齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).docx

習(xí)題與參考答案一、復(fù)習(xí)思考題1要使一對(duì)齒輪的瞬時(shí)傳動(dòng)比保持不變，其齒廓應(yīng)符合什么條件？2漸開(kāi)線是怎樣形成的？它有哪些重要性質(zhì)？試根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)來(lái)解釋以下結(jié)論：（1）漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的嚙合線是一條直線；（2）漸開(kāi)線齒廓傳動(dòng)時(shí)，其瞬時(shí)傳動(dòng)比保持不變；（3）漸開(kāi)線齒條的齒廓是直線；（4）齒條刀具超過(guò)N1點(diǎn)的直線刀刃不能范成漸開(kāi)線齒廓；（5）一對(duì)互相嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，小齒輪齒根齒厚比大齒輪齒根厚度小。3節(jié)圓和分度圓有何區(qū)別？壓力角和嚙合角有何區(qū)別，在什么條件下節(jié)圓與分度圓重合以及嚙合角與分度圓壓力角相等。4什么是漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的可分性？如令一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的中心距略大于標(biāo)準(zhǔn)中心距能不能傳動(dòng)？有什么不良影響？5漸開(kāi)線齒輪正確嚙合的條件是什么？滿(mǎn)足正確嚙合條件的一對(duì)齒輪是否一定能連續(xù)傳動(dòng)？6何謂理論嚙合線段和實(shí)際嚙合線段？何謂重合度？重合度等于1和小于1各會(huì)出現(xiàn)什么情況？重合度等于2表示什么意義？7何謂根切想象？什么條件下會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象？根切的齒輪有什么缺點(diǎn)？根切與齒數(shù)有什么關(guān)系？正常齒漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪不根切的最少齒數(shù)是多少？8何謂變位齒輪？為什么要使用變位齒輪？移距系數(shù)的正負(fù)是怎樣規(guī)定的？正移距的變位齒輪其分度圓齒厚是增大還是減小？9試述一對(duì)斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件？與直齒輪比較，斜齒輪傳動(dòng)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？10斜齒輪和圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)各有何用處？當(dāng)量齒數(shù)是否一定是整數(shù)？11什么叫標(biāo)準(zhǔn)齒輪？什么叫標(biāo)準(zhǔn)安裝？什么叫標(biāo)準(zhǔn)中心距？12漸開(kāi)線齒輪的齒廓形狀與什么因素有關(guān)？一對(duì)互相嚙合的漸開(kāi)線齒輪，若其齒數(shù)不同，齒輪漸開(kāi)線形狀有什么不同？若模數(shù)不同，但分度圓及壓力角相同，齒廓的漸開(kāi)線形狀是否相同？若模數(shù)、齒數(shù)不變，而改變壓力角，則齒廓漸開(kāi)線的形狀是否相同？13斜齒圓柱齒輪的重合度大小與螺旋角有什么關(guān)系？14有兩對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其中一對(duì)的有關(guān)參數(shù)為：m=5mm， ha*=1，=20，Z1=24，Z2=45；另一對(duì)的有關(guān)參數(shù)為：m=2mm，ha*=1，=20，Z1=24， Z2=45，試問(wèn)這兩對(duì)齒輪傳動(dòng)的重合度哪一對(duì)大？15若一對(duì)漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的重合度=1.4，它是否表示在一對(duì)齒輪的嚙合過(guò)程中，有40%的時(shí)間在嚙合區(qū)內(nèi)有兩對(duì)齒嚙合，而其余的60%的時(shí)間只有一對(duì)齒嚙合？16一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪可以和一個(gè)變位齒輪正確嚙合嗎？17用=20的滾刀加工一個(gè)=12，Z=14的標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪，是否會(huì)產(chǎn)生根切？18斜齒輪的實(shí)際齒數(shù)Z和當(dāng)量齒數(shù)ZV之間有什么關(guān)系？在計(jì)算傳動(dòng)比、分度圓直徑和中心距、選擇齒輪銑刀號(hào)應(yīng)分別選何種齒數(shù)？19漸開(kāi)線齒輪的幾何尺寸中共有幾個(gè)圓？哪些圓可直接測(cè)量？哪些圓不能直接測(cè)量？20 齒輪傳動(dòng)的主要失效形式有哪些？