机械设计基础课后习题答案第11章.doc

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11-1 解 1）由公式可知：
轮齿的工作应力不变，则 则，若 ，该齿轮传动能传递的功率
11-2解 由公式
可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系：
设提高后的转矩和许用应力分别为 、
当转速不变时，转矩和功率可提高 69%。
11-3解 软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。 （ 1）许用应力 查教材表 11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。
查教材图 11-7，
查教材图 11-10 , 查教材表 11-4取 ，
故：
（ 2）验算接触强度，验算公式为：
其中：小齿轮转矩
载荷系数 查教材表11-3得 齿宽
中心距 齿数比
则：
、 ，能满足接触强度。
（ 3）验算弯曲强度，验算公式：
其中：齿形系数：查教材图 11-9得 、
则 ：

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满足弯曲强度。
11-4解 开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力
降低以弥补磨损对齿轮的影响。
（ 1）许用弯曲应力 查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮
45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材图11-10得
,
查教材表 11-4 ，并将许用应用降低30%
（ 2）其弯曲强度设计公式：
其中：小齿轮转矩 　　
载荷系数 查教材表11-3得 取齿宽系数
齿数　　 ，取 齿数比　　
齿形系数 查教材图 11-9得 、
因　　
故将 　 　代入设计公式
因此　　　
取模数 中心距　　　
齿宽 　　
11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触强度。
（ 1）许用弯曲应力
查教材表 11-1，大小齿轮材料40Cr 表面淬火硬度：52～56HRC，取54HRC。查教材图11-10得

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，查材料图11-7得 。查教材表11-4 ，
因齿轮传动是双向工作，弯曲应力为对称循环，应将极限值乘 70%。
故　
（ 2）按弯曲强度设计，设计公式：
其中：小齿轮转矩　　
载荷系数 查教材表11-3得 取齿宽系数
齿数　，取 齿数比　
齿形系数 应将齿形系数较大值代入公式，而齿形系数值与齿数成反比，将小齿轮的齿形系数代入设计公式，查教材图 11-9得
因此　　　　　 取模数
（ 3）验算接触强度，验算公式：
其中：中心距　　
齿宽　　　 ，取
满足接触强度。
11-6解 斜齿圆柱齿轮的齿数与其当量齿数 之间的关系： （ 1）计算传动的角速比用齿数 。 （ 2）用成型法切制斜齿轮时用当量齿数 选盘形铣刀刀号。 （ 3）计算斜齿轮分度圆直径用齿数。 （ 4）计算弯曲强度时用当量齿数 查取齿形系数。
11-7解 见题11-7解图