1、11-1 解 1）由公式可知： 輪齒的工作應力不變，則 則，若 ，該齒輪傳動能傳遞的功率 11-2解 由公式可知，由抗疲勞點蝕允許的最大扭矩有關系： 設提高后的轉矩和許用應力分別為 、 當轉速不變時，轉矩和功率可提高 69%。 11-3解 軟齒面閉式齒輪傳動應分別驗算其接觸強度和彎曲強度。 （ 1）許用應力 查教材表 11-1小齒輪45鋼調質硬度：210230HBS取220HBS；大齒輪ZG270-500正火硬度：140170HBS，取155HBS。 查教材圖 11-7， 查教材圖 11-10 , 查教材表 11-4取 ， 故： （ 2）驗算接觸強度，驗算公式為： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數

2、查教材表11-3得 齒寬 中心距 齒數比 則： 、 ，能滿足接觸強度。 （ 3）驗算彎曲強度，驗算公式： 其中：齒形系數：查教材圖 11-9得 、 則 ： 滿足彎曲強度。 11-4解 開式齒輪傳動的主要失效形式是磨損，目前的設計方法是按彎曲強度設計，并將許用應力降低以彌補磨損對齒輪的影響。 （ 1）許用彎曲應力 查教材表11-1小齒輪45鋼調質硬度：210230HBS取220HBS；大齒輪45鋼正火硬度：170210HBS，取190HBS。查教材圖11-10得, 查教材表 11-4 ，并將許用應用降低30% 故 （ 2）其彎曲強度設計公式： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數 查教材表11-3得 取齒

3、寬系數 齒數 ，取 齒數比 齒形系數 查教材圖 11-9得 、 因 故將 代入設計公式 因此 取模數 中心距 齒寬 11-5解 硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是折斷，設計方法是按彎曲強度設計，并驗算其齒面接觸強度。 （ 1）許用彎曲應力 查教材表 11-1，大小齒輪材料40Cr 表面淬火硬度：5256HRC，取54HRC。查教材圖11-10得 ，查材料圖11-7得 。查教材表11-4 ， 因齒輪傳動是雙向工作，彎曲應力為對稱循環，應將極限值乘 70%。 故 （ 2）按彎曲強度設計，設計公式： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數 查教材表11-3得 取齒寬系數 齒數 ，取 齒數比 齒形系數 應將齒形系

4、數較大值代入公式，而齒形系數值與齒數成反比，將小齒輪的齒形系數代入設計公式，查教材圖 11-9得 因此 取模數 （ 3）驗算接觸強度，驗算公式： 其中：中心距 齒寬 ，取 滿足接觸強度。 11-6解 斜齒圓柱齒輪的齒數與其當量齒數 之間的關系： （ 1）計算傳動的角速比用齒數 。 （ 2）用成型法切制斜齒輪時用當量齒數 選盤形銑刀刀號。 （ 3）計算斜齒輪分度圓直徑用齒數。 （ 4）計算彎曲強度時用當量齒數 查取齒形系數。 11-7解 見題11-7解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當齒輪1為主動時按左手定則判斷其軸向力 ；當齒輪2為主動時按右手定則判斷其軸向力 。 輪1為主動

5、輪2為主動時 圖 11.2 題11-7解圖 11-8解 見題11-8解圖。齒輪2為右旋，當其為主動時，按右手定則判斷其軸向力方向 ；徑向力總是指向其轉動中心；圓向力 的方向與其運動方向相反。 圖 11.3 題11-8解圖 11-9解 （ 1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級斜齒輪3的螺旋經方向應與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應與齒輪3的旋向相反，為右旋。 （ 2）由題圖可知：、 、 、 、 分度圓直徑 軸向力 要使軸向力互相抵消，則： 即 11-10解 軟齒面閉式齒輪傳動應分別校核其接觸強度和彎曲強度。 （ 1）許用應力 查教材表 11-1小齒輪40MnB調質硬度：2402

6、80HBS取260HBS；大齒輪35SiMn調質硬度：200260HBS，取230HBS。 查教材圖 11-7： ； 查教材圖 11-10： ； 查教材表 11-4 取 ， 故： （ 2）驗算接觸強度，其校核公式： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數 查教材表11-3得 齒寬 中心距 齒數比 則： 滿足接觸強度。 （3）驗算彎曲強度，校核公式： 小齒輪當量齒數 大齒輪當量齒數 齒形系數 查教材圖 11-9得 、 滿足彎曲強度。 11-11解 軟齒面閉式齒輪傳動應按接觸強度設計，然后驗算其彎曲強度： （ 1）許用應力 查教材表 11-1小齒輪40MnB調質硬度：240280HBS取260HBS；大齒輪4

7、5鋼調質硬度：210230HBS，取220HBS。 查教材圖 11-7： ； 查教材圖 11-10： ； 查教材表 11-4 取 ， 故： （ 2）按接觸強度設計，其設計公式： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數 查教材表11-3得 齒寬系數 取 中心距 齒數比 將許用應力較小者 代入設計公式 則： 取中心距 初選螺旋角 大齒輪齒數 ，取 齒數比： 模數 ，取 螺旋角 （ 3）驗算其彎曲強度，校核公式： 小齒輪當量齒數 大齒輪當量齒數 齒形系數 查教材圖 11-9得 、 滿足彎曲強度。 11-12解 由題圖可知： ， 高速級傳動比 低速級傳動比 輸入軸的轉矩 中間軸轉矩 輸出軸轉矩 11-13解 硬齒

8、面閉式齒輪傳動應按彎曲強度設計，然后驗算其接觸強度。 （ 1）許用應力 查教材表 11-1齒輪40Cr表面淬火硬度：5256HRC取54HRC。 查教材圖 11-7： 查教材圖 11-10： 查教材表 11-4 取， 故： （ 2）按彎曲強度設計，其設計公式： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數 查教材表11-3得 齒寬系數 取 大齒輪齒數 ，取 齒數比： 分度圓錐角 小齒輪當量齒數 大齒輪當量齒數 齒形系數 查教材圖 11-9得 、 則平均模數： 大端模數 取 （ 3）校核其接觸強度，驗算公式： 其中：分度圓直徑 錐距 齒寬 取 則： 滿足接觸強度。 11-14解 開式齒輪傳動只需驗算其彎曲強度 （

9、 1）許用彎曲應力 查教材表 11-1小齒輪45鋼調質硬度：210230HBS取220HBS；大齒輪ZG310-570正火硬度：160200HBS取190HBS。 查教材圖 11-10： ； 查教材表 11-4 取 ， 故： （ 2）校核彎曲強度，驗算公式： 其中：小齒輪轉矩 載荷系數 查教材表11-3得 分度圓錐角 小齒輪當量齒數 大齒輪當量齒數 齒形系數 查教材圖 11-9得 、 分度圓直徑 錐距 齒寬系數 平均模數 則： 滿足彎曲強度。 11-15解 （ 1）圓錐齒輪2的相關參數 分度圓直徑 分度圓錐角 平均直徑 軸向力 （ 2）斜齒輪3相關參數 分度圓直徑 軸向力 （ 3）相互關系 因 得： （4）由題圖可知，圓錐齒輪2的軸向力 指向大端，方向向下；斜齒輪3的軸向力 方向指向上