机械设计习题五 齿轮传动和蜗杆传动
作业五（齿轮传动、蜗杆传动）
一、选择题
1. 一对齿轮传动，小齿轮齿面硬度大于350HBS ，大齿轮齿面硬度小于350HBS ，传递动力时 。
A. 小齿轮齿面最大接触应力较大
B. 大齿轮齿面最大接触应力较大
C. 两齿轮齿面最大接触应力相等
D. 与齿数、材料有关，不一定哪个大
2. 两对齿轮的工作条件、材料、许用应力均相同，这两对齿轮的 。
A. 接触强度和弯曲强度均相同
B. 接触强度和弯曲强度均不同
C. 接触强度不同和弯曲强度相同
D. 接触强度相同和弯曲强度不同
3. 在确定齿轮传动中大小齿轮的宽度时，常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮稍宽一些， 目的是 。
A. 使小齿轮的弯曲强度比大齿轮的高一些
B. 便于安装，保证接触线长度
C. 使传动平稳，提高效率
D. 使小齿轮每个齿啮合次数
4. 高速重载闭式齿轮传动中的主要失效形式为 。
A. 轮齿疲劳折断
B. 齿面磨损
C. 齿面疲劳点蚀
D. 齿面胶合
5. 中、小功率闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 。
A. 轮齿疲劳折断
B. 齿面疲劳点蚀
C. 齿面磨损
D. 齿面胶合
6. 下列措施中，不利于减轻和防止齿面点蚀发生的是 。
A. 提高齿面硬度
B. 采用粘度低的润滑油
C. 降低齿面粗糙度 C. 采用较大变位系数
7. 齿轮传动中，轮齿疲劳点蚀，通常首先发生在 。
A. 齿顶部分
B. 靠近节线的齿顶部分
C. 齿根部分
D. 靠近节线的齿根部分
8. 齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为 变应力。
A. 对称循环变应力
B. 脉动循环变应力
C. 静应力
D. 不稳定变应力
9. 一对标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮材料、热处理及齿面硬度均相同，则有 。
A. 12F F σσ<
B. 12F F σσ=
C. 12F F σσ>
D. 12F F σσ≥
10. 两个标准直齿圆柱齿轮，轮1的模数m 1=5 mm ，齿数z 1=30；轮2的摸数m 2= 3mm ，齿数z 1=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积Y F1Y Sa1 Y F2Y Sa2。
A. ≥
B. >
C. =
D. <
11. 齿轮传动强度计算中，引入的动载系数v K 是考虑 。
A. 载荷沿齿宽方向分布不均的影响系数
B. 齿轮传动本身的啮合误差引起的内部动力过载的影响系数
C. 由于齿轮啮合中原动机引起的动力过载的影响系统
D. 由于齿轮啮合中工作机引起的动力过载的影响系统
12. 计算齿轮传动强度时，齿轮的许用应力与 没有关系。
A. 材料硬度
B. 应力循环次数
C. 安全系数
D. 齿形系数
13. 齿轮传动中，当齿轮分度圆直径不变时，将模数加大，其接触疲劳强度将 ，弯曲强度将 。
A. 提高
B. 降低
C. 不变
D. 无法判明变动情况
14. 斜齿圆柱齿轮的齿形系数和相同齿数直齿园柱齿轮相比是 。
A. 相等
B. 较大
C. 较小
D. 视实际工作条件可能性大也可能小
15. 齿轮啮合传动时，大、小齿轮上齿面的接触应力 。
A. 12H H σσ=
B. 12H H σσ<
C. 12H H σσ>
D. 不能判明大小关系
16. 齿轮传动中，保证齿根弯曲应力[]F F σσ<，主要是为了避免齿轮的 失效。
A. 轮齿折断
B. 齿面磨损
C. 齿面胶合
D. 齿面点蚀。
17. 提高齿轮传动抗点蚀能力的一个重要措施是 。
A. 提高齿面硬度
B. 降低润滑油粘度
C. 减小分度圆直径
D. 减少齿数
18. 在齿轮传动中，为减少动载，一个可以采取的措施是 。
A. 改用好材料
B. 提高齿轮制造精度
C. 降低润滑油粘度
D. 加大模数
19. 设计开式齿轮传动时，常将计算出的模数加大5～10％，这主要考虑轮齿 的影响。
A. 疲劳点蚀
B. 胶合
C. 磨粒磨损
D. 受冲击载荷
20. 在蜗杆传动中，引进蜗杆直径系数q 的目的是 。
A. 便于蜗杆尺寸的计算
B. 容易实现蜗杆传动中心距的标准化
C. 提高蜗杆传动的效率
D. 减少蜗轮滚刀的数量，利于刀具标准化
21. 计算蜗杆传动比时，公式 是错误的。 A. 12i ωω= B. 12i n n = C. 21i d d = D. 21i z z =
22. 在润滑良好的条件下，为了提高蜗杆传动的啮合效率，可采用 。
A. 单头蜗杆
B. 多头蜗杆
C. 较高的转速1n
D. 大直径系数蜗杆
23. 阿基米德蜗杆的 模数为标准数值。
A. 法向
B. 端面
C. 轴向
D. 径向
24. 在蜗杆传动中，当需要自锁时，应保证蜗杆导程角γ 当量摩擦角?。
A. 小于
B. 大于
C. 小于等于
D. 大于等于
25. 在蜗杆传动中，其强度计算主要是针对 来进行的。
A. 蜗杆螺旋齿
B. 蜗轮轮齿
C. 蜗杆螺旋齿和蜗轮轮齿
D. 蜗轮齿圈
26. 闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。
A. 齿面胶合或齿面疲劳点蚀
B. 齿面疲劳点蚀或轮齿折断
C. 齿面磨损或齿面胶合
D. 齿面磨损或轮齿折断
27. 在蜗杆传动中，轮齿承载能力的计算主要是针对 来进行的。
A. 蜗杆齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度
B. 蜗轮齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度
C. 蜗杆齿面接触强度和蜗杆齿根抗弯强度
D. 蜗轮齿面接触强度和蜗轮齿根抗弯强度
28. 对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是 。
A. 齿面滑动速度
B. 蜗杆传动效率
C. 配对蜗杆的齿面硬度
D. 蜗杆传动的载荷大小
29. 蜗杆传动中，蜗轮的轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢制造，这是因为其 。
A. 强度高
B. 减摩耐磨性好
C. 加工性能好
D. 价格便宜
30. 蜗杆传动效率较低，为了提高其效率，在一定的限度内可以采用较大的 。
A. 模数
B. 蜗杆螺旋线升角
C. 蜗杆直径系数
D. 蜗杆头数
31. 滑动速度Vs>12m/s 的重要蜗杆传动，通常应该采用 做蜗轮齿圈材料。
A. ZQSnl0-1
B. 45钢淬火
C. HT200
D. 20Cr 渗碳淬火
二、判断题
32. 齿轮分为软齿面齿轮和硬齿面齿轮，其界限值是硬度为350HBS 。 【 】
33. 齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸通常是由强度计算得到。 【 】
34. 一对直齿圆柱齿轮传动，在齿顶到齿根各点接触时，齿面的法向力Fn 是相同的。 【 】
35. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是齿面磨粒磨损。 【 】
36. 润滑良好的闭式软齿面齿轮，齿面点蚀失效不是设计中考虑的主要失效方式。 【 】
37. 齿轮传动中，若材料不同，则小齿轮和大齿轮的接触应力亦不同。 【 】
38. 其他条件相同时，齿宽系数φd 越大，则齿面上的载荷分布越不均匀。 【 】
39. 在一对标准圆柱齿轮传动中，由于模数相同，所以两轮轮齿的弯曲强度也相同。 【 】
40. 在中心距a 不变的情况下，提高一对齿轮接触疲劳强度的有效方法是加大模数。 【 】
41. 在闭式齿轮传动中，一对软齿面齿轮的齿数一般应互为质数。 【 】
42. 计算直齿锥齿轮强度，通常把锥齿轮传动转化为齿宽中点处的一对当量直齿圆柱齿轮来处理。 【 】
