D. L Yl212 采用变位蜗杆传动时 。
A. 仅对蜗杆进行变位B. 仅对蜗轮进行变位C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。
A. 增大B. 减小C. 可能增大也可能减小。
14 蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而 。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 可能增大也可能减小15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
《机械设计基础》杨可帧试题库及详细答案
成。 ………………（√ ）
6、 整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构
件。 ……（ × ）
7、 连杆是一个构件，也是一个零件。………………………（ √）
8、 减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零
件。 ………………………………（× ）
二、选择(每题一分)
1、 组成机器的运动单元体是什么？（ B ）
第五章 其他常用机构
一、判断题：
1．单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘
爪。
√
2．棘轮机构和槽轮机构的主动件，都是作往复摆动运动
的。
×
3．槽轮机构必须有锁止圆
弧。
√
１７
4．止回棘爪和锁止圆弧的作用是相同
的。
?”5．摩擦式棘轮机构是“无级”传动
的。
√
6．槽轮机构运动系数τ恒小于
0.5.
×
7．棘轮机构运动平稳性差，而槽轮机构运动平稳性
__。
１４
5.凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向(即从动杆的受力方
向）与从动杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的_压力角___。
6.随着凸轮压力角α增大，有害分力 F2 将会_增大__而使从动杆自
锁“卡死”，通常对移动式从动杆，推程时限制压力角α。
7.等速运动凸轮在速度换接处从动杆将产生__刚性_冲击，引起机
D．摆动导
杆机构
10. C 能把转动运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线
运动转换成转动运动。
A.曲柄摇杆机构
B.双曲柄机
构
C.双摇杆机构
D．曲柄滑决
机构
１１
11.设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使 A 。 A.传动角大一些，压力角小一些 B.传动角和压力角都小一些 C.传动角和压力角都大一些。 12.在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且 D 处于共线位置时， 机构处于死点位置。 A.曲柄与机架 B.曲柄与连杆 C.连杆与摇杆 13.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角 A 变化 的。 A.是由小到大 B.是由大到小 C.是不。 14.下图所示的摆动导杆机构中，机构的传动角是 B 。 A.角 A B.角 B D.0° E.90°。
机械设计基础习题含答案讲解
机械设计基础课程》习题第 1 章机械设计基础概论1- 1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1- 2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1- 3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1- 4 常见的零件失效形式有哪些？1- 5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1- 6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途： Q275 、 40Mn 、40Cr 、 45 、ZG310 － 570 、 QT600 －3。
第 2 章现代设计方法简介2- 1 简述三维CAD 系统的特点。
2- 2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。
2- 3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。
2- 4 优化设计的一般过程是什么？2- 5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2- 6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。
2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。
第 3 章平面机构的组成和运动简图3- 1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。
