機(jī)械原理答案第十一章 齒輪系及其設(shè)計(jì)

1、第十一章 齒輪系及其設(shè)計(jì)題11-1如圖所示為一手搖提升裝置，其中各輪齒數(shù)均已知，試求傳動(dòng)比i15，并指出當(dāng)提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向（在圖中用箭頭標(biāo)出）。解： 此輪系為空間定軸輪系題11-2如圖所示為一滾齒機(jī)工作臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)與渦輪5固聯(lián)。若已知z1=z1=15，z2=35，z4=1（右旋），z5=40，滾刀z6=1（左旋），z7=28。今要切制一個(gè)齒數(shù)z5=64的齒輪，應(yīng)如何選配掛輪組的齒數(shù)z2、z3和z4。解：由范成原理，滾刀6與輪坯5的角速度比應(yīng)為 轉(zhuǎn)向如圖。這一角速度比由滾齒機(jī)工作臺(tái)的傳動(dòng)系統(tǒng)來保證。 轉(zhuǎn)向如圖可求得 至于Z3為惰輪，其齒數(shù)可根據(jù)中心距A24的需要確定。題11-3 如圖所

2、示為一千分表的示意圖。己知各輪齒數(shù)如圖，模數(shù)（為非標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)）。若要測(cè)量桿1每移動(dòng)時(shí)，指針尖端剛好移動(dòng)一個(gè)刻度。問指針的長(zhǎng)度（圖中齒輪5和游絲的作用是使各工作齒輪始終保持單側(cè)接觸，以消除齒輪間隙對(duì)測(cè)量精度的影響）解：組成定軸輪系再由輪2與測(cè)量桿組成齒輪與齒條傳動(dòng)知測(cè)桿1每移動(dòng)時(shí)，齒輪2的轉(zhuǎn)角為：此時(shí)要求指針剛好移動(dòng)一刻度，由可得指針的長(zhǎng)度為題11-4 如圖所示為繞線機(jī)的計(jì)數(shù)器。圖中1為單頭蝸桿，其一端裝手把，另一端裝被繞制線圈。2、3為兩個(gè)窄蝸輪， z2=99，z3=100。在計(jì)數(shù)器中有兩個(gè)刻度盤，在固定刻度盤的一周上有100個(gè)刻度，在與蝸輪2固聯(lián)的活動(dòng)刻度盤的一周上有99個(gè)刻度，指針與蝸輪3固

3、聯(lián)。問指針在固定刻度盤上和活動(dòng)刻度盤上每一格讀數(shù)各代表繞制線圈的匝數(shù)是多少？又在圖示情況下，線圈己繞制了多少匝？ 解： 1）固定刻度盤上讀數(shù)因 故 即蝸桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，蝸輪3轉(zhuǎn)過 轉(zhuǎn)，指針相對(duì)固定刻度盤轉(zhuǎn)過一個(gè)刻度，固定刻度盤的一周上有100個(gè)刻度，說明指針在固定刻度盤上的每一格讀數(shù)代表被繞制線圈繞了一匝。 2）活動(dòng)刻度盤上讀數(shù) 故 即蝸桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，蝸輪2轉(zhuǎn)過 轉(zhuǎn)，由于蝸輪2、3轉(zhuǎn)向相同，故蝸桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，指針相對(duì)活動(dòng)刻度盤轉(zhuǎn)過 轉(zhuǎn)。（即相對(duì)向后倒轉(zhuǎn)，所以活動(dòng)刻度盤的增大方向與固定刻度盤的相反。）因活動(dòng)刻度盤上有99個(gè)刻度，故指針在活動(dòng)刻度盤上的每一格讀數(shù)代表被繞制線圈己繞制了匝。3）今指針在活動(dòng)刻

4、度盤上讀數(shù)為 ，在固定刻度盤上讀數(shù)為 ，所以線圈己繞制的匝數(shù)為：題11-5 圖 a、b所示為兩個(gè)不同的圓錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系，已知，。求兩輪系解：1）圖a ：差動(dòng)輪系2）圖b ：差動(dòng)輪系根據(jù)上述汁算結(jié)果，請(qǐng)回答下列問題：1在周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系中構(gòu)件的轉(zhuǎn)向是由 畫箭頭 方法確定的，而在周轉(zhuǎn)輪系中構(gòu)件的轉(zhuǎn)向是由 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算公式的結(jié)果 確定的。2在圖a中，表示構(gòu)件1、3轉(zhuǎn)向的箭頭方向相同，而題中給定n1與n3的方向相反，這不矛盾嗎？答：不矛盾。因?yàn)閳D中箭頭所示為構(gòu)件在 轉(zhuǎn)化輪系中 的轉(zhuǎn)向，而不是構(gòu)件在 實(shí)際周轉(zhuǎn)輪系中 的轉(zhuǎn)向。由計(jì)算 （圖a）； （圖b） （圖a）（圖b）可見，在圖a中與 同 向，

