機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)習(xí)題11-2

1、解題注意要點(diǎn)：(1) 一對(duì)斜齒輪旋向相反，1輪右旋，2輪左旋。(2)為使3輪軸向力與2輪反向，3輪左旋、4輪右旋。(3)為求齒輪3的分力，先求螺旋角T3和3 3。第11章齒輪傳動(dòng)精選例題與解析例11-1二級(jí)圓柱齒輪減速器，其中一級(jí)為直齒輪，另一級(jí)為斜齒輪。試問斜齒輪傳動(dòng)應(yīng)置于高速級(jí)還是低速級(jí)？為什么？若為直齒錐齒輪和圓柱齒輪組成減速器，錐齒輪傳動(dòng)應(yīng)置于高速級(jí)還是 低速級(jí)？為什么？答：在二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中，斜齒輪傳動(dòng)放在高速級(jí)，直齒輪傳動(dòng)放在低速級(jí)。其原因有三點(diǎn)：1)斜齒輪傳動(dòng)工作平穩(wěn)，在與直齒輪精度等級(jí)相同時(shí)允許更高的圓周速度，更適于高速。2)將工作平穩(wěn)的傳動(dòng)放在高速級(jí)，對(duì)下級(jí)的影響較小。如將

2、工作不很平穩(wěn)的直齒輪傳動(dòng)放在高速級(jí)，則斜齒輪 傳動(dòng)也不會(huì)平穩(wěn)。3)斜齒輪傳動(dòng)有軸向力，放在高速級(jí)軸向力較小，因?yàn)楦咚偌?jí)的轉(zhuǎn)矩較小。由錐齒輪和斜齒輪組成的二級(jí)減速器，一般應(yīng)將錐齒輪傳動(dòng)放在高速級(jí)。其原因是：低速級(jí)的 轉(zhuǎn)矩較大，齒輪的尺寸和模數(shù)較大。當(dāng)錐齒輪的錐距R和模數(shù)m大時(shí)，加工困難，制造成本提高。例11-2 一對(duì)齒輪傳動(dòng)，若按無限壽命考慮， 如何判斷其大小齒輪中哪個(gè)不易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕？哪 個(gè)不易發(fā)生齒根彎曲疲勞折斷？答：一對(duì)齒輪的接觸應(yīng)力相等，哪個(gè)齒輪首先出現(xiàn)點(diǎn)蝕，取決于它們的許用接觸應(yīng)力oH,其中較小者容易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕。通常，小齒輪的硬度較大，極限應(yīng)力crlim較大，按無限壽命設(shè)計(jì)，小齒輪的

3、許用接觸應(yīng)力<IH 1較大，不易出現(xiàn)齒面點(diǎn)蝕。判斷哪個(gè)齒輪先發(fā)生齒根彎曲疲勞折斷，即比較兩輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，要比較兩個(gè)齒輪的YFa1YSa1和YFa2YSa2 ,其比值較小者彎曲強(qiáng)度較高，不易發(fā)生輪齒疲勞折斷。二 F 】1二 F 2例11-3圖小雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，圖速級(jí)：mn=2 mm, z1=22, z2 =95, otn=20，a =120,齒輪 1 為右旋；低速級(jí)：mn= 3 mm, z3 =25, Z4=79 , an =20°, a =160。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n=960 r/min ,轉(zhuǎn)向如圖，傳遞功率P = 4 kW,不計(jì)摩擦損失，試:(1)標(biāo)出各輪的車t向和齒輪

4、2的螺旋線方向;(2)合理確定3、4輪的螺旋線方向；(3)畫出齒輪2、3所受的各個(gè)分力；(4)求出齒輪3所受3個(gè)分力的大小。12解:(1)各輪的車t向和2輪的螺向如例11-8圖2所示。(2) 3輪為左旋、4輪為右旋，如圖所示。(3)齒輪2、3所受的各個(gè)分力如圖所示。(4)求齒輪3所受分力：n3 =門2n1n1z1il2Z2960 22 =222.3 r/min95P4T3 =T2 =9550 =9550 =171.84 Nm3n3222.33例11-7圖2cos P3n (尸(25 +79) =0.975,2a2 1603 =12.8386d3X 二U =76.923 mm cos -30.9