43. 直齿圆柱齿轮传动的接触强度计算式是以节点啮合为依据推导出来的。 【 】
44. 蜗杆传动的失效形式主要是蜗轮轮齿折断。 【 】
45. 计算蜗杆传动啮合效率时，蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。【 】
46. 如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使蜗杆传动效率降低，蜗杆刚度提高。 【 】
47. 一对圆柱齿轮接触强度不够时，应增大模数；弯曲强度不够时，应加大分度圆直径。 【 】
48. 对闭式蜗杆传动进行热平衡计算主要是为了防止润滑油温度过高而使润滑条件恶化。 【 】
三、填空题
49. 齿轮的主要失效形式有________、__________、_________、________、_________。
50. 闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是__________；闭式硬齿面齿轮的主要失形式是__________。
51. 齿轮传动计算时，计算载荷系数K 中的Kv 是______系数，影响K v 大小的两个主要因素是 。
52. 齿轮传动点蚀主要发生在__________处，其原因是______ _____________________。
53. 对啮合的齿轮，若两轮材料、热处理及许用应力相同，而齿数不同，则两齿轮的强度大小是：大齿轮的弯曲强度____于小齿轮的弯曲强度；大齿轮的接触强度______于小齿轮的接触强度。
54. 闭式软齿面齿轮传动，一般应按 强度进行设计，然后再校核 强度。
55. 在齿轮传动中，将齿轮进行齿顶修缘的目的是 ，将齿轮加工成鼓形齿的目的是 。
56. 推导一般精度的直齿圆柱齿轮传动作弯曲强度计算式时，将轮齿看作 ，并假定全部载荷集中作用于 。
57. 在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽 大齿轮齿宽，在计算齿轮强度时，工作齿宽b 应取 。
58. 对于两级斜齿圆柱齿轮传动，应使中间轴上的两个斜齿轮的旋向 。
59. 斜齿轮的螺旋角β过大会使斜齿轮的 过大，过小又显示不出斜齿轮的优点。
60. 直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以 的当量圆柱齿轮为计算基础的。
61. 对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度要求的前提下，齿数适当取多，其目
的是 。
62. 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 。一般蜗杆头数常取 。
63. 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F a1=1800N ，圆周力F t1=880N ，因此作用在蜗杆上的轴向
力1a F = N ，圆周力2t F = N 。
64. 蜗杆传动热平衡计算的目的是防止 而产生齿面 失效。
65. 蜗杆传动的当量摩擦系数v f 随齿面相对滑动速度的增大而 。
66. 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。
67. 增加蜗杆头数，可以 传动效率，但蜗杆头数太多，将会给 带来困难。
68. 蜗杆传动的蜗轮轮缘通常采用青铜，蜗杆常采用钢制造，这是因为其 。
69. 普通圆柱蜗杆传动的标准模数是指 平面上的模数。
70. 蜗轮材料通常根据 选择。
四、分析题
71. 试画出题71图所示齿轮传动中各齿轮所受的力（用受力图表示出各力的作用位置与方向）。
I
题71图 题72图 72. 某二级斜齿圆柱齿轮传动中，齿轮1为主动轮，齿轮3的螺旋线方向和转动方向如题图所示。为了使Ⅱ轴的轴承上所承受的轴向力抵消一部分，试在图上解答下列问题：
（1）确定各齿轮的螺旋线方向。
（2）标出齿轮2和齿轮3所受的轴向力和圆周力方向。
73. 题图73图所示为圆锥圆柱齿轮传动装置。齿轮1、2为斜齿圆柱齿轮，齿轮1为主动轮。为使轴A 上各齿轮的轴向力能相互抵消一部分。试在图中：
（1）标出每一根轴的转动方向。
（2）标出斜齿轮1、2的螺旋线方向。
（3）另外作图画出作用在斜齿轮2和锥齿轮3上的各分力方向。
题73图 题74图 74. 在题图74所示的二级直齿锥齿轮一斜齿圆柱齿轮传动中，齿轮1为运动输入构件，齿轮3的螺旋线方向如图所示。为了使轴II 轴承上所受的轴向力抵消一部分，试解答下列问题：
（1）画出齿轮1的转动方向。
（2）画出齿轮2所受轴向力2a F 和圆周力2t F 的方向；
（2）画出齿轮3所受轴向力3a F 和圆周力3t F 的方向；
（3）画出斜齿轮4的螺旋线方向。
75. 题75图为斜齿圆柱齿轮传动—蜗杆传动组成的传动装置。其动力由I 轴输入，蜗轮4为右旋。试解答下列问题：
（1）为使蜗轮4按图示n 4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向；
（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和斜齿轮2的轮齿旋向；
（3）画出齿轮1和蜗轮4所受圆周力1t F 、4t F 和轴向力1a F 、4a F 的方向。
76. 题76图所示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。已知输出轴上的锥齿轮4的转向。为使中间轴上的轴向力抵消一部分，试在图中画出蜗轮2的螺旋线方向和蜗杆1的转向。
I
题75图 题76图 77. 在题77图所示两级蜗杆减速传动装置中，解答下列问题：
（1）确定图中各轴的回转方向；
（2）蜗轮的螺旋线方向；
（3）标出各蜗杆、蜗轮所受各分力的作用位置及方向。
题78图
78. 题78图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。
（1）若小圆柱齿轮主动，请画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。
（2）从轴承和轴受力情况分析，这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理？为什么？
（3）按图示方案设计完成后，如果误将蜗杆减速器放在高速级，而负载功率及转速均不变，分析可能会出现什么问题？
79. 题79图所示的二级斜齿圆柱的齿轮减速器。已知：电动机功率P =3KW ，转速n=970r/min ；高速级m nl =2mm ，Z 1=25，Z 2-=53，113β=?；低速级m n3=3mm ，Z 3=22，Z4-=50。试求：
（1）为使轴II 上的轴承所承受的轴向力较小，确定低速级齿轮3. 4的螺旋线方向；
（2）绘出纸速级齿轮3、4在啮合点处所受各力的方向；
（3）齿轮3的螺旋角3β取多大值时才能使轴II 上所受轴向力相互抵消？（计算时不考虑磨擦损失）提示：斜齿轮端面分度圆直径1111/cos n d Z m β=
I III
题79图 五、计算与设计题
80. 某标准直齿圆柱齿轮传动的模数m =5mm ，小、大齿轮的齿数分别为Z 1=21、Z 2=73，小、大齿轮的应力校正系数分别为Y sa1=1.56、Y sa2=1.76，小、大齿轮的齿形系数分别为Y Fa1=2.76、Y Fa2=2.23，小、大齿轮的许用弯曲应力分别为[σF ]1=314 N/mm 2、[σF ]2=286N/mm 2，并算得小齿轮的齿根弯曲应力σF 1=306 N/mm 2，试问：哪一个齿轮的弯曲疲劳强度大？为什么？
81. 设计小型航空发动机中的斜齿圆柱齿轮传动。已知该传动传递的功率
1130 kW
P=，传动比为
123.17
i=小齿轮齿数
123
z=，小齿轮转速为
111640 r/min
n=。该传动的预期工作寿命5000 h
h
