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《机械原理》(于靖军版)第11章习题答案

11-1 一对渐开线齿轮廓如题图11-1所示,两渐开线齿廓啮合于K 点,试求:
(1) 当绕点O 2转动的齿廓为主动及啮合线如下图中N 2N 1时,确定两齿廓的转动方向; (2)用作图法标出渐开齿廓G 1上的点a 2、b 2相共轭的点a 1、b 1,标出渐开线齿廓G 2上与
点d 1相共轭的点d 2;
(3)用阴影线标出两条渐开线齿廓的齿廓工作段;
(4)在图上标出这对渐开线的节圆和啮合角α',并说明啮合角与节圆压力角之间的关系。

1
题图11-1
齿廓工作段分别为:b 1d 1、b 2d 2
(4)啮合角和节圆压力角相等
11-2 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构,两轮的分度圆半径分别为r 1=30mm ,r 2=54mm ,
α=20°,试求:
(1)当中心距a'=86mm 时,啮合角α'等于多少?两个齿轮的节圆半径r 1'和r 2'各为多少? (2)当中心距改变为a '=87mm 时,啮合角α'和节圆半径r 1'、r 2'又等于多少? (3)以上两种中心距情况下的两对节圆半径的比值是否相等,为什么? 解:(1) α'=23.39° r 1'=30.71mm r 2'=55.29mm (2) α'=24.87° r 1'=31.07mm r 2'=55.93mm (3) 相等 都等于两齿轮基圆半径的比值
11-3 已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构,α=20°,h a *=1,m =4mm ,z 1=18,z 2=41。

试求:
(1)两轮的几何尺寸和标准中心距a ,以及重合度ε;
(2)按比例作图,画出理论啮合线21N N ,在其上标出实际啮合线12B B ,并标出一对齿啮
合区和两对齿啮合区,以及节点P 的位置。

解:(1)各个几何尺寸按公式即可计算 其中 a =118mm ε=1.63
(2)
B 2E 、B 1D 为单啮合区 DE 为双啮合区
11-4 有一齿条刀具,m =2 mm ,α=20°,h a *=1。

刀具在切制齿轮时的移动速度v =1mm/s 。

试求:
(1)用这把刀具切制z =14的标准齿轮时,刀具中线离轮坯中心的距离L 为多少?轮坯每分
钟的转数应为多少?
(2)若用这把刀具切制z =14的变位齿轮时,其变位系数x =0.5,则刀具中线离轮坯中心的
距离L 应为多少?轮坯每分钟的转数应为多少? 解:(1)L =14mm n=0.682(r/min) (2)L =
1
2
mz mx +=15mm n =0.637(r/min) 11-5有一标准直齿圆柱齿轮与齿条传动,已知z 1=20,m =10mm ,α=20°,h a *=1,若安装时将分度圆与中线移开5mm ,试用图解法求:(1)实际啮合线段12B B 长度;(2)重合度ε;(3)顶隙c 。

解:r 1=100mm h a =10mm r a1=110mm '
20αα== r b1=94mm 如图所示,齿条移动之后,啮合线不变,齿条的齿顶线向下移动了5mm ,可计算的AP =5mm ,所以量的1238B B mm = 则可计算出 ε=1.29 c = c *m +5=7.5mm
11-6 一对标准安装的直齿圆柱标准齿轮外啮合传动。

已知其实际啮合线长度1224.6505B B =mm ,重合度ε=1.67,啮合角α'=20°。

(1)试求这对齿轮的模数m 。

(2)若该对齿轮的传动比i 12=3,标准安装中心距a =200mm ,求两个齿轮的齿数z 1,z 2; (3)现若齿轮其它参数不变,将中心距改为a '=210mm 。

求这对齿轮的节圆半径r 1'、r 2'及啮合角α'。

解:(1)m =5
(2)z1=20 z2=60
(3)r1'=52.5mm r2'=157.5mm
(4)α'=26.5°
11-7 一对在仪器中工作的渐开线齿廓标准直齿圆柱齿轮,已知m=2mm,α=20°,h a*=1。

经过精密测量,中心距为a=101mm,传动比i12=1.5。


(1)根据上述已知条件,判断该二齿轮是否符合正确安装?请给出详细计算说明。

(2)若其中小齿轮齿数为40,请计算啮合角α',以及两个齿轮的齿顶圆压力角αa1、αa2。

(计算结果保留四位小数)
(3)计算ε。

该对齿轮是否满足连续传动条件?
解:(1)假设符合正确安装计算出z1=40.4 z2=60.6 齿数不是整数不符合正确安装(2)α'=21.5°αa1=26.5°αa2=24.6°
(3)直接带入公式计算ε=1.27 所以满足传动条件
11-8 一对渐开线直齿圆柱齿轮传动中,主动轮1作逆时针转动。

已知标准中心距a=126mm,z1=17,z2=25,α=20°,h a*=1,要求:
(1)确定模数m;
(2)按长度比例尺
12mm/mm
μ=画出两齿轮的啮合图,并确定理论啮合线
12
N N位置;(3)在图上标出节点P和啮合角α';
(4)确定齿顶圆半径;
(5)在图上标出齿顶压力角αa1、αa2(以中心角表示);
(6)确定实际啮合线
12
B B位置;
(7)求重合度ε(有关寸可直接由图上量取)。

解:(1)m=6mm
r1=51mm r b1=47.9mm r a1=57mm r2=75mm r b2=70.5mm r a2=81mm
(7)量得
1227.7
B B mm
=ε=1.56
11-9一渐开线直齿圆柱标准齿轮和一标准直齿条标准安装并啮合传动,已知参数如下:齿轮齿数z=20,压力角α=20°,模数m=5mm,齿顶高系数h a*=1,试做简图说明并计算:(1)齿轮以200r/min的转速旋转时,齿条移动的线速度?
(2)齿条外移1mm时齿轮的节圆半径和啮合角α'?
(3)齿条外移1mm时齿条顶线与啮合线的交点B2到节点P的距离?
解:(1) v=1000
3
pi(mm /s)
(2)节圆半径为50mm α'=20°
m
(3)PB’=11.695mm
11-10 在相距160mm的O1、O2两轴间,欲采用两个渐开线标准直齿圆柱齿轮作外啮合传动,设m=8mm,z1=18,z2=21,α=20°,h a*=1,c*=0.25,要求:
(1)求两个齿轮分度圆、基圆、节圆、齿顶圆,齿根圆半径(或直径)。

(2)准确作图标出理论啮合线端点、实际啮合线端点、节点,量出实际啮合线段长,判断能否连续转动。

(3)在图上表示顶隙并计算顶隙的实际值。

(4)计算啮合角。

(5)填空或把不对的划出:这一对齿轮是(有侧、无侧)隙的;在中心距、齿数、模数不变的条件下,欲实现无侧隙,须采用传动;为此,可将其中一个齿轮设计成变位的,或两个齿轮都变位而变位系数和(大于、等于、小于)零。

解(1)带入公式计算即可。

(2)求出ε>1.08,能实现连续传动
(3)6mm
(4)α'=23.6°
(5)有变位正大于。

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