机械设计齿轮习题与参考答案VIP

习题及参考答案-、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1一般开式齿轮传动的主要失效形式是C。A.齿面胶合B.齿面疲劳点蚀C.齿面磨损或轮齿疲劳折断D.轮齿塑性变形2高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式是A。A.齿面胶合B.齿面疲劳点蚀"C.齿面磨损D.轮齿疲劳折断345钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为B。A.45〜50HRCB.220~270HBSC.160〜180HBSD.320〜350HBS4齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为C°-A.齿坯加工一淬火T磨齿T滚齿B.齿坯加工一淬火T滚齿一■磨齿C.齿坯加工一滚齿一渗碳淬火一磨齿D.齿坯加工一滚齿―•磨齿一•淬火5齿轮采用渗碳淬火的热处理方法•则齿轮材料只可能是D。A.45钢B.ZG34^640C.20CrD.20CrMnTi6齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在A。A.跑合阶段B.稳定性磨损阶段C.剧烈磨损阶段D.齿面磨料磨损阶段7对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般D。A.按接触强度设计齿轮尺寸•再校核弯曲福度B.按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度C.只需按接触强度设计D.只需按弯曲强度设计8一对标准直齿圆柱齿轮，若zi=18-z2=72，则这对齿轮的弯曲应力A°A.Of1>OF2B.Of1<OF2C.Of1=OF2D.（Jpi4Of29对于齿面硬度4350HBs的闭式钢制齿轮传动•其主要失效形式为C。一A.轮齿疲劳折断B.齿面磨损131有两对齿轮，模数m及中心距a不同，其余参数都相同。试问它们的接触疲劳强度是否相同？如果模数不同，而对应的节圆直径相同，又将怎样？132一对齿轮传动中，大、小齿轮的接触应力是否相等？如大、小齿轮的材料及热处理情况相同，它们的许用接触应力是否相等？如许用接触应力相等，则大、小齿轮的接触疲劳强度是否相等？133在二级圆柱齿轮传动中，如其中一级为斜齿圆柱齿轮传动，另一级为直齿锥齿轮传动。试问斜齿轮传动应布置在高速级还是低速级？为什么？134在圆柱-锥齿轮减速器中，一般应将锥齿轮布置在高速级还是低速级？为什么？135要设计一个由直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮组成的多级传动，它们之间的顺序应如何安排才合理？为什么？136为什么在传动的轮齿之间要保持一定的侧隙？侧隙选得过大或过小时，对齿轮传动有何影响？137在什么情况下要将齿轮及轴做成一体？为什么往往齿轮及轴分开制造？138要求设计传动比i=3的标准直齿圆柱齿轮，选择齿数z尸12，z2=36，行不行？为什么？139现设计出一标准直齿圆柱齿轮(正常齿)，其参数为m=3.8mm，zi=12，”23°。试问：(1)是否合理，为什么？(2)若不合理，请提出改正意见。140设计一对闭式齿轮传动，先按接触强度进行设计，校核时发现弯曲疲劳强度不够，请至少提出两条改进意见，并简述其理由。141在齿轮设计中，选择齿数时应考虑哪些因素？142为什么锥齿轮的轴向力匕的方向恒指向该轮的大端？143在闭式软齿面圆柱齿轮传动中，在保证弯曲强度的前提下，齿数Zi选多些有利，试简述其理由。例解1、为什么轮齿的弯曲疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧？解题要点：(1)齿根弯曲疲劳强度计算时'将轮齿视为悬臂梁受载荷后齿根处产生的弯曲应力最大。(2)齿根过渡圆角处尺寸发生急剧变化，又由于沿齿宽方向留下加工

刀痕产生应力集中。(3)在反复变应力的作用下，由于齿轮材料对拉应力敏感，故疲劳裂纹首先发生在齿根受拉伸一侧。2、有一闭式齿轮传动，满载工作几个月后，发现硬度为200~240HBs的齿轮工作表面上出现小的凹坑。试问:(1)这是什么现象？(2)如何判断该齿轮是否可以继续使用？(3)应采取什么措施？解题要点：(1)已开始产生齿面疲劳点蚀，但因"出现小的凹坑"，故属于早期点蚀。(2)若早期点蚀不再发展成破坏性点蚀，该齿轮仍可继续使用。(3)采用高粘度的润滑油或加极压添加剂于没中，均可提高齿轮的抗疲劳点蚀的能力。3、一对齿轮传动，如何判断大、小齿轮中哪个齿面不易产生疲劳点蚀？哪个轮齿不易产生弯曲疲劳折断？并简述其理由。解题要点：(1)大、小齿轮的材料及热处理硬度及循环次数/V不等，通常而，故小齿轮齿面接触强度较高，则不易出现疲劳点蚀。(2)比较大、小齿轮的及，若＜，则表明小齿的弯曲疲劳强底低于大齿轮，易产生弯曲疲劳折断；反之亦然。4、图为两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图所元(1)低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使q轴n上两齿轮所受的轴向力相反？