3- 2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3- 3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3- 4 计算自由度时需注意那些事项？3- 5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3- 6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。
3-9 试判断图a、b、c 所示各构件系统是否为机构。
若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）3-10 计算图 a、b、c、d、e、f 所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。
《机械设计基础》课件 第11章 齿轮传动
H
2
bd1
u
Zβ cos
32
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
2 KT1
F
YFaYSa F
bd1mn
2 KT1 YFaYSa
2
mn 3
cos
2
d z1 F
z
zv
3
cos
33
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
34
§11-9 直齿圆锥齿轮传动
35
轴向力：
Fa Ft tan
29
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
力的方向：
圆周力t ：主动轮与运动方向相反，
从动轮与运动方向相同
径向力r ：两轮都是指向各自的轴心
轴向力a ：主动轮的左（右）手法则
30
根据主动轮轮齿的齿向（左旋或右旋）伸左手或右手，四指
沿着主动轮的转向握住轴线，大拇指所指即为主动轮所受的
轮齿会变形，需要磨齿。
二、主要参数
1. 齿数比：一般≤7，同要求的传动比误差≤ (3~5)%
2. 齿数：一般z1>17
3. 齿宽：过大，宽度方向载荷分布不均匀
28
§11-8 斜齿圆柱齿轮传动
一、轮齿上的作用力
轮齿所受总法向力
可分解为：
2T1
圆周力：Ft
d1
Ft tan n
径向力：Fr
cos
开式传动的主要失效形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲疲劳
折断。
由于目前齿面磨粒磨损尚无完善的计算方法，因此通常只对
其进行抗弯曲疲劳强度计算，并采用适当加大（10%～20%）
模数（或降低许用弯曲应力）的方法来考虑磨粒磨损。
机械设计基础阶段性作业二(含答案)
机械设计基础阶段性作业二齿轮、蜗杆传动及轮系一、 填空题（每空1分，共15分）：1、 斜齿圆柱齿轮的重合度__大于____直齿圆柱齿轮的重合度，所以斜齿轮传动__平稳____，承载能力__高____，可用于____高速重载________的场合。
2、 一标准直齿圆柱齿轮的齿距为15.7mm ，齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为____78____。
3、4、 渐开线齿廓形状取决于_____基圆______直径大小。
5、 闭式软齿面齿轮传动的强度设计，首先按_____齿面接触疲劳____强度条件计算，校核_____齿根弯曲疲劳强度_____。
6、 轮系通常分为_____定轴轮系_____和____周转轮系____两种。
7、齿轮设计的五个基本参数是：齿数、 压力角 、 模数 、齿顶高系数、齿根高系数8、斜齿圆柱齿轮以 法面 模数和压力角为标准模数和压力角。
9、渐开线直齿圆柱齿轮连续传动的条件为 重合度大于1 。
二、判断题（每题1分，共8分）：1、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。
（ × ）2、分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。
（ × ）3、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，由于安装不准确，产生了中心距误差，但其传动比的大小仍保持不变。
（ √ ）4、m ，α，h a ＊ c ＊都是标准值的齿轮是标准齿轮。
（ × ）5、定轴轮系的传动比等于所有主动轮齿数的连乘积与所有从动轮齿数的连乘积之比。
（ × ）6、开式传动中的齿轮，疲劳点蚀是常见的失效形式。
（ × ）7、齿轮传动中，一对齿轮的许用接触应力相等。
（ × ）8、斜齿圆柱齿轮传动调整中心距可采用改变分度圆螺旋角，也可以采用齿轮变位。
（ √ ）三、选择题（每题1分，共11分）：1、渐开线在基圆上的压力角α为多大？ AA 、0°B 、20°C 、90°2、蜗杆传动传动比的正确计算公式为 AA 、1212z z i = B 、1212d d i = C 、2112d d i =3、一个齿轮上的圆有____B____。
机械设计基础习题答案
平面机构及其自由度1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
图 b ）2）分析其是否能实现设计意图。
