机械设计大题.doc

5、今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率P1=13kW，n1=200r/min，齿轮的法面模数mn=4mm，齿数z1=60均相同，仅螺旋角分别为9与18。试求各对齿轮传动轴向力的大小？解题要点：（1）因两对齿轮传递的P1和n1相等，故主动轴上的转矩也应相等，即620750 （2）计算=9的齿轮传动的轴向力：=2620 750cos9/（46）=5 109 NFa1=Ft1tan=5 109tan 9 N=809N=Fa2（3）计算=18的齿轮传动的轴向力： N19. 分析直齿锥齿轮传动中大锥齿轮受力，已知图a中，z1=28, z2=48, m=4mm; b=30mm, R=0.3, a=20, n=960r/min, P=3kW。试在图上标出三个分力的方向并计算其大小（忽略摩擦力的影响）。提示：解题要点：（1）三分力方向如图b所示。（2）求出齿轮主要尺寸及所传递的转矩T1；（3）求Ft2、Fr2、Fa2的大小：21. 图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知：齿轮1的螺旋线方向和轴的转向，齿轮2的参数mn=3mm，z2=57，2 =14；齿轮3的参数mn=5mm，z3=21。试求：（1）为使轴所受的轴向力最小，齿轮3应选取的螺旋线方向，并在图b上标出齿轮2和齿轮3的螺旋线方向；（2）在图b上标出齿轮2、3所受各分力的方向；（3）如果使轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角3应取多大值（忽略摩擦损失）？提示：轴用深沟球轴承。解题要点：（1）根据轴转向n，可在图解a上标出n和n的转向。而齿轮2应为左旋，已标于图解b上。（2）根据主动轮左、右手定则判断出Fa1、Fa3；根据齿轮2是从动轮，齿轮3是主动轮判断Ft2、Ft3；根据径向力指向各自轴心的原则，判断径向力Fr2、Fr3；的方向。Fa1、Fa3、Ft2、Ft3、Fr2、Fr3已在啮合点画出（图解b）。（3）若使轴轴承不受轴向力，则|Ft2|=|Fa3|而所以 略去摩擦损失，由转矩平衡条件得所以 得 即：为使轴轴承不受轴向力，齿轮3的螺旋角3应取为。22. 如图所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：电动机功率P=3kW，转速n=970r/min；高速级mn1=2mm，z1=25，z2=53，；低速级mn2=3mm，z3=22，z4=50，。试求（计算时不考虑摩擦损失）：（1）为使轴II上的轴承所承受的轴向力较小，确定齿轮3、4的螺旋线方向（绘于图上）；（2）绘出齿轮3、4在啮合点处所受各力的方向；（3）2取多大值才能使轴II上所受轴向力相互抵消？解题要点：（1）齿轮3、4的螺旋线的方向如题图解所示：（2）齿轮3、4在啮合点所受各分力Ft3、Ft4、Fr3、Fr4、Fa3、Fa4的方向如图示：（3）若要求轴II上齿轮2、3的轴向力能相互抵消，则必须满足下式：Fa2=Fa3，即由轴II的力矩平衡，得，则得 即当时，轴II上所受的轴向力相互抵消。24. 图示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：高速级齿轮参数为mn=2mm，z1=20，z2=60；低速级，z3=20，z4=68；齿轮4为左旋转轴；轴I的转向如图示，n1=960r/min，传递功率P1=5kW，忽略摩擦损失。试求：（1）轴、的转向（标于图上）；（2）为使轴的轴承所承受的轴向力小，决定各齿轮的螺旋线方向（标于图上）；（3）齿轮2、3所受各分力的方向（标于图上）；（4）计算齿轮4所受各分力的大小。解题要点：（1）轴、的转向已示于图中；（2）各齿轮螺旋线方向已示于图中，即z1为右旋，z2、z3为左旋；（3）齿轮2、3所受各力Fr2、Ft2、Fa2、Fr3；Ft3、Fa3已示于图中；（4）轮4所受各力的大小为：1）传递转矩T1、T3：T1=而，故=149219 2）求Ft1与Ft3、Fr3、Fa3：=2 423 N=4 865 N=1 810N=1 034 N3）轮4与轮3上所受的力为作用力与反作用力，故 Ft4=Ft3=4 865NFt4=Ft3=1 810 N Fa4=Fa3=1 034 N25. 图所示为直齿锥齿轮斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。锥齿轮的参数为mn=2mm，z1=20，z2=40，；斜齿圆柱齿轮的参数为mn=3mm，z3=20，z4=60。试求：（1）画出各轴的转向；（2）为使轴所受轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线方向；（3）画出轴上齿轮2、3所受各力的方向；（4）若要求使轴上的轴承几乎不承受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大（忽略摩擦损失）。解题要点：（1）轴、的转向已示于图中；（2）齿轮3、4的螺旋线方向已示于题图解中，即z3为右螺旋，z4为左螺旋；（3）齿轮2、3所受各力 Ft2、Fr2、Fa2及Ft3、Fr3、Fa3已示于图解图中；（4）欲使轴上的轴承不承受轴向力，则要求|Fa2|=|Fa3|。按题设忽略摩擦损失，有所以设轴I输入转矩为 mm =34mm，有联立解方程式（1）、（2），得故当=时，轴II上的轴承可几乎不受轴向力。