(2)低速级小齿轮的螺旋角艮应取多大值，才能使轴口轴上轴向力相互抵？解题要点：(1)轴口上小齿轮为左旋；ni轴上大齿轮为左旋。(2)若要求口轴上轮1、2的轴向力能互相抵消，则必须满足下式：Fai=Fa2FSOFfltan=Ff2tan/32,tan/72=—tan(3、一一耳2由中间轴的力矩平衡，得贝LItan=tan(3X=—tan0、=‘八''B2tan0、Ft2d23x51/cos/?】得sin坊=^^sinl5°=0.1438-3x51则为=8.27。=8。16'12〃5'今有两对斜齿圆柱齿轮传动，主动轴传递的功率々=13kW，/7i=2OOr/min•齿轮的法面模数4mm，齿数4=60均相同，仅螺旋角分别为9。及18。。试求各对齿轮传动轴向力的大小？解题要点：(1)因两对齿轮传递的巴和力相等•故主动轴上的转矩也应相等即Tx=9.55x106/^/^=(9.55x106x13/200)A^-m/w=620750N-mm(2)计算£二9°的齿轮传动的轴向力：=[2x620750xcos97(4x6)]=5109NFai=Ftitan£=5109xtan9°1X1=8091X1=%(3)计算住18。的齿轮传动的轴向力：2(27]cos82x620750xcos18°4csa/rtX====495U/Vd[m〃Z\4x606、两级圆柱齿轮传动中，若一级为斜齿，另一级为直齿，试问斜齿圆柱齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮所组成的两级传动，锥齿轮应置于调整级还是低速级？为什么？解题要点：(1)在两级圆柱齿轮传动中，斜齿轮应置于高速级，主要因为高速级的转速高，用斜齿圆柱齿轮传动工作平衡，在精度等级相同时，允许传动的圆周速度较高；在忽略摩擦阻力影响时，高速级小齿轮的转矩是低速纸小齿轮转矩的1//(/是高速级的传动比)，其轴向力小。(2)由锥齿轮和圆柱齿轮组成的两级传动中，锥齿轮一般应置于高速级，主要因为当传递功率一定时，低速级的转矩大•则齿轮的尺寸和模数也大，而锥齿轮的锥距R和模数777大时，则加工困难，或者加工成本大为提禺°7、某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数Zi=20-z2=54，m=4mm0加工时误将箱体孔距键大为"=150/加°齿轮尚末加工■应采取可种方法进行补救？新方案的齿轮强度能满足要求吗？解题要点：标准直齿圆柱齿轮的中心距为a=m(Z]+Z2)/2=4x(20+50)/2=148mm，故可补救。(1)将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于a=%J+z2)/(2cos/?)=4x(20+54)/(2cos0)=150mm通过调整侬，中心距达到150mm，用斜齿代替直齿，新方案不仅强度有所提高，而且传动性能也有所改善。(2)或者采用正确度变位齿轮(%+%2〉。)，同样可使"＞。,诡＞",而仍用直齿轮，选用合适的变位系数为及的值，同样可达到"=i5omm。此时减少，接触疲劳强度可提高。8、在闭式软齿面圆柱齿轮设计中，为什么在满足弯曲强度条件下•zi尽可能选多一些有利？试简述其理由。解题要点：参见教材中有关齿数z的选择。一对标准直齿圆柱齿轮传动，当传动比i=2时•试问：(1)哪一个齿轮所受的弯曲应力大？为什么？(2)若大、小齿轮的材料、热处理硬度均相同，小齿轮的应力循环次数乂=1。6＜乂，则它们的许用弯曲应力是否相等？为什么？解题要点：(1)因一般7匕]＞%2%2，故/I＞。2，即小齿轮的齿根弯曲应力大。(2)两齿轮硬度相同•即试验齿轮的弯曲疲劳极限分皿口分皿2。但由于工作循环次数N1＞N2及齿轮的寿命系数Yni＜Yn2'且又由于应力修正系数%]＜Yst2•故小齿轮的许用弯曲应力＞(JFP2°9、试求一对啮合的大、小齿轮对于弯曲疲劳强度为等强度的条件式•并求大、小齿轮弯曲应力间的关系式。提示：弯曲疲劳强度计算公式为解题要点:(1)解提示①、②两式中后的两项，即得其大、小齿轮弯曲疲劳等强度条件式：利用上式可判断一对齿轮中哪个齿轮的强度较弱，若，则表明小齿轮的弯曲强度低于大齿轮，应按小齿轮进行弯曲强度设计或校核。(2)解提示①、②两式中前面的两项，又可获得大、小齿轮弯曲应力间的关系式：利用上式，在已知一个齿轮的应力后，可方便地求得另一齿轮的应力。10、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，小、大齿轮的参数分别为应力修正系数Ysal=1.56,Ysa2=1.76；齿形系数YFal=2.8,YFa2=2.28;许用应力，。团=314MPa-^P1=314MPa。已算得小齿轮的齿根弯曲应力*=306MPa。试问：(1)哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？(2)两齿轮的弯曲疲劳强度是否均满足要求？解题要点：(1)由金」=「I4=71.886七人且因71.886>71.272•故小齿轮的弯曲疲劳强度大。(2)已知：^1=306MPa<^1=314MPa，故小齿轮的弯曲疲劳强度满足要求。