開(kāi)式、閉式齒輪傳動(dòng)的失效形式有什么不同？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則通常是按哪些失效形式制訂的。21 齒根彎曲疲勞裂紋首先發(fā)生在危險(xiǎn)截面的哪一邊？為什么？為提高輪齒抗彎曲疲勞折斷的能力，可采取哪些措施？22 齒輪為什么會(huì)產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕與剝落？點(diǎn)蝕首先發(fā)生在什么部位？為什么？防止點(diǎn)蝕有哪些措施？23 齒輪在什么情況下發(fā)生膠合？采取哪些措施可以提高齒面抗膠合能力？24 為什么開(kāi)式齒輪齒面嚴(yán)重磨損，而一般不會(huì)出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕？對(duì)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，如何減輕齒面磨損？25 為什么一對(duì)軟齒面齒輪的材料與熱處理硬度不應(yīng)完全相同？這時(shí)大、小齒輪的硬度差值多少才合適？硬齒面是否也要求硬度差？26 齒輪材料的選用原則是什么？常用材料和熱處理方法有哪些？27 進(jìn)行齒輪承載能力計(jì)算時(shí)，為什么不直接用名義工作載荷，而要用計(jì)算載荷？28 載荷系數(shù)K由哪幾部分組成？各考慮什么因素的影響？29 齒輪設(shè)計(jì)中，為何引入動(dòng)載系數(shù)Kv？試述減小動(dòng)載荷的方法。30 影響齒輪嚙合時(shí)載荷分布不均勻的因素有哪些？采取什么措施可使載荷分布均勻？31 簡(jiǎn)述直齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，輪齒產(chǎn)生疲勞折斷的部位、成因及發(fā)展過(guò)程，并繪出簡(jiǎn)圖表示。設(shè)計(jì)時(shí)采取哪些措施可以防止輪齒過(guò)早發(fā)生疲勞折斷？32 直齒圓柱齒輪進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其危險(xiǎn)截面是如何確定的？33 齒形系數(shù)YFa與模數(shù)有關(guān)嗎？有哪些因素影響YFa的大??？34 試述齒寬系數(shù)的定義。選擇時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？35 試說(shuō)明齒形系數(shù)YFa的物理意義。如果兩個(gè)齒輪的齒數(shù)和變位系數(shù)相同，而模數(shù)不同，試問(wèn)齒形系數(shù)YFa是否有變化？36 一對(duì)鋼制標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，z1=19，z2=88。試問(wèn)哪個(gè)齒輪所受的接觸應(yīng)力大？哪個(gè)齒輪所受的彎曲應(yīng)力大？37 一對(duì)鋼制(45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為280 HBS）標(biāo)準(zhǔn)齒輪和一對(duì)鑄鐵齒輪（HT300，硬度為230HBS），兩對(duì)齒輪的尺寸、參數(shù)及傳遞載荷相同。試問(wèn)哪對(duì)齒輪所受的接觸應(yīng)力大？哪對(duì)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度高？為什么？38 為什么設(shè)計(jì)齒輪時(shí)所選齒寬系數(shù)既不能太大，又不能太?。?9 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，分度圓壓力角為，模數(shù)為m，齒數(shù)為z1、z2（z1z2。另有一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，法向壓力角為n，模數(shù)為mn，齒數(shù)為z3、z4（z3z4）。且=n,m=mn，z1=z3，z2=z4。在其他條件相同的情況下，試證明斜齒輪比直齒輪的抗疲勞點(diǎn)蝕能力強(qiáng)。40 在某設(shè)備中有一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪，已知z1=26，i12=5，m=3mm，=20。在技術(shù)改造中，為了改善其傳動(dòng)的平穩(wěn)性，要求在不降低強(qiáng)度、不改變中心距和傳動(dòng)比的條件下，將直齒輪改為斜齒輪。若希望分度圓螺旋角在25之內(nèi)，試確定z1、z2、mn。及。41 在設(shè)計(jì)閉式軟齒面標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，若HP與不變，主要應(yīng)增大齒輪的什么幾何參數(shù)，才能提高齒輪的接觸強(qiáng)度？并簡(jiǎn)述其理由。42 一對(duì)漸開(kāi)線圓柱直齒輪，若中心距、傳動(dòng)比和其他條件不變，僅改變齒輪的齒數(shù)，試問(wèn)對(duì)接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度各有何影響？