L=，小齿轮作悬臂布置，工作情况系数K A=1.25。
82. 试设计一单级蜗杆减速器，其传递功率P1=8.5kW，主动轴转速n1=1460r/min，传动比i=20，载荷平稳，
单向工作，长期连续运转，润滑情况良好，工作寿命L h=15000h。
六、分析与思考题
83. 闭式齿轮传动和开式齿轮传动的失效形式有那些不同？
84. 齿轮传动中为何两轮齿面要有一定的硬度差？
85. 对于作双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力和齿根弯曲应力各属于什么循环特性？在做强度计算
时应怎样考虑？
86. 要提高轮齿的抗弯疲劳强度和齿面抗点蚀能力有那些可能的措施？
87. 蜗杆传动中为何常以蜗杆为主动件？蜗轮能否作为主动件？为什么？
88. 为何普通圆柱蜗杆传动的承载能力主要取决于蜗轮轮齿的强度？用碳钢和合金钢制造蜗轮有何不利？
第4章 蜗杆传动_题目及答案
第四章 蜗杆传动 一、简答题： （1） 在材料铸铁或MPa b 300>σ的蜗轮齿面接触强度计算中，为什么许用应力 与齿面相对滑动速度有关？ （2） 说明蜗杆头数1z 及蜗轮齿数2z 的多少对蜗杆传动性能的影响？ （3） 闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？ （4） 蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？ （5） 蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以 什么面定义标准模数？ （6） 为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、 啮合效率及尺寸有何影响？ （7） 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？ （8） 影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影 响？ （9） 为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么 情况下需要进行蜗杆的刚度计算？许用应力如何确定？ （10）蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？ 二、填空题： （1） 减速蜗杆传动中，主要的失效形式为 、 、 ，常发生 在 。 （2） 普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是 和 。 （3） 有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知21=z ，8=q ，422=z ，中间平面上 模数mm m 8=，压力角020=α，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径=1d mm ，传动中心距=a mm ，传动比=i 。蜗杆分度圆柱上的 螺旋线角升γ=arctan 蜗轮为 旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角
β= 。 （4） 蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为1v ，则其滑动速度s v 为 ，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易发生 和 。 （5） 两轴交错角为090的蜗杆传动中，其正确的啮合条件是 ， 和 （等值同向）。 （6） 闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分： ， 和 。 （7） 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越低，自锁性越好，一般蜗 杆头数取=1z 。 （8） 阿基米德蜗杆传动在中间平面相当于 与 相啮合。 （9） 变位蜗杆传动只改变 的尺寸，而 尺寸不变。 （10） 在标准蜗杆传动中，当蜗杆为主动时，若蜗杆头数1z 和模数m 一定时， 增大直径系数q ，则蜗杆刚度 ；若增大导程角γ，则传动效率 。 （11） 蜗杆传动发热计算的目的是防止 而产生齿面 失效，热平衡计 算的条件是单位时间内 等于同时间内的 。 （12） 蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数262>z 是为了 ；802 齿轮和蜗杆传动练习题 1．一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：z1＝20，z2＝40，小轮材料为40Cr，大轮材料为 45钢，齿形系数Y Fa1=2.8，Y Fa2 =2.4，应力修正系数Y Sa1=1.55，Y Sa2=1.67，许用应力 []σ H1 MPa =600，[] σ H MPa 2 500 =，[] σ F1 MPa =179，[] σ F2 MPa =144。问：1）哪个齿轮 的接触强度弱？2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？ 2 P 1＝ i 1 =1.5 1 2）当小齿轮安装在位置a、b、c各处啮合时，哪个位置卷筒轴轴承受力最小？（画出必要的受力简图，并作定性分析。） 6．2的 参数m n =3mm，z 2 =57，β=14?，齿轮3的参数m n =5mm，z 3 =21。求： 2、3的螺 m n =2mm， 2）如使II轴轴向力有所抵消，试确定z 3、z 4 的螺旋线旋向（在图上表示），并计算F a3 的大小，其方向在图上标出。 m n z =18， 1 n 1 1）大齿轮螺旋角β的大小和方向； ； 2）小齿轮转矩T 1 =19， z 1 P=15kW，小齿轮转速2n =960r/min，小齿轮螺旋线方向左旋。求： n 1 1）大齿轮螺旋角β的大小和方向； 2）小齿轮转矩T ； 1 ； 3）小齿轮分度圆直径d 1 4 ， m m ，α=20 ，α 数z2 度t 19．某蜗杆传动，输入功率P1＝2.8kW，转速n1=960r/min，z1=2，z2=40，m=8mm，d1=63m， α=20?，传动当量摩擦系数μ v =0.1。求传动效率η及蜗轮、蜗杆受力的大小（用分力表示，忽略轴承摩擦及溅油损耗）。 20．一蜗杆传动的手动起重装置如图所示，已知起重量W＝5000N，卷筒直径D＝180mm，作用于手柄上的圆周力F＝100N。起重时手柄顺时针转动，手柄臂长L=200mm，蜗杆为阿基 米德蜗杆，蜗杆头数z 1＝1，模数m=5mm，蜗杆分度圆直径d 1 =50mm，总传动效率η＝0.4， 试求： 1）蜗杆和蜗轮的螺旋线方向； 2）蜗轮齿数z 2 ； 3）蜗杆传动的中心距a。 项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计 任务二齿轮传动设计 习题 6.1．填空题 1.渐开线形状决定____的大小。 (1) 展角(2) 压力角(3) 基圆 2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。 (1) 端面(2) 法面(3) 轴面 3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。 (1) 分度圆(2) 节圆(3) 基圆 4. 要实现两相交轴之间的传动，可采用。 (1) 圆柱直齿轮传动(2) 圆柱斜齿轮传动(3) 直齿锥齿轮传动 5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。 (1) 法(2) 小端(3) 大端 6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮 的齿数为____。 (1) 82(2) 80 (3) 78 (4)76 7. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。 (1) 齿面胶合(2) 齿面磨粒磨损(3) 轮齿折断(4) 齿面点蚀 8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 (1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 轮齿折断 9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。 (1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)齿面磨粒磨损 10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是。 (1) 斜齿圆柱齿轮(2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮 (3) 人字齿轮(4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮 11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。 (1) 轮齿折断(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 磨粒磨损 12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法 以考虑的影响。 (1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)磨粒磨损 13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 (1) 齿面要硬，齿心要脆(2) 齿面要软，齿心要韧 (3) 齿面要硬，齿心要韧(4) 齿面要软，齿心要韧 14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法 是。 (1) 表面淬火(2) 调质(3) 整体淬火(4) 渗碳淬火 15. 设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HBS1和大齿轮齿 面硬度HBS2的关系为。 (1) HBS1＞HBS2 (2) HBS1＜HBS2 (3) HBS1= HBS2 16. 对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是。 (1) 小齿轮淬火，大齿轮调质(2) 小齿轮调质，大齿轮淬火 (3) 小齿轮正火，大齿轮调质(4) 小齿轮调质，大齿轮正火 17. 对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳 第七章 蜗杆传动 一、简答题： （1） 在材料铸铁或MPa b 300>σ的蜗轮齿面接触强度计算中，为什么许用应力与齿面相对滑动速 度有关？ （2） 说明蜗杆头数1z 及蜗轮齿数2z 的多少对蜗杆传动性能的影响？ （3） 闭式蜗杆传动为什么要进行热平衡计算？ （4） 蜗杆传动有哪些特点？应用于什么场合？ （5） 蜗杆导程角γ大小不同时，其相应的蜗杆加工方法有何特点？蜗杆传动以什么面定义标准模数？ （6） 为什么要引入蜗杆直径系数？如何选用？它对蜗杆传动的强度、刚度、啮合效率及尺寸有何影 响？ （7） 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？自锁条件是什么？ （8） 影响蜗杆传动效率的主要因素有哪些？导程角γ的大小对效率有何影响？ （9） 为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度，而不计算蜗杆齿的强度？在什么情况下需要进行蜗杆的刚 度计算？许用应力如何确定？ （10） 蜗杆传动的热平衡如何计算？可采用哪些措施来改善散热条件？ 二、填空题： （1） 减速蜗杆传动中，主要的失效形式为 、 、 ，常发生在 。 （2） 普通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是 和 。 （3） 有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知21=z ，8=q ，422=z ，中间平面上模数mm m 8=， 压力角020=α ，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径=1d mm ，传动中心距=a mm ，传动比=i 。蜗杆分度圆柱上的螺旋线角升γ =arctan 蜗轮为 旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角β= 。 （4） 蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为1v ，则其滑动速度s v 为 ，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易发生 和 。 （5） 两轴交错角为0 90的蜗杆传动中，其正确的啮合条件是 ， 和 第五章 轮系 题5-1 图示轮系中，已知1轮 转向n 1如图示。各轮齿数为：Z 1=20， Z 2=40，Z 3= 15，Z 4=60，Z 5=Z 6= 18， Z 7=1（左旋蜗杆），Z 8 =40，Z 9 =20 。 若n 1 =1000 r/min ，齿轮9的模数 m =3 mm ，试求齿条10的速度v 10 及 其移动方向（可在图中用箭头标出）。 解题分析： 判定轮系类型：因在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的，但 有轴线相互不平行的空间齿轮传动，故为空间定轴轮系。 确定传动比计算式：其传动比的大小仍可用式（6-1）计算，但转向只能用画箭头的方法确定。 解答： 1．确定齿条10的速度v 10 大小 ∵ 320118152040186040753186428118=??????=== z z z z z z z z n n i ∴ min /125.3min /3201000 18189r r i n n n === = s /mm .s /mm .n mz n d v v 82960125 320360609999910=???π=π=π= = 2．确定齿条10移动方向根据圆柱齿轮传动、锥齿轮传动及蜗杆传动的转向关系，可 定出蜗轮转向n 8为逆时针方向，齿轮9与蜗轮8同轴，n 9 = n 8，齿条10线速度v 10与9轮线速度v 9方向一致，故齿条10的移动方向应朝上（↑） 题5-2 图示轮系中，已知蜗杆1 Z 2= 50 ；蜗杆2′为单头右旋蜗杆， 蜗轮3的齿数为Z 3=40；其余各轮齿 数为；Z 3′=30，Z 4 = 20 ，Z 4′ = 26 ， Z 5 =18，Z 5′=28，Z 6=16，Z 7=18。要求： (1) 分别确定蜗轮2、蜗轮3的 轮齿螺旋线方向及转向n 2、n 3 ； (2) 计算传动比i 17 ，并确定齿 轮7的转向n 7。 解题分析： 判定轮系类型：因在轮系运转 时，所有齿轮的轴线相对于机架的 位置都是固定的，但有轴线相互不 平行的空间齿轮传动，故为空间定 轴轮系。 确定传动比计算式：空间定轴 轮系的传动比大小仍可用教材（5-1） 式计算，但转向只能用画箭头的方法 确定。 解答： 1．确定蜗轮2、蜗轮3的轮齿 螺旋线方向：根据蜗杆传动正确啮 合条件21βγ= ，32βγ=' ，可确定蜗轮2为左旋，蜗轮3为右旋。 蜗轮2、3转向：根据 蜗轮蜗杆的相对运动关系，确定转向n 2、n 3如题解5-2 图所示。 2．