由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c 1） 图 c 2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
解：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F解：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度解：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F解： D,E,FG 与D ，H ，J ，I 为对称结构，去除左边或者右边部分，可得，活动构件总数为7，其中转动副总数为8，移动副总数为2，高副数为0，机构自由度为1。
（其中E 、D 及H 均为复合铰链）4、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号ij P 直接标注在图上）。
机械设计基础课后习题答案_刘江南_郭克希主编精编版
（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。
=
9.55 ×106 × 14.4 456.5
=
301.25 ×103
N·mm；
③复合齿形系数 YFS
由 zv1
=
z1 cos3 β
=
20 cos3 12°
=
21.37 ，
zv 2
=
z2 cos3 β
=
67 cos3 12°
= 71.59 ，
查图 6-21 得， YFS1 = 4.34 , YFS2 = 3.96 ； ④重合度系数 Yε
12-5 一水泵轴选用深沟球轴承支承。已知轴颈 d=35 mm，转速 n=2 900 r/min，轴承所受径向载荷 Fr =2 300 N，轴向载荷 Fa =540 N，工作温度 t＜100℃、载荷平稳，要求使用寿命 L/h =5 000 h。试选择轴承型
号。 12-6 设根据工作条件决定在轴的两端反装两个角接触球轴承，如图 12-9a)所示。轴承常温下运转，
确定中心距 a = mn (z1 + z2 ) = 3 × (20 + 67) = 133.42 mm，圆整取 a=135 mm；
2cos β
2 × cos12°
确定螺旋角 β
=
arccos mn (z1
+
z2 )
(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 。
圆柱齿轮传动设计案例
09-9圆柱齿轮传动设计案例顶层设计基础型：软齿面直齿圆柱齿轮设计(案例一)实用型：软齿面斜齿圆柱齿轮设计(案例二)发展型：硬齿面斜齿圆柱齿轮设计(案例三)要求1、掌握基础参数变异求解新课题2、学会运用手册和设计规范：掌握查表选择方法3、参数多、符号多特点：掌握物理意义和优化选择参数4、通过案例模式掌握设计的具体步骤，完成设计案例一：软齿面直齿圆柱齿轮案例设计一带式运输机用减速器中的单级标准直齿圆柱齿轮传动。
已知：小齿轮传递功率P1=9.5kW，小齿轮转速n1=584r/min，传动比i=u=4.2，两班制工作，设计工作寿命8年（每年按260个工作日计算）。
运输机由电机驱动，单向运转，工作中有轻微冲击，但无严重过载。
对传动尺寸不做严格限制，小批量生产，允许齿面出现少量点蚀。
（1）选择齿轮材料、热处理方法并确定许用应力初选材料：小齿轮：40Cr ，调质处理，品质中等，齿面硬度241～286HBW ； 大齿轮：45钢，调质处理，品质中等，齿面硬度217～255HBW ； 根据小齿轮齿面硬度260HBW 和大齿轮齿面硬度230HBW 。
一般HBW 1=HBW 2+（20～50），硬度差符合要求。
确定许用应力：按GB 规定，有计算法（可直接查国标或有关教材）和图表法两种。
由PPT 中图表按MQ 查得：MPa H 7131lim =σMPa H 5732lim =σMPaF 2981lim =σMPaF 2182lim =σ查图表得：接触寿命系数Z N1=0.94，Z N2=1.1 查图表得：弯曲寿命系数Y N1=0.85，Y N2=0.95 其中：9111017.116260858416060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h t n N γ8221078.21626082.458416060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h t n N γ查表，取安全系数S Hmin =1.1，S Fmin =1.25，得[]MPa Z S N H H H 60994.01.17131min 1lim 1=⨯==σσ确定许用应力：NN Z NY[]MPa Z S N H H H 5731.11.15732min 2lim 2=⨯==σσ[]MPa Y S N H FE F 3.4051min 11==σσ[]MPa Y S N H FE F 4.3112min22==σσ（2）分析失效、确定设计准则假定设计的齿轮传动是闭式传动，大齿轮是软齿面齿轮，最大可能的失效是齿面疲劳；如果模数过小，也可能发生齿轮疲劳折断。
机械基础项目教程-齿轮传动
路漫漫其悠远
7.１
直齿圆柱齿轮传动
7.1.3 渐开线齿廓的啮合特性 2. 传力的平稳性