43 一對(duì)齒輪傳動(dòng)，如何判斷其大、小齒輪中哪個(gè)齒面不易出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕？哪個(gè)輪齒不易出現(xiàn)彎曲疲勞折斷？理由如何？44 試說(shuō)明齒輪傳動(dòng)中，基節(jié)誤差引起內(nèi)部附加動(dòng)載荷的機(jī)理。如何減少內(nèi)部附加動(dòng)載荷？45 一對(duì)圓柱齒輪的實(shí)際齒寬為什么做成不相等？哪個(gè)齒輪的齒寬大？在強(qiáng)度計(jì)算公式中的齒寬b應(yīng)以哪個(gè)齒輪的齒寬代入？為什么？錐齒輪的齒寬是否也是這樣？46 在選擇齒輪傳動(dòng)比時(shí)，為什么錐齒輪的傳動(dòng)比常比圓柱齒輪選得小些？為什么斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比又可比直齒圓柱齒輪選得大些？47 什么叫齒廓修形，正確的齒廓修形對(duì)載荷系數(shù)中哪個(gè)系數(shù)有較明顯的影響？48 一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，大、小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度相等的條件是什么？49 一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，大、小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度相等的條件是什么？50 有兩對(duì)齒輪，模數(shù)m及中心距a不同，其余參數(shù)都相同。試問(wèn)它們的接觸疲勞強(qiáng)度是否相同？如果模數(shù)不同，而對(duì)應(yīng)的節(jié)圓直徑相同，又將怎樣？51 一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，大、小齒輪的接觸應(yīng)力是否相等？如大、小齒輪的材料及熱處理情況相同，它們的許用接觸應(yīng)力是否相等？如許用接觸應(yīng)力相等，則大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度是否相等？52 在二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中，如其中一級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，另一級(jí)為直齒錐齒輪傳動(dòng)。試問(wèn)斜齒輪傳動(dòng)應(yīng)布置在高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？53 在圓柱齒輪-錐齒輪減速器中，一般應(yīng)將錐齒輪布置在高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？54 要設(shè)計(jì)一個(gè)由直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和直齒錐齒輪組成的多級(jí)傳動(dòng)，它們之間的順序應(yīng)如何安排才合理？為什么？55 為什么在傳動(dòng)的輪齒之間要保持一定的側(cè)隙？側(cè)隙選得過(guò)大或過(guò)小時(shí)，對(duì)齒輪傳動(dòng)有何影響？56 在什么情況下要將齒輪與軸做成一體？為什么往往齒輪與軸分開(kāi)制造？57 要求設(shè)計(jì)傳動(dòng)比i=3的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，選擇齒數(shù)zl=12，z2=36，行不行？為什么？58 現(xiàn)設(shè)計(jì)出一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（正常齒），其參數(shù)為m=3.8mm，z1=12，=23。試問(wèn)：（1）是否合理，為什么？（2）若不合理，請(qǐng)?zhí)岢龈恼庖?jiàn)。59 設(shè)計(jì)一對(duì)閉式齒輪傳動(dòng)，先按接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，校核時(shí)發(fā)現(xiàn)彎曲疲勞強(qiáng)度不夠，請(qǐng)至少提出兩條改進(jìn)意見(jiàn)，并簡(jiǎn)述其理由。60 在齒輪設(shè)計(jì)中，選擇齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？61 為什么錐齒輪的軸向力Fa的方向恒指向該輪的大端？62 在閉式軟齒面圓柱齒輪傳動(dòng)中，在保證彎曲強(qiáng)度的前提下，齒數(shù)z1選多些有利，試簡(jiǎn)述其理由。二、單項(xiàng)選擇題（從給出的A、B、C、D中選一個(gè)答案）1漸開(kāi)線上任意一點(diǎn)法線必 基圓。