传动比i 17： 7.2962826301218 182040506543217654327117=????????=== ''''z z z z z z z z z z z z n n i 3．7轮的转向：在题5 - 2 图上用画箭头的方法，可定出n 7 的方向朝上（即↑），因 7轮轴线与蜗杆1轴线平行，故也可说n 7与n 1转向相同。 第三章(1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。 A 齿面点蚀 B 轮齿折断 C 齿面磨损 D 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。 A 轮齿疲劳折断 B 齿面疲劳点蚀 C 齿面胶合 D 齿面磨粒磨损 E 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。 A 齿面要硬，齿心要韧 B 齿面要硬，齿心要脆 C 齿面要软，齿心要脆 D 齿面要软，齿心要韧 (4) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数和应力修正系数按查图。 A 实际齿数 B 当量齿数 C 不发生根切的最少齿数 (5) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是。 A σH1 < σH2 B σH1 = σH2 C σH1 > σH2 D 可能相同，也可能不同 （6) 一对标准圆柱齿轮传动，已知z1＝20，z2＝50，则它们的齿根弯曲应力是。 A σF1 < σF2 B σF1 = σF2 C σF1 > σF2 D 可能相同，也可能不同 (7) 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。 A 采用闭式传动 B 加大传动的中心距 C 提高齿面的硬度 D 减小齿轮的齿数，增大齿轮的模数 (8) 在齿轮传动中，为了减小动载荷系数KV，可采取的措施是。 A 提高齿轮的制造精度 B 减小齿轮的平均单位载荷 C 减小外加载荷的变化幅度 D 降低齿轮的圆周速度 （9) 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。 A 小端 B 大端 C 齿宽中点处 (10) 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数m，则可以。 A 提高齿面的接触强度 B 提高轮齿的弯曲强度 C 弯曲与接触强度均不变 D 弯曲与接触强度均可提高 (11) 一对相互啮合的圆柱齿轮，在确定轮齿宽度时，通常使小齿轮比大齿轮宽5～10mm，其主要原因是。 A 为使小齿轮强度比大齿轮大些 B 为使两齿轮强度大致相等 C 为传动平稳，提高效率 D 为了便于安装，保证接触线承载宽度 （12) 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。 A 按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核齿面接触疲劳强度 B 按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度 C 按齿面磨损进行设计 D 按齿面胶合进行设计 (13) 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。 A 减轻加工损伤 B 减小齿面粗糙度值 C 表面强化处理 D 减小齿根过渡圆角半径 (1) 钢制齿轮，由于渗碳淬火后热处理变形大，一般须进过加工。 （2) 对于开式齿轮传动，虽然主要实效形式是，但目前尚无成熟可靠的计算方法，目前仅以作为设计准则。这时影响齿轮强度的主要几何参数是。 (3) 闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀通常出现在处，提高材料可以增强轮齿抗点蚀的能力。 (4) 在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮材料的硬度比大齿轮的硬度高HBS。 (5) 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 齿轮传动 1、齿轮传动常见的失效形式有哪些？简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计 准则。 【答】 齿轮传动常见的失效形式有以下几种：（1）轮齿折断；（2）齿面点蚀；（3）齿面磨损；（4）齿面胶合；（5）塑性变形。 闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主；闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主；开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。 2、简要分析说明齿轮轮齿修缘和做成鼓形齿的目的。 【答】 齿轮轮齿修缘是为了减小齿轮传动过程中由于各种原因引起的动载荷。做成鼓形是为了改善载荷沿接触线分布不均的程度。 3、软齿面齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大30～50 HBS？ 【答】 金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中，小齿轮齿根强度较弱，且小齿轮的应力循环次数较多，当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大30~50HBS。 4、齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿宽应比大齿轮的齿宽大5～10 mm？ 【答】 将小齿轮的齿宽在圆整值的基础上人为地加宽5~10mm，以防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的工作载荷。 5、试分析图示斜齿圆柱齿轮所受的力（用受力图表示出各力的作用位置和方向）。 【解】 题 5 图 6、设两级斜齿圆柱齿轮减速器的已知条件如图所示，问： 1） 低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反； 2） 低速级螺旋角β应取多大数值才能使中间轴上两个轴向力互相抵消。 【解】 （1）由于中间轴上两齿轮分别为主动和从动轮，且旋转方向相同，因此为使轴向力方向相反，必须使齿轮3的螺旋方向与齿轮2的相同。齿轮2为左旋，故齿轮3必须左旋，齿轮4右旋。 （2）使中间轴上轮2和轮3的轴向力互相完全抵消，需要满足32a a F F =。 333222tan ,tan ββt a t a F F F F == 因齿轮2和齿轮3传递的转矩相同 2 2332 2 d F d F T t t ==，且 33332222cos /,cos /ββn n m z d m z d == 整理后可得 3 222 33233223cos cos tan tan ββββn n t t m z m z d d F F = == 因此 1438.015sin 51 317 5sin sin 222333=??== οββn n m z m z "2'16827.83οο==β 7、如图所示的齿轮传动，齿轮A 、B 和C 的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮A 为240 HBS ， F t2 F r1 F r2 F r3 F r4 F t1 F t3 F t4 F a2 F a1 F a3 F a4 习题与参考答案 一、选择题 1与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A.传动平稳，噪声小 B.传动效率高 C.