而结论：两齿轮的弯曲强度均满足要求。11、一对按接触疲劳强度设计的软齿面钢制圆柱齿轮，经弯曲强度校核计算，发现其小比坏p小很多，试问设计是否合理？为什么？在材料、热处理硬度不变的条件下•可采取什么措施以提高其传动性能？解题要点:(1)因闭式软齿面齿轮，其主要失效形式为齿面疲劳点蚀，其设计准则为为，必须首先满足接触强度的要求•因此此设计是合理的。(2)若材料、热处理硬度不变，在满足弯曲强度条件(分40利)下，可选用较多齿数。①zt，则重合度4T，使传动平稳■可降低齿轮的振动及噪声；②〃f.则重合度系数z,I而使分］，可提高齿轮的接触强度;③z1，则m1，可减轻齿轮的重量并减少金属的切削量•以节省工时和费用。12、今有两对标准直齿圆柱齿轮，其材料、热处理方法、精度等级和齿宽均对应相等■并按无限寿命考虑•已知齿轮的模数和齿数分别为：第一对/??二4mm，Zl=20，Z2=40；第二对加=2mm,z；=40,z；=80。若不考虑重合度不同产生的影响■试求在同样工况下工作时■这两公款齿轮应力的比值O'”/端和。尸/彳°提示：直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳校核式为z=20时，昨a=2.8,Ysa=1.56Z=40时，^a=2.42,YSa=1.67Z二80时，笈=2.22,Ysa=1.77解题要点：(1)接触疲劳强度。由题设条件已知4二/77Z=4x20=80mm两对齿轮4=4，其他条件均未变，则接触疲劳强度亦不变，即

CT.,i(J；=\°firi(2)弯曲疲劳强度。根据弯曲疲劳强度计算式(1)(2)(1)(2)再由题设条件及计算已知4=4，匕芦工2，两对齿轮的应力比为即第二对齿轮比第一对齿轮的弯曲应力大。因它们的许用弯曲应力相同，则其弯曲疲劳强度低。.一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮，法向压力角为不，模数为m•齿数为Zi、Z2(Zi<Z2)；另一以渐开线标准斜齿圆柱齿轮，法向压力角为为'其他参数为/77n、z；、z)(z；<z"，S.a=an=20°'/77-/?7n,4=z，，z2=z；。在其他条件相同的情况下，试证明斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮的抗疲劳点蚀能力强。才日〒._777712K工(〃+1)拄不・o『z72KBU匕筋〃<OHP解题要点：(1)由题，m=mn,z】=/,z2=z,2，并设&及片分别为直齿轮及斜齿轮的分度圆直径，有因cos/?<1-故4>d\•即斜齿轮的抗点蚀能力强。(2)斜齿轮比直齿轮多一个螺旋角系数Zp■而Zp二师'<1，即斜齿轮的为1(3)因斜齿轮的综合曲率半径网大于直齿轮的综合曲率半径九，即区，使节点曲率系数Z。<z“，而使斜齿轮的分\°(4)因斜齿轮的重合度大于直齿轮，故斜齿轮的重合度系数Z：YZf，而使斜齿轮的为1。综合上述四点可知，斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮的抗疲劳点蚀能力强。.一对齿轮传动，若按无限寿命设计，如何判断其大、小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易出现齿根弯曲疲劳折断？理由如何？解题要点：(1)许用接触应力为0、°衣及齿轮的材料、热处理及齿面工作循环次数有父，一般HBSkHBS2+(30-50)HBS，即试验齿轮的接触疲劳极限％ml＞外.2'故为P1＞%P2。况且二〜2，而按无限寿命设计时‘寿命系数Zn=1，故小齿轮不易出现齿面点蚀。(2)比较两齿轮的及，比值小的齿轮其弯曲疲劳强度大不易出现齿根弯曲疲劳折断。.一对闭式直齿圆柱齿轮，已知：Z[=20*2=60;/=3mmM=1;小齿轮转速/7i=950〃min。主、从动齿轮的分.二700MPa，＜7HP2=650MPa;载荷系数K=1.6;节点区域系数Z『2.5;弹性系数Ze=189.9，两；重合度系数4=0.9。试按接触疲劳强度，求该齿轮传动所能传递的功率。提示：接触强度校核公式为解题要点：(1)上述提示式中〃二的2=60/20=3因为大齿轮的许用应力较低，应接大齿轮计算，故=117.3x10^N-mm(2)该齿轮所能传递的功率为.一对渐开线圆柱齿轮，若中心距3、传动比/和其他条件不变，仅改变齿轮的齿数Z，试问对接触疲劳强度和弯曲疲劳强度各有何影响？解题要点：(l)zt，贝I」YFaYsal'而使。1'即抗弯曲疲劳强度高。(2)在保证弯曲强度的前提下，Zt，则露I，从而使外1，接触疲劳强度提高。.一开式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮齿根上产生的弯曲应力aF1=120MPa。已知小齿轮齿数Zi=20，齿数比u=5，啮合角a=20°。试问在大齿轮的齿根危险剖面上将产生多大的弯曲应力？提示：已查得YFal=2.80；YFa2=2.18；Ysal=1.55；Ysa2=1.79。解题要点：按大小齿轮弯曲应力间的关系式，则大齿轮齿根危险剖面上的弯曲应力为.有一对直齿圆柱齿轮传动，传递功率Pi=22kW，小齿轮材料为40Cr钢(调质)，%।