《机械设计基础》第十章主要涉及齿轮传动的设计与分析,其中包含了多个习题及解答,主要知识点包括:
1. **齿轮的齿形系数**:齿形系数YF或YFS对于标准渐开线齿轮,它与齿轮的齿数有关,而与模数无关。在给定的习题中,两个直齿圆柱齿轮尽管模数不同,但因为它们的齿数相同,所以它们的复合齿形系数相等。
2. **齿轮接触疲劳强度条件**:齿轮的接触疲劳强度与齿轮材料的许用接触应力有关。如果通过热处理提高材料的力学性能,许用接触应力提高,那么在不改变其他设计参数的情况下,允许传递的扭矩和功率可相应提高。例如,在习题10-7中,当大小齿轮的许用接触应力提高30%时,允许传递的扭矩和功率可以提高约69%。
3. **齿轮材料的选择与许用应力**:在设计齿轮传动时,必须考虑齿轮材料的许用应力。例如,45钢调质和ZG310-570正火的齿轮有不同的许用应力,这影响了它们的接触和弯曲疲劳强度。在习题10-8中,通过比较小齿轮和大齿轮的许用应力,核验了传动是否满足强度要求。
4. **齿根弯曲疲劳强度**:计算齿根弯曲疲劳强度时,需要用到齿形系数YF,以及考虑载荷系数K、齿宽b和齿数z等因素。在习题10-8和10-9中,通过应用公式和查表确定了齿轮是否满足弯曲强度要求。
5. **齿轮设计参数的确定**:在设计闭式直齿圆柱齿轮传动时,需要确定传动比、功率、转速、齿数、模数、中心距、齿宽等参数。例如,习题10-9中,通过给定的条件计算了模数、中心距和齿宽,以确保满足弯曲和接触疲劳强度要求。
6. **斜齿轮的应用**:斜齿轮在计算角速度比、选择切削工具、计算分度圆直径以及进行强度计算时,可能需要用到实际齿数或当量齿数。在习题10-10中,区分了不同情况下的适用齿数类型。
7. **斜齿圆柱齿轮的轴向力**:斜齿轮传动中,主动轮的不同会导致轴向力Fa的方向变化。习题10-12要求画出不同主动轮时轴向力的方向,这涉及到螺旋线的方向和转动方向的理解。
8. **斜齿圆柱齿轮传动的计算**:习题10-14涉及了单级闭式斜齿圆柱齿轮传动的计算,包括确定齿轮材料的许用应力,以及计算模数、中心距等,以满足特定的工作条件和载荷要求。
以上是第十章习题中的关键知识点,这些内容对于理解和设计齿轮传动系统至关重要。通过解决这些习题,学生能够深入掌握齿轮设计的基本原则和计算方法。