5、75Ft32T32 171.84 103"d?=76.923二4467.84 NFa3 =Ft3tan ' =4467.84 tan12.8386 =1018.23 NFr3 =Ft3 tan : n/cos -：3 =4467.84 tan20 /cos12.8386 =1667.86 N例11-4 一對(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)如圖所示，齒輪 1主動(dòng)，1=960 r/min ,轉(zhuǎn)向如圖，傳遞功率 P = 3 kW ,已知：m = 4mm , zi=28 , Z2 = 48 , b =30mm , R =0.3, a =20口，試求兩輪所受三個(gè)分力的大 小并在圖中標(biāo)出方向。解：(1)

6、兩輪所受分力的方向如例11-8圖2所示。(2)求各個(gè)分力的大?。豪?1-8 圖2P 3T1 =95509550 =29.844 Nm1 n1960dm1 =mz1(1 -0.5 R) =4 28 (1 -0.5 0.3) =95.2 mmtan 61 =z"Z2 =0.5833,a=30.2564口 = 30力5'23"二型dm1二2 29.844 103一 95.2二 627 NFr1=Ft1tan ： cos、1 =627 tan 20cos30.2564=197 NFr1=Ft1tan： sin、1 =627 tan20sin 30.2564=115 N例11

7、-5圖示圓錐一斜齒圓柱齒輪減速器。齒輪 1主動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖，錐齒輪的參數(shù)為：模數(shù)m=2.5mm , zi =23 , Z2 = 69, a =20 口，齒寬系數(shù) r =0.3;斜齒輪的參數(shù)為：模數(shù) mn=3mm , Z3=25 , Z4=99, 4 =20、試：(1)標(biāo)出各軸的轉(zhuǎn)向；(2)為使n軸所受軸向力較小，合理確定3、4輪的螺旋線方向；(3)畫出齒輪2、3所受的各個(gè)分力。(4)為使H軸上兩輪的軸向力完全抵消，確定斜齒輪3的螺旋角3 3 (忽略摩擦損失)解：(1)各輪的轉(zhuǎn)向如例11-9圖2所示。(2) 3、4輪的螺旋線方向如圖所示。(3)齒輪2、3所受分力如圖所示。(4)確定斜齒輪3的螺旋角

8、33：若使H軸不受軸向力，必須：| Fa2| 二| Fa3|根據(jù)：Fa2 = Ft2 tan : sin、；2Fa3 = Ft3 tan - 3得到：Ft2 tan_isin、2 : Ft3 tan : 3即： tan =昆 tan = sin :.2 3Ft32忽略摩擦損失：丁2= T3, Ft2 = 2T2/dm2則.Ft22T2/dm2 _ d3 丁一 2T3/d3 一二例11-5 圖2dm2 =d2(1 -0.5/)=mz2(1 -0.5幻)，d3 =mnZ3/COS3 、2 二tan(z2/z1)二tan(69/23) =71.5651sin ：3mnZ3mz2 c1 -0.5 R)

9、tan sin、2將上述4式代入前式得到3 252.5 69 (1 -0.5 0.3)父 tan200M sin 71.5651 口= 0.17662P =10.1729°= 10。10 22自測(cè)題、選擇題11-1 .對(duì)于軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，其主要失效形式為 A.輪齒疲勞折斷B .齒面磨損C.齒面疲勞點(diǎn)蝕D.齒面膠合11-2 . 一般開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是 。A.輪齒疲勞折斷B .齒面磨損C.齒面疲勞點(diǎn)蝕D.齒面膠合11-3 .高速重載齒輪傳動(dòng)，當(dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)，最可能出現(xiàn)的失效形式為A.輪齒疲勞折斷B .齒面磨損C.齒面疲勞點(diǎn)蝕D.齒面膠合11-4 .齒輪的齒面疲勞點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生