=500MPa;大齿轮材料为45钢(正火)，=420MPa。如果通过热处理方法将材料的力学性能分别提高到%.二600MPa，b-=600MPa。试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，它的计算转矩(KTi)能提高百分之几？提示：接触强度校核公式为解题要点:C.齿面疲劳点蚀D.齿面胶合10一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力C°A.Oh1>QH2B.0HLOH?C.0Hl=。H2D.Chi&OH?11对于硬度4350HBs的闭式齿轮传动，设计时一般A。A.先按接触强度计算B.先按弯曲强度计算C.先按磨损条件计算D.先按胶合条件计算12设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使空。A.两者硬度相等B.小齿轮硬度高于大齿轮硬度C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度D.小齿轮采用硬齿面，大齿轮采用软齿面13一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合，它们的员必须相等。A.直径dB.模数mC.齿宽bD.齿数z14某齿轮箱中一对45钢调质齿轮，经常发生齿面点蚀，修配更换时可用U代替。（要提高齿面强度）A.40Cr调质B.适当增大模数mC.仍可用45钢，改为齿面高频淬火D.改用铸钢ZG310-57015设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Z「的原则是D。A.4越多越好B.Zi越少越好C.Zi>17*不产生根切即可D.在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利16在设计闭式硬齿面齿轮传动中，直径一定时应取较少的齿数，使模数增大以g。A.会高齿面接触强度B.提高轮齿的抗弯曲疲劳强度C.减少加工切削量，提高生产率D.提高抗塑性变形能力17在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数时，则可以g。A.提高齿面的接触强度B.提高轮齿的弯曲强度C.弯曲及接触强度均可提高D.弯曲及接触强度均不变18轮齿的弯曲强度，当口，则齿根弯曲强度增大。A.模数不变，增多齿痴寸B.模数不变，增大中心距时C.模数不变，增大直径时D.齿数不变，增大模数时19为了提高齿轮传动的接触强度，可采取员的方法。A.采用闭式传动B.增大传动中心距

(1)将提示公式转换成(2)KTi为该齿轮的计算转矩，在工作条件及其他设计参数不变的情况下，从式中可以看出，该传动的KTi仅及许用接触应力°“有关。结论：计算转矩可以提高104%。.分析直齿锥齿轮传动中大锥齿轮受力，已知图a中，Zi=28,Z2=48,m=4mm;b=30mm,Wr=0.3,3=20°,/?=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：F,.=F提示：F,.=Fttana-cosd,Fa=Fttana-sin5,cos必，=(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71;(3)求生、£2'&的大小:.图a所示为一对标准斜齿圆柱齿轮-蜗杆组成的二级传动，小齿轮为主动轮。已知：①蜗轮的节圆直径“，螺旋角B，端面压力角3；②蜗轮传递的转矩T4(N-mm)°试求：(1)蜗杆、齿轮1、2的螺旋线方向以及轴工、II的旋转方向(用箭头在图中标出)。(2)危、危、63及64'自、月4的方向已标于图b中。.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m的转向，齿轮2的参数处=3mm，莅=57，氏=14°;齿轮3的参数/77〃=5mm，23=21°试求：(i)为使轴n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)如果使轴口的轴承不受轴向力，则齿轮3的螺旋角区应取多大值(忽略摩擦损失)？提示：轴n用深沟球轴承。解题要点：(1)根据轴HI转向如，可在图解a上标出"口和伽的转向。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Fai、Fa3；根据齿轮2是从动轮，齿轮3是主动轮判断1、［；根据径向力指向各自轴心的原则，判断径向力Fr2、Fr3；的方向力al、Fa3、X、％Fr2、Fg已在啮合点画出(图解b)。(3)若使轴II轴承不受轴向力•则代|二|&|而Fa2=Fntan尸2,工3=%tanA所以年tan分2=£3tan工略去摩擦损失'由转矩平衡条件得所以tan63=-tan/72=—tan/?2=叫/'8sB3tanA-Fr一4'mlt2z2/cos/32得sin/7,=,n"3Z?,sinXxsin14°=0.14855mn2z2/3x57即：为使轴H轴承不受轴向力，齿轮3的螺旋角鸟应取为8。32,34〃。