可产生自锁 D.传动比大 2阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A.法面 B.端面 C.中间平面 3蜗杆直径系数q＝。 A.q=d l/m B.q=d l m C.q=a/d l D.q=a/m 4在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A.提高 B.减小 C.不变 D.增大也可能减小 5在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 z，则传动效率。 1 A.提高 B.降低 C.不变 D.提高，也可能降低 6在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 z，则滑动速度。 1 A.增大 B.减小 C.不变 D.增大也可能减小 7在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 z，则。 1 A.有利于蜗杆加工 B.有利于提高蜗杆刚度 C.有利于实现自锁 D.有利于提高传动效率 8起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A.单头、小导程角 B.单头、大导程角 C.多头、小导程角 D.多头、大导程角 9蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A.有利于测量 B.有利于蜗杆加工 C.有利于实现自锁 D.有利于蜗轮滚刀的标准化 10蜗杆常用材料是。 A.40Cr B.GCrl5 C.ZCuSnl0P1 D.LY12 11蜗轮常用材料是。 A.40CrB．GCrl5 C.ZCuSnl0P1 D.LYl2 12采用变位蜗杆传动时。 A.仅对蜗杆进行变位 B.仅对蜗轮进行变位 C.同时对蜗杆与蜗轮进行变位 13采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比。 A.增大 B.减小 第五章齿轮传动 一、填空 5-1.齿轮传动应满足和两个基本要求。 5-2.齿轮可用以实现、和两轴交错的传动。 5-3.渐开线的形状取决于；渐开线齿形取决于的选择。 5-4.渐开线上某点的方向与方向所夹锐角，称为该点的压力角。 5-5.渐开线上任意点的法线必定与基圆，直线齿廓的基圆半径为。 5-6.在分度圆上，相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为，用P表示。 5-7.在基圆上，相邻两齿同侧齿廓间的弧长称为，用P b表示。 5-8.为了使一对渐开线直齿圆柱齿轮能连续定传动比工作，应使实际啮合线大于或等于。 5-9.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的 圆总是相切并相互做纯滚动，而两轮的中心距不一定总等于两轮的 圆半径之和。 5-10.两齿廓的接触点叫啮合点，啮合点运动的轨迹称。 5-11.两齿轮啮合点移动的轨迹称为。即两的内公切线。 5-12.若齿轮传动的中心距稍有误差，其瞬时传动比仍然恒定的特性称为。 5-13.重迭系数越大，表示同时进入啮合的轮齿对数越。 5-14.在标准渐开线齿轮上，齿厚与齿槽宽相等所在的圆是。 5-15.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，这对齿轮的中心距为。 5-16.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与重合，啮合角在数值上等于上的压力角。 5-17.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹是一条线。 5-18.标准齿轮的压力角指的是上的压力角。 5-19.斜齿轮以参数为标准值、以参数为计算值。 5-20.圆锥齿轮以参数为标准值，以参数为计算值。 5-21.圆柱齿轮几何尺寸计算的三个主要参数是、 和压力角。 5-22.模数的单位是，径节的单位是。 5-23.模数m是之比（取有理数）。模数愈大齿轮和轮齿几何尺寸愈。 5-24.英制齿轮的径节DP和公称齿轮的模数m之间的换算关系：m＝。 5-25.标准直齿圆柱齿轮尺寸计算的“三高”是：、和。 5-26.标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算的“三高”中，等于标准模数。 5-27.标准直齿圆柱齿轮尺寸计算的“四圆”是：、、和基圆。 5-28.标准直齿圆柱齿轮尺寸计算的“四圆”中，圆为设计、计算基准圆。 5-29.一对直齿圆柱齿轮要正确啮合，其和必须分别相等。 5-30.一对外啮合斜齿圆柱齿轮要正确啮合，其和必须分别相等，螺旋角大小，旋向。 5-31.齿轮的主要失效形式有轮齿的点蚀、、、和塑性变形五种。 5-32.直齿圆锥齿轮的轴向分力分别是指各自的。 5-33.在齿轮传动中，主动轮所受的圆周力与啮合点处速度方向；而从动轮所受圆周力则与啮合点处速度方向。 5-34.斜齿轮螺旋角越大，传动轴向力越。 5-35.开式齿轮传动的主要失效形式是。 5-36.闭式齿轮传动的主要失效形式是和。 5-37.在轮齿传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度比大齿轮的硬度高HBS。 5-38.常用法和法加工齿轮。 5-39.渐开线齿轮防止根切的最小齿数正常齿制是；短齿制是。 5-40. 外啮合标准直齿圆柱齿轮齿距P＝12.56mm，中心距a＝160mm，传动比i＝3。两轮齿数和为，小齿轮齿数为。 5-41.一个外啮合标准直齿圆柱齿轮，已知齿顶直径d a＝44mm，齿数z＝20，压力角 ＝200，求：m＝＝； 一、选择题 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 3、45号钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为＿B＿。 A、HRC＝45~50 B、HBS=220~270 C、HBS=160~180 D、HBS=320~350 4、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为＿C＿。 A、齿坏加工、淬火、磨齿、滚齿 B、齿坏加工、淬火、滚齿、磨齿 C、齿坏加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 D、齿坏加工、滚齿、磨齿、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号钢 B、ZG340~640 C、20Cr D、20CrMnTi 6、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，再校核弯曲强度 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，已知z1=18，a2=72，则这对齿轮的弯曲应力＿A＿。 A、sF1>sF2 B、sF1 第12章蜗杆传动 习题与参考答案 一、选择题 1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Y12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. L Yl2 12 采用变位蜗杆传动时 。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位 C. 同时对蜗杆与蜗轮进行变位 13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。 A. 增大 B. 减小 C. 可能增大也可能减小。 