10、在 。A.靠近齒頂處B .靠近齒根處C.節(jié)線附近的齒頂一側(cè)D .節(jié)線附近的齒根一側(cè)11-5 . 一對(duì)45鋼調(diào)質(zhì)齒輪，過早的發(fā)生了齒面點(diǎn)蝕，更換時(shí)可用 的齒輪代替。A . 40Cr調(diào)質(zhì)B .適當(dāng)增大模數(shù) mC. 45鋼齒面高頻淬火D.鑄鋼ZG310-57011-6 .設(shè)計(jì)一對(duì)軟齒面減速齒輪傳動(dòng)，從等強(qiáng)度要求出發(fā)，選擇硬度時(shí)應(yīng)使 。A.大、小齒輪的硬度相等B .小齒輪硬度高于大齒輪硬度C.大齒輪硬度高于小齒輪硬度D.小齒輪用硬齒面，大齒輪用軟齒面11-7 .一對(duì)齒輪傳動(dòng)，小輪材為40Cr；大輪材料為45鋼，則它們白接觸應(yīng)力 A. CrH1 =°-h 2B. O_ H1 < H 2C

11、 仃 H1> 仃 H2D . 0 H1 < G H 211-8 .其他條件不變，將齒輪傳動(dòng)的載荷增為原來的4倍，其齒面接觸應(yīng)力 。A.不變B.增為原應(yīng)力的2倍C.增為原應(yīng)力的4倍D.增為原應(yīng)力的16倍11-9. 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，zi = 21, Z2 = 63,則這對(duì)齒輪的彎曲應(yīng)力 。A.仃 F1> 仃 F2B. ° F1 < ° F2C.仃 F1 = °F2D. ° F1 < ° F211-10 .對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，在工程設(shè)計(jì)中，一般 。A.先按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核彎曲強(qiáng)度B .只需按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)C.先按彎

12、曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核接觸強(qiáng)度D .只需按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。11-7 .設(shè)計(jì)閉式軟齒面直齒輪傳動(dòng)時(shí)，選擇小齒輪齒數(shù)zi的原則是 。A. Zi越多越好B . Zi越少越好C. Zi >17,不產(chǎn)生根切即可D.在保證彎曲強(qiáng)度的前提下選多一些11-12 .設(shè)計(jì)硬齒面齒輪傳動(dòng)，當(dāng)直徑一定，常取較少的齒數(shù)，較大的模數(shù)以 。A.提高輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度B .提高齒面的接觸疲勞強(qiáng)度C.減少加工切削量，提高生產(chǎn)率D.提高輪齒抗塑性變形能力11-13. 一對(duì)減速齒輪傳動(dòng)中，若保持分度圓直徑d1不變，而減少齒數(shù)并增大模數(shù)，其齒面接觸應(yīng)力將。A.增大C.保持不變B .減小D.略有減小i和齒數(shù)和zs = z1 + z2不

13、變，而增大模數(shù) m,則齒輪的A.彎曲強(qiáng)度提高，接觸強(qiáng)度提高C.彎曲強(qiáng)度與接觸強(qiáng)度均不變B .彎曲強(qiáng)度不變，接觸強(qiáng)度提高D .彎曲強(qiáng)度提高，接觸強(qiáng)度不變11-14 .設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，若保持傳動(dòng)比11-15.在下面的各種方法中，不能提高齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度。A.直徑d不變而增大模數(shù)B .改善材料C.增大齒寬bD.增大齒數(shù)以增大 d11-16.在下面的各種方法中， 不能增加齒輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度。A.直徑不變?cè)龃竽?shù)B .齒輪負(fù)變位C.由調(diào)質(zhì)改為淬火D .適當(dāng)增加齒寬11-17 .在圓柱齒輪傳動(dòng)中，輪齒的齒面接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于 A.模數(shù)B.齒數(shù)C.中心距D.壓力角11-18.為提高齒輪傳動(dòng)

14、的接觸疲勞強(qiáng)度，可采取的方法是： 。A.采用閉式傳動(dòng)B.增大傳動(dòng)的中心距C.模數(shù)不變，減少齒數(shù)D .中心距不變，增大模數(shù)11-19 .保持直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距不變，增大模數(shù)m,則。A.輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度提高B .齒面的接觸強(qiáng)度提高C.彎曲與接觸強(qiáng)度均可提高D .彎曲與接觸強(qiáng)度均不變11-20 .圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距不變，減小模數(shù)、增加齒數(shù)，可以 A.提高齒輪的彎曲強(qiáng)度B .提高齒面的接觸強(qiáng)度C.改善齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性D.減少齒輪的塑性變形11-21 .在計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的彎曲強(qiáng)度時(shí)，齒形系數(shù) YFa取決于A.模數(shù)mB .齒數(shù)zC.分度圓直徑dD .重合度11-22 .輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的