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/77ni=2mm'z1=25•z2=53•瓜=12。50」9〃；低速级/77n2=3mm，z3=22，z4=50，%=110mm°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)函取多大值才能使轴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危、危、危、危、&、月4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：-2=63，SDFt2tan=Ft3tanA=TTtanA由轴n的力矩平衡，得，则得sin氏二上与sin4二空xsin12。50’19”=0.1383532x531106即当四=7。57,9"时，轴U上所受的轴向力相互抵消。23.现有两对齿轮传动，A组齿轮的模数mA=2mm，齿数zAi=34、zA2=102;B组齿轮的模数mB=4mm'齿数zBi=17、zB2=51°两组齿轮选择的材料及热处理对应相等并按无限寿命考虑齿宽也相等，传递功率及小齿轮转速也相等。试分析哪一对齿轮的弯曲强度低？哪一对齿轮的接触强度低？为什么？解题要点:从题中给定数据，可算得两组齿轮的中心距%、%:TOC\o"1-5"\h\zA组齿轮(而+反)叫=(34+102)x2=]36mmA22B组齿轮的=—+282篇=(17+51)x4=]36mmb22(1)因两组齿轮的中心距相等，两组齿轮齿面接触应力一样，又因两者许用接触应力一样，故接触强度相等；(2)在中心距及所受载荷等条件相等条件下，A组齿轮的模数小，弯曲应力大，故弯曲强度低。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/77n=2mm，1=13。，Zi=20，z2=60;彳氐速级mfl=2mm.0,=12°，z3=20，Z4=68;齿轮4为左旋转轴；轴I的转向如图示，ni=960r/min•传递功率Pi=5kW，忽略摩擦损失。试求：(1)轴n、hi的转向(标于图上)；(2)为使轴II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n、hi的转向已示于图中；(2)各齿轮螺旋线方向已示于图中•即Zi为右旋，Z2、Z3为左旋；(3)齿轮2、3所受各力金、'月2'；63、号已示于图中；(4)轮4所受各力的大小为：1)传递转矩71、4:71=9.55x1()6旦=9.55xl06x—=49740N-mm4960而%=4=—!—==320r/mn,P.=P=5kW，故TOC\o"1-5"\h\z2飞z2/z,60/20-=149219N-mm2)求危及危、危、&：二2423N二4865NFr3=Ft3tan%/cos夕=(4865xtan20°/cos12°)=1810NFa3=Fl3tan0'=4865xtan12°=1034N3)轮4及轮3上所受的力为作用力及反作用力，故危二房二4865N64二房二1810N&=g二1034N25.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，Zi=20，z2=40，以=0.3;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II所受轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线方向；(3)画出轴n上齿轮2、3所受各力的方向；(4)若要求使轴n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n、in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所受各力斤2、耳2、及危、后、83已不于图解图

（4）欲使轴口上的轴承不承受轴向力，则要求|&|二|&|。按题设忽略摩擦损失，有所以所以所以6=26。33’54"所以设轴I输入转矩为7],d,=(1-0.5%)4=(1-0.5><0.3)=1=085x2x20mm二34mm，有联立解方程式（1）、（2），得故当£二16。4r35〃时，轴n上的轴承可几乎不受轴向力。四、习题参考答案1、单项选择题11C2A6A11A16B21C26B1C2A6A11A16B21C26B3B7D1C2A6A11A16B21C26B3B7D12B17B22B27B4C5D8A9CIOC13B14C18D19B23D28B24C25C29B15203031A32C36A41B2.填空题33D37B42A34B38C39A40C35B43齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断44齿面疲劳点蚀和轮齿弯曲疲劳折断45应满足，Of《Ofp46接触；弯曲；分度圆直径d「d247磨损；耐磨性；弯曲疲劳；模数m48齿面节线附近的齿根部分；单对齿啮合时oh大；相对滑动速度低，不易形成油膜；油挤入裂纹使裂纹受力扩张49齿面胶合50交变接触应力；齿面节线附近的齿根部分51相等的；不相等的；不相等的52工作情况系数，它及原动机及工作机的工作特性有关;动载系数，它及制造精度、圆周速度和重合度的大小有关；齿向载荷分布系数，它及齿轮的制造、安装误差及轴、轴承、支承的刚度有关53齿面疲劳点蚀；轮齿弯曲疲劳折断54相反；相同55点蚀；接触；弯曲疲劳；弯曲56Ofi>Qf2570Hl=。