14 蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 可能增大也可能减小 15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。 A. 增大模数m B. 增加蜗杆头数1z C. 增大直径系数q D. 减小直径系数q 16 闭式蜗杆传动的主要失效形式是 。 A. 蜗杆断裂 B. 蜗轮轮齿折断 C. 磨粒磨损 D. 胶合、疲劳点蚀 17 用 计算蜗杆传动比是错误的。 A. i =ω1/ω2 B. i =2z /1z C. i =21/n n D. i =21/d d 18 在蜗杆传动中，作用在蜗杆上的三个啮合分力，通常以 为最大。 A. 圆周力F tl B. 径向力F r1 C. 轴向力F a1 19 下列蜗杆分度圆直径计算公式： （a ）d 1=mq ； （b ）d 1=m 1z ；（c ）d 1=d 2/i ；（d ）d 1=m 2z /（itan ）； （e ）d 1=2a /（i +1）。 其中有 是错误的。 A. 一个 B. 两个 C. 三个 D. 四个 20 蜗杆传动中较为理想的材料组合是 。 A. 钢和铸铁 B. 钢和青铜 C. 铜和铝合金 D. 钢和钢 二、填空题 2l 阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当于直齿条与 齿轮的啮合。 22 在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越 ，自锁性越 ，一般蜗杆头数常取1z = 。 23 在蜗杆传动中，已知作用在蜗杆上的轴向力F al =1 800N ，圆周力F t1=880N ，若不考虑摩擦影响，则作用在蜗轮上的轴向力F a2= ，圆周力F t2 。 24 蜗杆传动的滑动速度越大，所选润滑油的粘度值应越 。 25 在蜗杆传动中，产生自锁的条件是 。 26 蜗轮轮齿的失效形式有 、 、 、 。但因蜗杆传动在齿面 第十、十一章练习题 一、填空题 1.对一般参数的闭式齿轮传动，软齿面传动的主要失效形式为， 硬齿面传动的主要失效形式为。 2.齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。 3.闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS≤350时，通常首先出现点蚀破坏，故应按强度进行设计；但当齿面硬度HBS＞350时，则易出现轮齿折断破坏，按强度进行设计。 4．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b 1大齿轮齿宽b 2 ； 在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取。 5.斜齿圆柱齿轮的当量齿数Ｚｖ＝。 6.直齿圆锥齿轮的当量齿数Ｚｖ＝；标准模数和压力角在齿轮的 。 7．蜗杆传动，蜗杆头数越多，效率越________。 8. 开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，故通常只进行_________计算。 二、选择题 1、一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的必须相等。 A. 直径 B. 模数 C. 齿宽 D. 齿数 2、齿轮传动中，目前磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的方法以考虑（）的影响。 A. 齿面点蚀 B. 齿面塑性变形 C. 齿面磨损 D. 齿面胶合 3、在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效 形式为。 A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 4、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( )。 A.齿面点蚀 B. 齿面磨粒磨损 C.轮齿折断 D.齿面胶合 5、一对标准圆柱齿轮传动，已知齿数z 1=30，z 2 =75，它们的齿形系数的关系是 ___________ 。 A．Y Fa1 习题及参考答案 一、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 3 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为B。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 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→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→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. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6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，再校核弯曲强度 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z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力A。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σ≤σF2 F1 9 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为 例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。 解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数 1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。 2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表5-6，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度220~250HBS ，σHLim1=595MPa ， σFE1=230MPa ；大齿轮选用 45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS ， σ HLim2=520MPa ，σFE2=200MPa 。 3）初选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62，与要求的传动比3.57的误差小于3%。 对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计 设计公式5-48 1d ≥1）查表5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数K=1.2。 2）小齿轮传递的转矩 11 2.7 9550955073.671 350 P N m n T =?= ?= ? 3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd =1。 4）查表5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。 5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数Z ε=0.9。 6）计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S σσ??