15、齒形系數(shù)YFa與 無關(guān)。A.齒數(shù)zC.模數(shù)mD ,斜齒輪的螺旋角311-23.現(xiàn)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒輪 1: m1=3 mm、Z1 =25 ,齒輪2： m2 = 4 mm、Z2=48 , 則它們的齒形系數(shù)。A.YFa1> YFa2B YFa1<YFa2C.YFa1= YFa2D .丫尸對(duì)&Yfa211-24 .設(shè)計(jì)一對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)。在中心距 a和傳動(dòng)比i不變的條件下，提高齒面接觸疲勞強(qiáng)度最有效的方法是 A.增大模數(shù)，相應(yīng)減少齒數(shù)C.提高加工精度11-25 . 一對(duì)齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度已夠,A.增大中心距C.使中心距不變，增加齒數(shù)B .提高主、從動(dòng)輪的齒面硬度D.增

16、大齒根圓角半徑而彎曲強(qiáng)度不足，首先應(yīng)考慮的改進(jìn)措施是B .使中心距不變，增大模數(shù)D .模數(shù)不變，增加齒數(shù)11-26 .齒輪設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)隨著選擇齒數(shù)的增多而使直徑增大時(shí)，若其他條件相同，則齒輪的彎曲承載能力。B .成線性地增加A.成線性地減小。C.不成線性，但有所減小D .不成線性，但有所增加11-27 .計(jì)算一對(duì)直齒圓柱齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度時(shí)，若齒形系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)和許用應(yīng)力均不 相同，則應(yīng)以 為計(jì)算依據(jù)。A.5較小者B . YFaYsa較大者C. 上吐較小者C . 叵L 較大者YFaYsaYFaYsa11-28 .在以下幾種工況中， 齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 。d可以取大些。A.對(duì)稱布置B .不對(duì)稱

17、布置C.懸臂布置11-29 .在下列措施中,A.降低齒面粗糙度C.增加齒輪寬度D.同軸式減速器布置可以降低齒輪傳動(dòng)的齒面載荷分布系數(shù)KpB .提高軸系剛度D .增大端面重合度45鋼，一般采取的熱處理11-30 .對(duì)于齒面硬度w 350 HBS的齒輪傳動(dòng)，若大、小齒輪均采用方式為。A.小齒輪淬火，大齒輪調(diào)質(zhì)B .小齒輪淬火，大齒輪正火C.小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火D .小齒輪正火，大齒輪調(diào)質(zhì)11-31 . 一對(duì)圓柱齒輪，常把小齒輪的寬度做得比大齒輪寬些，是為了 A.使傳動(dòng)平穩(wěn)B .提高傳動(dòng)效率C.提高小輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度D.便于安裝，保證接觸線長(zhǎng)11-32 .齒面硬度為5662HRCW合金鋼齒輪

18、的力口工工藝過程為 。A.齒坯加工一淬火一磨齒一滾齒B .齒坯加工一淬火一滾齒一磨齒C.齒坯加工一滾齒一滲碳淬火一磨齒D.齒坯加工一滾齒一磨齒一淬火11-33 .錐齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度按當(dāng)量圓柱齒輪的公式計(jì)算，當(dāng)量齒輪的齒數(shù)、模數(shù)是錐齒輪的A.實(shí)際齒數(shù)，大端模數(shù)C.當(dāng)量齒數(shù)，大端模數(shù)11-34 .錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算是按A.大端分度圓錐C.齒寬中點(diǎn)處分度圓錐11-35 .選擇齒輪的精度等級(jí)時(shí)主要依據(jù)A.傳動(dòng)功率C.使用壽命B .當(dāng)量齒數(shù)，平均模數(shù)D .實(shí)際齒數(shù)，平均模數(shù)上齒形相同的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行的。B .大端背錐D .齒寬中點(diǎn)處背錐OB .載荷性質(zhì)D .圓周速度、填空題11-36 . 一般