H2I0Hpi>0Hp2/Of1>OF2；0FPl>OFP2；Ypal>Ypa258较少;模数m59提高齿轮的抗弯曲疲劳强度60改善齿轮传动的平稳性，降低振动及噪声61模数m62为了便于安装，保证齿轮的接触宽度63y/d=1.064对称65大于66较小67增大68小齿轮调质，大齿轮正火69270齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮71提高；提高72磨齿73减小啮人及啮出冲击，降低动载荷74锥齿轮齿宽中点；z/cos675①提高齿轮制造精度，以减少齿轮的基节误差及齿形误差；②进行齿廓及齿向修形76齿数z、变位系数x、螺旋角0;模数m77分度圆直径由、齿宽b;齿轮材料的种类、热处理方式78分度圆直径山或中心距。79一对渐开线齿轮在节点啮合的情况，可近似认为以pi、P2为半径的两圆柱体接触80视为悬臂梁81铸造82保持不变83相等；不相等84大；载荷分布不均匀；小；大；大85高;相等861;V287下降、提高；下降、提高88①中心距不变，增大模数，减小齿数；②增大压力角；③采用正变89①；相等；②90z/cosS;大；平均911628N;539N;246N92多；少93z;zv=z/cos3p;zv=z/cos694①mni=rrin2；②二斯2；③仇二-氏（等值反向）95斜齿圆柱齿轮；直齿锥齿轮96齿面疲劳点蚀；接触疲劳；轮齿弯曲疲劳折断；弯曲疲劳97法面;大端98HBS2+（30~50）HBS;b2+（5-10）mm99不相等；不相等；大小齿轮的材料及热处理不同及工作循环次数不100较硬；较韧3.问答题（101至143）（参考答案从略）C.减少齿数D.增大模数20圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定时，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，则可以C。A.提高齿轮1■勺弯曲强度B.提高齿面的接触强度C.改善齿轮传动的平稳性D.减少齿轮的塑性变形21轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Y%及无关。A.齿数ziB.变位系数xC.模数mD.斜齿轮的螺旋角022标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数Yf,只取决于。A.模数mB.齿数ZC.分度圆直径dD.齿宽系数七一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是°A.使传动平稳B.提高传动效率C.提高齿面接触强度D.便于安装，保证接触线长度一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径由二50mm、齿宽bi=55mm，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm•则齿宽系数Wd°A.11B.5/9C.1D.1325齿轮传动在以下几种工况中的齿宽系数忆可取大些。A.悬臂布置B.不对称布置C.对称布置D.同轴式减速器布置26设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度为7级。如欲在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触强度的最有效的方法是。A.增大模数（相应地减少齿数）B.提高主、从动轮的齿面硬度C.提高加工精度D.增大齿根圆角半径27今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数mi=5mm、Zi=25，齿轮2的m2=3mm、Z2=40，此时它们的齿形系数。A.Ypal<Yf32B.YFal>YFa2C.YFal=Ypa2D.Ypal<YFa228斜齿圆柱齿轮的动载荷系数K和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是的。A.相等B.较小C.较大D.可能大、也可能小29下列的措施，可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数0。A.降低齿面粗糙度B.提高轴系刚度C.增加齿轮宽度D.增大端面重合度30齿轮设计中，对齿面硬度4350HBS的齿轮传动，选取大、小齿轮的齿面硬度时，应使。A.HBSi-HBS2B.HBS14HBS2C.HBSi>HBS2D.HBSi=HBS2+(30-50)31斜齿圆柱齿轮的齿数z及模数mn不变，若增大螺旋角则分度圆直径di0A.增大B.减小C.不变D.不一定增大或减小32对于齿面硬度4350HBs的齿轮传动，当大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为。