=?? ①应力循环次数 小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108 ②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1=1，Z N2=1，两齿轮均为软齿面故ZW=1，ZX=1。 ③一般传动，取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力 11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===??2222 5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===?? 取小值[σ H2]代入计算。 7）计算 1 81.56mm d 8）计算主要尺寸 ①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2，取标准值m=4mm 。 ②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm 第六章 齿轮传动 一、简答题： （1） 齿轮传动的失效形式有哪几种？闭式软齿面齿轮传动一般针对哪种失效 形式进行计算？ （2） 齿轮传动中，载荷分布不均匀系数βK 与哪些因素有关？如减小βK 值可 采取哪些措施？ （3） 设计软齿面齿轮传动，为什么要使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高 一些？ （4） 为什么斜齿圆柱齿轮传动的承载能力要比直齿圆柱齿轮传动的承载能力 高？ （5） 在软齿面闭式圆柱齿轮传动设计中，若齿数比u 、中心距a 、齿宽b 及许 用应力不变，减小模数m ，并相应增加齿数，则对齿面接触强度、齿根弯曲强度、传动的平稳性和齿轮加工等各有何影响？ （6） 齿轮传动中的内部附加动载荷产生的主要原因是什么？为减小内部附加 动载荷可采取哪些措施？ （7） 一对标准直齿圆柱齿轮传动，传动比为2，问： a 哪一个齿轮的齿根弯曲应力大，为什么？ b 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 6 110 N N <=，则它们的许用弯曲应力是否相等，为什么？ （8） 与带传动、链传动比较，齿轮传动有哪些主要优、缺点？ （9） 载荷系数K 由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？ （10）一对直齿圆柱齿轮的齿面接触应力的大小与齿轮的哪几个几何参数有 关？在哪一点啮合的接触应力最大？通常接触强度计算时算的是哪一点的接触应力？为什么？ （11）为什么把Fa Y 叫做齿形系数？有哪些参数影响它的数值？为什么与模数 m 无关？ （12）设计齿轮传动中的下列参数：斜齿圆柱齿轮的法向模数与端面模数、圆 锥齿轮的大端模数与平均模数、齿数与当量齿数、螺旋角、分度圆直径、 十九蜗杆传动习题与参考答案 一、选择题 1 与齿轮传动相比较，不能作为蜗杆传动的优点。 A. 传动平稳，噪声小 B. 传动效率高 C. 可产生自锁 D. 传动比大 2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。 A. 法面 B. 端面 C. 中间平面 3 蜗杆直径系数q＝。 A. q=d l/m B. q=d l m C. q=a/d l D. q=a/m 4 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。 A. 提高 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则传动效率。 5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 提高，也可能降低 z，则滑动速度。 6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数 1 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 增大也可能减小 z，则。 7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，减少蜗杆头数 1 A. 有利于蜗杆加工 B. 有利于提高蜗杆刚度 C. 有利于实现自锁 D. 有利于提高传动效率 8 起吊重物用的手动蜗杆传动，宜采用的蜗杆。 A. 单头、小导程角 B. 单头、大导程角 C. 多头、小导程角 D. 多头、大导程角 9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。 A. 有利于测量 B. 有利于蜗杆加工 C. 有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化 10 蜗杆常用材料是。 A. 40Cr B. GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LY12 11 蜗轮常用材料是。 A. 40Cr B．GCrl5 C. ZCuSnl0P1 D. LYl2 12 采用变位蜗杆传动时。 A. 仅对蜗杆进行变位 B. 仅对蜗轮进行变位 齿轮传动、蜗杆传动复习题及答案 一、选择题 1、轮齿的弯曲疲劳裂纹多发生在（ B ） A 齿顶附近 B齿根附近 C轮齿节点附近 2、一对标准渐开线齿轮相啮合，当中心距大于标准中心距时，每个齿轮的节圆直径分别（ A ）其分度圆直径。 A 大于 B 等于 C 小于 3、为了提高齿轮齿根弯曲强度应（ C ） A 增加齿数 B 增大分度圆直径 C 增大模数 D 减小齿宽 4、齿面塑性变形一般在（ A ）时容易发生 A 软齿面齿轮低速重载工作 B 硬齿面齿轮高速重载工作 C 开式齿轮传动润滑不良 D淬火钢过载工作 5、标准规定的压力角在（ B ）上 A 齿顶圆 B 分度圆 C 齿根圆 D 基圆 6、对于齿数相同的齿轮，模数（ A ），齿轮的几何尺寸及齿形都大，齿轮的承载能力也越大。 A 越大 B 越小 7、斜齿轮传动的螺旋角一般取（ A ） A 8—15 B 15—20 C 3—5 8、腹板式齿轮的齿顶圆直径一般不宜超过（ A ） A 500 B 800 C 200 9、圆周速度V<12m/s的闭式齿轮传动，一般采用（ B ）润滑方式。 A 喷油 B 油池 C 人工定期加油 D 油杯滴油 10、直齿圆柱齿轮的传动比i< （ A ） A 3—5 B 5—8 C 5—7 11、按齿面接触疲劳强度校核公式求的齿面接触应力是指（ C ） A 大齿轮的最大接触应力 B 齿面各处接触应力的平均值 C 两齿轮节线附近的最大接触应力 D 小齿轮的最大接触应力 12、斜齿轮端面齿廓的几何尺寸比法面的（ A ） A 大 B 小 13、闭式软齿面齿轮传动的齿数Z1推荐取（ A ） A 24—40 B 17—20 14、选择齿轮传动的平稳精度等级时，主要依据（ B ） A 转速 B 圆周速度 C 传递的功率 D 承受的转矩 15、标准渐开线齿轮分度圆以外的齿廓压力角（ A ） 20 A 大于 B 等于 C 小于 16、齿轮传动中，小齿轮齿面硬度与大齿轮齿面硬度差，应取（ B ）较为合理。 A 0 B 30—50HBS C 小于30HBS 17、渐开线齿轮连续传动条件为：重合度ε（ C ） A 大于零 B 小于1 C 大于1 D 小于零 18、用一对齿轮传递两转向相同的平行轴之间的运动时，宜采用传动（ A ）。 A 内啮合 B 外啮合 C 齿轮齿条 19、为了提高齿轮的齿面接触强度应（ B ） A 增大模数 B 增大分度圆直径 C 增加齿数 D 减小齿宽 20、开式齿轮传动的主要失效形式为（ C ）齿轮和蜗杆传动练习题.
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