5、與圖中箭頭所示方向 相同 ； 在圖b中與 反 向，與圖中箭頭所示方向 相同 ；3)由演算結(jié)果可見，若轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比的“”判斷錯(cuò)誤，不僅會(huì)影響到 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比大小 ，還會(huì)影響到 周轉(zhuǎn)輪系中構(gòu)件轉(zhuǎn)向 。題11-6 圖示為紡織機(jī)中的差動(dòng)輪系，設(shè)z1=30，z2=25，z3=z4=24，z5=18，z6=121，n1=48200r/min，nH=316r/min，求n6=？解：此差動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比為：時(shí)，與及轉(zhuǎn)向相同。題11-7 圖示為手動(dòng)起重葫蘆，已知z1=z2=10，z2=20，z3=40，傳動(dòng)總效率=0.9，為提升重G=10kN的重物，求必須施加于鏈輪A上的圓周力F。解：此輪系為行星輪

6、系因?yàn)?所以 故提升10000N的重物，必需施加于鏈輪A上的園周力P為308.64N。題11-8圖示為建筑用鉸車的行星齒輪減速器。已知z1=z3=17，z2=z4=39，z5=18，z7=152，n1=1450r/min。當(dāng)制動(dòng)器B制動(dòng)，A放松時(shí)，鼓輪H回轉(zhuǎn)（當(dāng)制動(dòng)器B放松、A制動(dòng)時(shí)，鼓輪H靜止，齒輪7空轉(zhuǎn)），求nH。解：制動(dòng)B時(shí)為行星輪系題11-9 在圖示的電動(dòng)三爪卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)輪系中，設(shè)已知各輪齒數(shù)為z1=6，z2=z2=25，z3=57，z4=56，試求傳動(dòng)比i14。解：區(qū)分輪系：為行星輪系、為行星輪系。為差動(dòng)輪系。而只有兩個(gè)輪系是獨(dú)立的，為求解簡(jiǎn)單，選兩個(gè)行星輪系求解。為行星輪系 為行星輪系

7、 n1與n4轉(zhuǎn)向相反。題11-10 如圖所示為一裝配用電動(dòng)螺絲刀齒輪減速部分的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。已知各輪齒數(shù)為z1=z4=7，z3=z6=39，若n1=3000r/min，試求螺絲刀的轉(zhuǎn)速。解：區(qū)分輪系：為行星輪系、為行星輪系、行星輪系中 行星輪系中 故 轉(zhuǎn)向與相同。題11-11在圖示的復(fù)合輪系中，設(shè)已知n1=3549r/min，又各輪齒數(shù)為z1=36，z2=60，z3=23，z4=49，z4=49，z5=31，z6=131，z7=94，z8=36，z9=167，試求行星架H的轉(zhuǎn)速nH（大小及轉(zhuǎn)向）解：該復(fù)合輪系由1、2（3）、4定軸輪系和行星輪系及行星輪系組成。1、2（3）、4定軸輪系中行星輪系中行

8、星輪系中 轉(zhuǎn)向與相同。題11-12在圖示的輪系中，設(shè)各輪的模數(shù)均相同，且為標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)，若已知齒數(shù)z1=z2=z3=z6=20，z2=z4=z6=z7=40，試問：1）當(dāng)把齒輪1作為原動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)？2）齒輪3、5的齒數(shù)應(yīng)如何確定？3）當(dāng)齒輪1的轉(zhuǎn)速n1=980r/min時(shí)，齒輪3及齒輪5的運(yùn)動(dòng)情況如何？解：1.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度 虛約束 局部自由度 因此機(jī)構(gòu)有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。2確定齒數(shù) ： 根據(jù)同心條件，可得3計(jì)算齒輪3、5的轉(zhuǎn)速：1）圖示輪系為 封閉 輪系，在作運(yùn)動(dòng)分析時(shí)應(yīng)劃分為如下 兩 部分來計(jì)算。2）在差動(dòng)輪系中，有如下計(jì)算式 （a）3）在定軸輪系中，有如下計(jì)算式4）l聯(lián)立式(a)(b) ，得 故其轉(zhuǎn)向與反向；其轉(zhuǎn)向與同向。題11-13 在圖示的2K H型輪系中，已知中心輪1的齒數(shù)，行星輪的內(nèi)齒圈的齒數(shù)，其外齒圈2的齒數(shù)，設(shè)各對(duì)齒輪的嚙合效率均為0.98（包括軸承效率），當(dāng)由行星架H輸入功率為8kW時(shí)，試求輸出功率。（齒輪傳動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)）解：1)確定輪3齒數(shù)2) 確定傳動(dòng)比3)確定轉(zhuǎn)化輪系效率4) 確定輪系效率 5) 確定輸出功率 題11-14 現(xiàn)需設(shè)計(jì)一2K-H行星減速器，要求的減速比為5.33，設(shè)行星輪數(shù)k=4，并采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，試確定各輪的齒數(shù)。解：1.確定行星輪系類型：決定采用圖示的單排行星輪系，因?yàn)?）該行星輪系的傳動(dòng)比范