A .交于B .垂直于C .切于2漸開(kāi)線上各點(diǎn)的壓力角 ，基圓上壓力角 。A .相等B .不相等C .不等于零 D .等于零3漸開(kāi)線上各點(diǎn)的曲率半徑 。A .不相等B.相等4漸開(kāi)線齒廓的形狀與分度圓上壓力角大小 。A .沒(méi)關(guān)系B .有關(guān)系5分度圓上的壓力角 20時(shí)，齒根變窄，齒頂變寬，齒輪的承載能力 。A.大于B .小于C .較大 D .降低6對(duì)于齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù) ，齒輪的幾何尺寸及齒形都越大，齒輪的承載能力也越大。A .越大 B .越小7對(duì)于模數(shù)相同的齒輪，如果齒數(shù)增加，齒輪的幾何尺寸 ，齒形 ，齒輪的承載能力 。A .增大B .減小C .沒(méi)變化8標(biāo)準(zhǔn)壓力角和標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)均在 上。A .分度圓B .基圓C .齒根圓9斜齒輪端面齒廓的幾何尺寸比法面的 。A .大B .小10斜齒輪有端面模數(shù)和法面模數(shù)，規(guī)定以 為標(biāo)準(zhǔn)值。A .法面模數(shù)B .端面模數(shù)11斜齒輪的壓力角有法面壓力角和端面壓力角兩種，規(guī)定以 為標(biāo)準(zhǔn)值。A .法面壓力角B .端面壓力角12標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 。A. mn1=mn2=m, n1=n2= 1= -2B . m1=m2 1=2 an1=an213齒輪工作的平穩(wěn)性精度，就是規(guī)定齒輪在一轉(zhuǎn)中，其瞬時(shí) 的變化限制在一定范圍內(nèi)。A .傳動(dòng)比 B .轉(zhuǎn)速C .角速度14標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪，只計(jì)算 的幾何尺寸，并規(guī)定 的幾何參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值。A 大端 B 小端 C 法面 D 端面15圓錐齒輪的正確嚙合條件是 。A. B. C. 16變位齒輪是 齒輪。A .標(biāo)準(zhǔn)B .非標(biāo)準(zhǔn)17一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)，若兩輪中心距稍有變化，則 。A .兩輪的角速度將變大一些 B .兩輪的角速度將變小一些C .兩輪的角速度將不變18一對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是 。A .必須使兩輪的模數(shù)和齒數(shù)分別相等。B .必須使兩輪模數(shù)和壓力角分別相等。C .必須使兩輪的齒厚和齒槽寬分別相等。19一對(duì)漸開(kāi)線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件是 。A . a 1B . a=1C . a20時(shí)，該點(diǎn)的接觸應(yīng)力與節(jié)點(diǎn)的接觸應(yīng)力相差不大，由于點(diǎn)蝕常發(fā)生在節(jié)點(diǎn)附近，且該點(diǎn)齒廓曲率半徑計(jì)算方便，故通常按節(jié)點(diǎn)來(lái)計(jì)算齒輪的接觸應(yīng)力。8. 采用變位齒輪為什么可以提高輪齒的強(qiáng)度？試問(wèn)采用什么變位可以提高齒面接觸強(qiáng)度？采用什么變位才能提高齒根彎曲強(qiáng)度？答：采用變位齒輪可增加齒輪的綜合曲率半徑和齒根厚度。采用正角度變位傳動(dòng)，可提高齒面接觸強(qiáng)度，采用正變位齒輪可提高齒根彎曲強(qiáng)度9、為什么輪齒的彎曲疲勞裂紋首先發(fā)生在齒根受拉伸一側(cè)？解題要點(diǎn)：（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，將輪齒視為懸臂梁，受載荷后齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。（2）齒根過(guò)渡圓角處尺寸發(fā)生急劇變化，又由于沿齒寬方向留下加工刀痕產(chǎn)生應(yīng)力集中。（3）在反復(fù)變應(yīng)力的作用下，由于齒輪材料對(duì)拉應(yīng)力敏感，故疲勞裂紋首先發(fā)生在齒根受拉伸一側(cè)。10、有一閉式齒輪傳動(dòng)，滿(mǎn)載工作幾個(gè)月后，發(fā)現(xiàn)硬度為200240HBS的齒輪工作表面上出現(xiàn)小的凹坑。試問(wèn)：（1）這是什么現(xiàn)象？（2）如何判斷該齒輪是否可以繼續(xù)使用？（3）應(yīng)采取什么措施？解題要點(diǎn)：（1）已開(kāi)始產(chǎn)生齒面疲勞點(diǎn)蝕，但因“出現(xiàn)小的凹坑”，故屬于早期點(diǎn)蝕。（2）若早期點(diǎn)蝕不再發(fā)展成破壞性點(diǎn)蝕，該齒輪仍可繼續(xù)使用。（3）采用高粘度的潤(rùn)滑油或加極壓