A.小齿轮淬火，大齿轮调质B.小齿轮淬火，大齿轮正火C.小齿轮调质，大齿轮正火D.小齿轮正火，大齿轮调质33一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在。A.靠近齿顶处B.靠近齿根处C.靠近节线的齿顶部分D.靠近节线的齿根部分34一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增为原载荷的4倍，其齿面接触应力。A.不变B.增为原应力的2倍C.增为原应力的4倍D.增为原应力的16倍35两个齿轮的材料的热处理方式、齿宽、齿数均相同，但模数不同，mi=2mm•m2=4mm，它们的弯曲承载能力为°A.相同B.m2的齿轮比mi的齿轮大C.及模数无关D.mi的齿轮比m2的齿轮大36以下的做法不能提高齿轮传动的齿面接触承载能力。A.d不变而增大模数B.改善材料C.增大齿宽D.增大齿数以增大d37齿轮设计时，当因齿数选择过多而使直径增大时，若其他条件相同，则它的弯曲承载能力。A.成线性地增加B.不成线性但有所增加C.成线性地减小D.不成线性但有所减小38直齿锥齿轮强度计算时，是以为计算依据的。A.大端当量直齿锥齿轮B.齿宽中点处的直齿圆柱齿轮C.齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮D.小端当量直齿锥齿轮39今有四个标准直齿圆柱齿轮，已知齿数Zi=20、z2=40'z3=60、z4=80，模数mi=4mm、m2=3mm、m3=2mm、m4=2mm，则齿形系数最大的为。A.YFaiB.yFa2c.yFa3d.yFa440一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径di不变，而减少齿数和增大模数，其齿面接触应力将。A.增大B.减小C.保持不变D.略有减小41一对直齿锥齿轮两齿轮的齿宽为仇、b2，设计时应取。A.bi>b2B.bi=b2C.bi<b2D.bi=b2+(30~50)mm42设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和z工=z+z2不变，而增大模数m，则齿轮的。A.弯曲强度提高，接触强度提高B.弯曲强度不变，接触强度提C.弯曲强度及接触强度均不变D,弯曲强度提高，接触强度不变二、填空题43一般开式齿轮传动中的主要失效形式是和。44一般闭式齿轮传动中的主要失效形式是和。45开式齿轮的设计准则是。46对于闭式软齿面齿轮传动，主要按强度进行设计，而按强度进行校核，这时影响齿轮强度的最主要几何参数是。47对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是，但目前尚无成熟可靠的计算方法，故按强度计算。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。48闭式软齿面(硬度4350HBS)齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在，其原因是该处：；；。49高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是。50在齿轮传动中，齿面疲劳点蚀是由于的反复作用引起的，点蚀通常首先出现在。51一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是；而其许用接触应力是的；小齿轮的弯曲应力及大齿轮的弯曲应力一般也是。52斜齿圆柱齿轮设计时，计算载荷系数K中包含的Ka是系数，它及有父；儿是系数，它及有关；。是系数，它及有关。53闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是；闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。54在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力Fti及其回转方向，而从动轮所受的圆周力Ft2及其回转方向。55在闭式软齿面的齿轮传动中，通常首先出现破坏，故应按强度设计;但当齿面硬度>350HBS时，则易出现破坏，故应按强度进行设计。56一对标准直齿圆柱齿轮，若zi=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力。F1OF2°57一对45钢制直齿圆柱齿轮传动，已知Zi=20、硬度为220〜250HBs1，z2=60、硬度为190〜220HBs2，则这对齿轮的接触应力，许用接触应力；弯曲应力，许用弯曲应力；齿形系数。58设计闭式硬齿面齿轮传动时，当直径由一定时，应取的齿数z「使增大，以提高轮齿的弯曲强度。59在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径出一定时，应选取较少的齿数，使模数m增大以强度。60圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径di一定时，若减小齿轮模数及增大齿轮齿数，则可以。