啮合线与节圆公切线之间的夹角α′称为啮合角。实际上α′就是节圆上 的压力角。
由渐开线的性质可知：啮合线又是接触点的法线，正压力总是沿法 线方向，故齿轮接触点处正压力方向不变。该特性使齿轮传动平稳。
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7.１
过机床带动使二者仍按原传动比进行传动，则在传动过程中，刀具的齿 廓便将在轮坯上包络出与其共轭的齿廓。这种方法采用的刀具有三种：
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7.１
直齿圆柱齿轮传动
7.1.6 渐开线齿轮切齿原理及变位齿轮简介
1）齿轮插刀 如图a所示，这种刀具象一个具有切削刃的外 齿轮，统称为齿轮插刀。插齿时刀具与轮坯之 间的相对运动有：
3. 标准安装、标准中心距
为避免冲击、振动、噪声等，理论上齿轮传动 应为无侧隙啮合。齿轮啮合时相当于一对节圆作纯 滚动，齿轮的侧隙△= e ’1- s’2。标准齿轮分度圆上 的齿厚等于齿槽宽，即s=e=πm/2，所以要保证无侧 隙啮合，就要求分度圆与节圆重合。这样的安装称 为标准安装，此时的中心距称为标准中心距，用a表 示。如图所示。
齿轮传动
7.１
直齿圆柱齿轮传动
7.1.1 齿轮传动的基本类型及特点
1．齿轮传动组成及类型
齿轮传动由两个齿轮和机架组 成，工作时靠两齿轮轮齿直接接触 （称为啮合）产生的推动作用来传 递运动和动力，齿轮传动的基本类 型如图所示。
齿轮的类型
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7.１
直齿圆柱齿轮传动
7.1.1 齿轮传动的基本类型及特点
机械基础项目教程-齿轮 传动
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2020/7/17
项目七
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闭式斜齿圆柱齿轮传动
设计一闭式斜齿圆柱齿轮传动。
已知传递的功率P 1=20kW ，小齿轮转速
n 1=1000r/min ，传动比i=3，每天工作16h ，使用寿命5年，每年工作300天，齿轮对称布置，轴的刚性较大，电机带动，中等冲击，传动尺寸无严格限制。
解：设计步骤见表 1．选定材料、热处理方式、精度等级、齿数等
小轮：40Cr 调质 HB 1=241～286，取260HBW ； 大轮：45调质 HB 2=197～255，取230HBW ； 7级精度
取z 1=27，则大轮齿数z 2=i z 1=3×27=81， 对该两级减速器，取z=1。
初选螺旋角
=14°
2．确定许用弯曲应力
δHlim1=710MPa ，δHlim2=580MPa ， δFlim1=600MPa ，δFlim2=450MPa ， 安全系数取S Hlim =1.1 S Flim =1.25
N 1=60×1000×5×300×16=14.4×108 N 2= N 1/i=14.4×108/3=4.8×108 得：Z N1=0.975 Z N2=1.043
Y N1=0.884 Y N2=0.903
MPa S Z H N H H 3
.6291.1975.0710][min
1
1lim 1=⨯==
σσ
MPa S Z H N H H 550
1
.1043
.1580][min
2
2lim 2=⨯=
=
σσ
MPa S Y Y F X N F F 32
.42425.11884.0600][min
1
11lim 1=⨯⨯==
σσ
MPa S Y Y F X N F F 08
.32525
.11
903.0600][min
2
22lim 2=⨯⨯=
=
σσ
3．按齿面接触强度设计 （1）工作转矩
mm N n P T ⋅=⨯=⨯=191000
1000
20
1055.91055.96116
1
（2）载荷系数
K A =1.5 K V =1.15 K =1.09
K = K A K V K =1×1.15×1.09=1.88 （3）计算齿面弯曲应力 查的弹性变形系数：Z E =189.8 节点区域系数： Z H =2.5。
重合度影响系数： Z =0.8。
则：
mm
Z Z Z u u KT d 95
.785508.08.1895.2313119100088.12][123
2
32
H E H d 11=⎪⎭⎫
⎝⎛⨯⨯+⋅⨯⨯=
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛±⋅
≥σφε
取d 1=85 mm
mm z d m t 14.327
8511===
，取m n =3mm
01165.1785
27
3arccos =⨯==d z m n β
b=Φd =85 mm 4．校核弯曲强度 当量齿数
2.31cos 31
1==β
z z v
6.93cos 32
2
==β
z z v 查得：Y Fa1=2.53，Y Sa1=1.63，
d=85mm
b=85 mm
=2.58，Y
Fa1
=1.62，Y
Sa1
=2.33，Y
Fa2
Y
=1.75，Sa2
=31.2
Z
v1
Z
=93.6
v2
=
σ
F1
106.51MPa
=
σ
F2
103.21MPa = 255 mm
d
2
a=2=170 mm。