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5-17 图示两个传动方案，哪个合理？说明理由。

5-18 图示两个传动方案，哪个合理？为什么？

习 题

5-1 图示的直齿圆柱齿轮减速器，长期工作，2 轮和3 轮输出最大转矩T2和T3相等（不计摩擦损失）；各齿轮参数 z1 =20，z2＝60，z3 =80，m＝5 mm，b＝80 mm，1轮为主

动，单向回转。如轮1，2，3均用45钢调质处理，8级精度，载荷平稳，K＝1.3，试求主动轴 I允许输入的最大转矩T1。

5-2 一对开式直齿圆柱齿轮传动，齿轮在两轴承间对称布置。已知m＝6 mm，z1 =20，z2＝80，α＝20°，齿宽 b2＝72 mm，主动轴转速n1＝330 r/min，齿轮精度为9级，小齿轮材料为45钢调质，大齿轮材料为HT250，单向传动，长期工作，载荷稍有冲击，试求所能传递的最大功率。

5-3 图示两级开式标准直齿圆柱齿轮传动。要求长期工作。已知高速级齿轮传动的尺寸及参数：a＝150 mm；b = 30 mm，z1 = 23，z2＝97；低速级中心距 a2＝210 mm；n入＝1440 r/min，n出＝101.19 r/min；两对齿轮的小齿轮均用45钢调质，大齿轮均用45钢正火，8级精度。效率略而不计，求能传递的功率；低速级齿轮传动若m＝3 mm，在满足原中心距的条件下按等强度观点设计低速级传动，并算出主要几何尺寸（取载荷系数K＝1.3）。

5-4 设计铣床的圆柱齿轮传动。已知Pl＝7.5 kW，n入＝1450 r/min，z1=26，z2＝54，预期寿命 Lh＝12000 h，小齿轮为不对称布置。提示：取7级精度，材抖为40Cr钢高频淬火，55HRC；υdm＝0.2，闭式传动，直齿。

5-5 设计某厂自动送料输送机的单级直齿圆柱齿轮减速器。已知输出功率 P2＝3.5 kW，输出轴的转速 n2＝100 r/min，传动比 i＝4.25，忽略摩擦损失。工作年限6年，每日双班制工作，有轻微振动。

5-6 有一电动机驱动的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。已知主动轴的转速 n＝750 r/min，从动轴的转速 n2＝431.25 r/min。由于体积的限制，取 z1=23，m＝3.5 mm，要求中心距a＇＝112 mm。若精度等级为7级，小齿轮材料为45钢，调质处理230HB，大齿轮为45钢，正火处理190HB，载荷有轻微冲击，长期工作，双向传动，试设计这对齿轮传动，并求其所能传递的最大功率。

′

5-7 图示一两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知高速级齿轮参数为 mn＝2 mm，β＝13°00

′

10??，z1＝19，z2＝57；低速级齿轮参数为及 mn＝3 mm，β＝12°0605??，z3＝20，z4＝68。齿轮4右旋，Ⅲ轴转向如图，转速nⅢ＝95 r/min，传递功率5 kW，忽略摩擦损失。求：

（l）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力最小，各齿轮旋向；

（2）齿轮2，3所受各力的大小和方向（用分力表示，标在图上）。

5-8 图示两级斜齿圆柱齿轮减速器。已知齿轮1的螺旋线方向和Ⅲ轴的转向，齿轮2的参数 mn＝3 mm，z2＝57，β＝14°，齿轮3的参数mn＝5 mm，z3＝21。求：

（1） 为使Ⅱ轴所受轴向力最小，齿轮3应是何旋向？在（b）图上标出齿轮2和3轮齿的旋向；

（2） 在（b）图上标出齿轮2和3所受各分力的方向；

（3） 如果使Ⅱ轴的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角 β3 应取多大值（忽略摩擦损失）？

5-9 内啮合圆柱齿轮传动中，1轮为主动，右旋，转向如图。试在图中画出齿轮1和齿轮2的圆周力、径向力和轴向力。

5-10 标准圆柱齿轮减速器的一齿轮传动。已知：n1＝750 r/min，a＝400 mm，z1＝24，

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z2＝108，β＝8°0634??，mn＝6 mm，b＝160 mm，8级精度，小齿轮材料为35SiMn（调质），大齿轮材料为ZG340－640（常化），寿命20年（每年300个工作日），每日两班，小齿轮对称布置，载荷平稳，单向传动，试计算该齿轮传动所能传递的功率。

5-11 设计一由电动机驱动的斜齿圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动。已知：Pl＝12 kW， n1＝970 r/min，i＝4.25，8级精度，载荷有轻微冲击，单向传动，寿命8年，两班制。

5-12 设计一由电动机驱动的闭式单级斜齿圆柱齿轮传动。已知主动轮功率 Pl＝54.28 kW，主动轮转速 n1＝720 r/min，传动比 i＝3.2，齿轮精度8级，工作总寿命 N＝4.67

8

310次，单向传动，载荷平稳。

5-13 图示圆锥 - 圆柱齿轮减速器，要求 4 轮转向如图。若1轮主动，试画出： （1） 各轴转向；

（2） 3、4两轮的螺旋线方向（使Ⅱ轴两轮所受轴向力方向相反）； （3）Ⅱ轴的空间受力图（注意力的作用点和方向）。

5-14 如题图所示，由电动机驱动，功率 P1＝9 kW，转速 n1＝970 r/min，，圆锥齿轮的传动比 i＝2.8，三班制工作，单向传动，载荷平稳，预期寿命 8 年，试设计该直齿圆锥齿轮传动。

5-15 试设计用于机床的一直齿圆锥齿轮传动。已知：Σ＝90°，P1＝0.72 kW；n1＝320 r/min，z1＝20，z2＝25，工作寿命为12000 h，小齿轮作悬臂布置。

解 题 示 例

例 5-1 设计如图所示给料机用二级圆柱齿轮减速器中低速级的直齿圆柱齿轮传动。已知低速级小齿轮传递的功率P＝17 kW，小齿轮的转速 n1＝30 r/min，传动比 i＝4，单向传动，工作平稳，每天工作8小时，每年工作300天，预期寿命10年。

解 （1）选择齿轮材料、确定精度等级及许用应力

小齿轮材料选用40Cr钢，调质处理，查表5-1，硬度为241~286HB，取250~280HB。 大齿轮材料选用ZG310－570，正火处理，硬度为156~217HB，取162~185HB。 选齿轮精度等级8级（GB10095-88），查图5-16b，得 ζHlim1＝690 MPa；ζHlim2＝440 MPa。 计算应力循环次数 N，由式（5-33）

N1=60n1jLh＝603300313（10330038）=4.323108

查图5-17，得 ZN1＝1.05，ZN2＝1.13（允许有一定量的点蚀）

取 ZW ＝1.0，SHmin＝1.0，ZLVR＝0.92 接触疲劳许用应力（式5-28）

MPa

MPa

（2）按接触疲劳强度确定中心距 a 由式（5-18）