61在轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa及无关。62一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是。63一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径di=50mm、齿宽仇二55mm，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm，则齿宽系数匕,二。64圆柱齿轮传动中，当轮齿为布置时其齿宽系数%可以选得大一些。65今有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数mi=5mm•Zi=25;齿轮2的模数m2=3mm，z2=40。此时它们的齿形系数YFaiYFra。66斜齿圆柱齿轮的动载荷系数心和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是的。67斜齿圆柱齿轮的齿数z及模数m不变，若增大螺旋角/，则分度圆直径d。68对于齿面硬度4350HBs的齿轮传动，当两齿轮均采用45钢时，一般应采取的热处理方式为。69一对圆柱齿轮传动，当其他条件不变时，仅将齿轮传动所受的载荷增为原载荷的4倍，其齿面接触应力将增为原应力的倍。70直齿锥齿轮强度计算时，应以为计算的依据。71设计齿轮传动时，若保持传动比i及齿数和+Z2不变，而增大模数m，则齿轮的弯曲强度，接触强度。72钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般需经过加工，否则不能保证齿轮精度。73对于高速齿轮或齿面经硬化处理的齿轮，进行齿顶修形，可以。74对直齿锥齿轮进行接触强度计算时，可近似地按处的当量直齿圆柱齿轮来进行计算，而其当量齿数Zv二。75减小齿轮动载荷的主要措施有：①，②。76斜齿圆柱齿轮的齿形系数YFa及齿轮参数：、、有关；而及无关。77在齿轮传动设计中，影响齿面接触应力的主要几何参数是和；而影响极限接触应力OHlim的主要因素是和。78当一对齿轮的材料、热处理、传动比及齿宽系数也一定时，由齿轮强度所决定的承载能力，仅及齿轮的或有关。79齿轮传动中接触强度计算的基本假定是。80在齿轮传动的弯曲强度计算中，基本假定是将轮齿视为。81对大批量生产、尺寸较大（D>50mm）、形状复杂的齿轮，设计时应选择毛坯。82一对减速函轮传动，若保持两齿轮分度圆的直径不变，而减少齿数和增大模数时，其齿面接触应力将。83在齿轮传动时，大、小齿轮所受的接触应力是的，而弯曲应力是的。84圆柱齿轮设计时，齿宽系数九二b/d「b愈宽，承载能力也愈，但使现象严重。选择力的原则是：两齿轮均为硬齿面时，值取偏值；精度高时，外取偏值；对称布置及悬臂布置取偏值。85一对齿轮传动，若两齿轮材料、热处理及许用应力均相同，而齿数不同•则齿数多的齿轮弯曲强度；两齿轮的接触应力。86当其他条件不变，作用于齿轮上的载荷增加1倍时，其弯曲应力增加倍；接触应力增加倍。87正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力，接触强度；对该齿轮弯曲强度的影响是轮齿变厚，使弯曲应力，弯曲强度。88在直齿圆柱齿轮强度计算中，当齿面接触强度已足够，而齿根弯曲强度不足时,可米用下列措施：①，②，③来提图弯曲强度。89两对直齿圆柱齿轮，材料、热处理完全相同，工作条件也相同（N>N0，其中N为应力循环次数；No为应力循环基数）。有下述两方案：①Zi=202=40，m=6mm，a=180mm，b=60mm•«=20°;@Zi=40，z2=80，m=3mm，a=180mm，b=60mm•a=20°°方案的轮齿弯曲疲劳强度大；方案①及②的接触疲劳强度；方案的毛坯重。90直齿锥齿轮的当量齿数Zv=；标准模数和压力角按端选取；受力分析和强度计算以直径为准。91已知直齿锥齿轮主动小齿轮所受各分力分别为Fti=l628N、Fai=246N、Fn=539N，若忽略摩擦力，则Ft2=，Fa2=，Fr2=°92齿轮设计中，在选择齿轮的齿数z时，对闭式软齿面齿轮传动，一般4选得些；对开式齿轮传动，一般Zi选得些。93设齿轮的齿数为z，螺旋角为0，分度圆锥角为5，在选取齿形系数Yfh时，标准直齿圆柱齿轮按查取；标准斜齿圆柱齿轮按查取；直齿锥齿轮按查取（写出具体符号或表达式）。94一对外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：①；②；③。95材料、热处理及几何参数均相同的三种齿轮（即直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮）传动中，承载能力最高的是传动；承载能力最低的是。96在闭式软齿面齿轮传动中，通常首先发生破坏，故应按强度进行设计。但当齿面硬度＞350HBS时，则易出现破坏，应按强度进行设计。97在斜齿圆柱齿轮设计中，应取模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取模数为标准值