2011-最新陈立德版机械设计基础第12章课后题答案

第12章 齿轮系

12.1 定轴齿轮系与行星齿轮系的主要区别是什么？

答：主要区别是：定轴齿轮系运转时齿轮轴线相对于机架固定，而行星齿轮系运转时则有一个或几个齿轮的轴线相对于机架不固定。

12.2 各种类型齿轮系的转向如何确定？()1m -的方法适用于何种类型的齿轮系？ 答：定轴轮系的转向可用()1m -的方法或在图上画箭头的方法确定；行星轮系的转向

应根据其转化机构经计算确定；()1m -方法适用于平面圆柱齿轮定轴轮系。

12.3 “转化机构法”的根据何在？

答：根据在于运动的相对性原理。

12.4 摆线针轮行星传动中，针轮与摆线轮的齿差为多少？

答：齿数差为1。

12.5 谐波齿轮传动是怎样工作的？谐波齿轮传动中刚轮与柔轮的齿数差如何确定？ 答：谐波齿轮传动是利用波发生器使柔轮产生可控的弹性变形而实现柔轮与刚轮的啮合及运动传递。刚轮与柔轮的齿数差

212H2

z z z i --= 式中：z 1—刚轮齿数;

z 2—柔轮齿数;

i H2—波发生器与柔轮的传动比。

12.6 谐波齿轮减速器与摆线针轮减速器相比有何特点？

答：谐波齿轮减速器与摆线针轮减速器相比有以下特点：结构简单，体积小，重量轻，安装方便，传动效率高，但使用寿命相对不如摆线针轮减速器。

12.7 如题12.7图所示的某二级圆栓齿轮减速器，已知减速器的输入功率1P =3.8kW,转速1n =960r/min ，各齿轮齿数1z =22，2z =77，3z =18，4z =81，齿轮传动效率η齿=0.97，每对滚动轴承的效率η滚=0.98。求：（1）减速器的总传动比IIII i ；（2）各轴的功率、转速及转矩。

题12.7图

解：（1）总传动比()224IIII 137781115.752218

z z i z z ⨯=-⨯==⨯ (2)轴I 的功率I 1P P =η滚=3.80.98 3.724kW ⨯=

转速I n =960r/min 转矩31I 1

9.5510378.02N m P T n =⨯=⋅ 轴II ：II I P P = η齿η滚=3.54kW

1II 1222960274.29r /min 77

z n n z ==⨯= 3

II II II 9.55101235.527N m P T n =⨯=⋅ 轴III ：P III =P II η齿η滚=3.37kW

3III II 4

60.95r /min z n n z == 3

III III III 9.5510528.031N m P T n =⨯=⋅

12.8 在如题12.8图所示的齿轮系中，已知各齿轮齿数（括号内为齿数），3'为单头右旋蜗杆，求传动比15i 。

题12.8图 解：2345151234

25306030902025130z z z z i z z z z ⨯⨯⨯===⨯⨯⨯''

12.9 如题12.9图所示为车床溜板箱手动操纵机构，已知齿轮1、2的齿数z 1=16，z 2=80，齿轮3的齿数z 3=13，模数m =2.5mm,与齿轮3啮合的齿条被固定在床身上。试求当溜板箱移动速度为1m/min 时的手轮转速。

题12.9图

解：手轮转速

231100010008049r /min 3.14 2.51316

z n mz z π=⋅=⨯≈⨯⨯

12.10 如题12.10图所示为汽车式起重机主卷筒的齿轮传动系统，已知各齿轮齿数z 1=20，z 2=30，z 6=33，z 7=57，z 3=z 4=z 5=28，蜗杆8的头数z 8=2，蜗轮9的齿数z 9=30。试计算i 19，并说明双向离合器的作用。

题12.10图 解：24791913683028573038.862028332

z z z z i z z z z ⨯⨯⨯==≈⨯⨯⨯

双向离合器向上或向下闭合可改变传动系统的末端件的转向，实现正反转。

12.11 如题12.11图所示的差速器中，已知z 1=48，z 2=42，2z '=18，z 3=21，n 1=100r/min ，n 3=80r/min ，其转向如题12.11图所示，求n H 。

题12.11图

解：这个差速器是由圆锥齿轮1、2、2'、3、行星架H 以及机架4所组成的差动轮系，1、3、H 的几何轴线互相重合，因此由式（12.2）得

321H H 133H H 2110021424980184848

H z z n n n i n n n z z '--⨯===-=-=----⨯ 式中齿数比i 前的“-”号是由转化机构用画箭头的方法确定的。解上式得H 8809.07r /min 97

n =≈ 其结果为正值，表明H 的转向与轮1的转向相同。

12.12 在如题12.12图所示齿轮系中，已知z 1=22，z 3=88，3z '=z 5，试求传动比i 15。

题12.12图

解：齿轮1、2、3及行星架H 构成行星齿轮系；齿轮3'、4、5构成定轴齿轮系。有n H =n 5； n 3=3n ' （式①）

对于定轴轮系： 53'531'

z i z ==，3n '与n 5的方向相反，即 35H n n n '=-=- （式②）

对于行星轮系： 3131

4H z i z =-=-，即 1H 3H

4n n n n -=-- （式③） 联立①、②、③式，得

11H H

9n i n == 因H 5n n =，故151H 9i i ==。