19、開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是 和;閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是 和 ； 又閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是； 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是。11-37 對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，主要失效形式為，一般是按強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，按 強(qiáng)度進(jìn)行校核，這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的最主要幾何參數(shù)是；11-38 對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，雖然主要失效形式是，但通常只按強(qiáng)度計(jì)算。這時(shí)影響齒輪強(qiáng)度的主要幾何參數(shù)是。11-39 在齒輪傳動(dòng)中，齒面疲勞點(diǎn)蝕是由于的反復(fù)作用而產(chǎn)生的，點(diǎn)蝕通常首先出現(xiàn)在 。11-40.齒輪設(shè)計(jì)中，對(duì)閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，當(dāng)直徑di一定，一般zi選彳導(dǎo) 些；對(duì)閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，則取 的齒數(shù)zi,以使 增大，提高輪齒

20、的彎曲疲勞強(qiáng)度；對(duì)開式齒輪傳動(dòng)，一般z1 選得 些。11-41 .設(shè)計(jì)圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)齒輪 布置時(shí)，其齒寬系數(shù) 如可選得大些。11-42 .對(duì)軟齒面（硬度W 350 HBS齒輪傳動(dòng)，當(dāng)兩齒輪均采用45鋼時(shí)，一般采用的熱處理方式為：小齒輪，大齒輪。11-43 斜齒圓柱齒輪的齒形系數(shù)YFa 與齒輪的參數(shù)、 和 有關(guān)；而與 無關(guān)。11-44 .影響齒輪齒面接觸應(yīng)力oh的主要幾何參數(shù)是 和;而影響其極限接觸應(yīng)力 Hlim 的主要因素是和 。11-45 一對(duì)減速齒輪傳動(dòng)，若保持兩輪分度圓的直徑不變，減少齒數(shù)并增大模數(shù)，其齒面接觸 應(yīng)力將 。11-46 一對(duì)齒輪傳動(dòng)，若兩輪的材料、熱處理方式及許用應(yīng)力均

21、相同，只是齒數(shù)不同，則齒數(shù)多的齒輪彎曲強(qiáng)度；兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度。11-47 一對(duì)直齒圓柱齒輪，齒面接觸強(qiáng)度已足夠，而齒根彎曲強(qiáng)度不足，可采用下列措施：， ， 來提高彎曲疲勞強(qiáng)度。11-48 在材料、熱處理及幾何參數(shù)均相同的直齒圓柱、斜齒圓柱和直齒圓錐三種齒輪傳動(dòng)中，承載能力最高的是傳動(dòng)，承載能力最低的是傳動(dòng)。三、簡(jiǎn)答題11-49 開式和閉式齒輪傳動(dòng)的失效形式有什么不同？設(shè)計(jì)準(zhǔn)則各是什么？其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則針對(duì)的失效形式各是什？11-50 齒輪的齒根彎曲疲勞裂紋發(fā)生在危險(xiǎn)截面輪齒的那一邊？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？11-51 齒面點(diǎn)蝕首先發(fā)生在什么部位？為什么？防止點(diǎn)蝕可

22、采取哪些措施？11-52 .齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，為什么引入動(dòng)載系數(shù)Kv?減小動(dòng)載荷的措施有哪些？11-53 . 一對(duì)齒輪傳動(dòng)，如何判斷大、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？11-54 .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？11-55 . 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？接觸疲勞強(qiáng)度 相等的條件又是什么？11-56.要設(shè)計(jì)一個(gè)由直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪組成的多級(jí)傳動(dòng)，它們之間的先后順序應(yīng)如何布置才合理？為什么？11-57 .設(shè)計(jì)

23、圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，常取小齒輪的齒寬b1大于大齒輪的齒寬 b2,為什么？在強(qiáng)度計(jì)算公式中，齒寬 b應(yīng)代入b1還是b2?11-58 .齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程中，在確定小齒輪的齒數(shù)4和模數(shù)m時(shí)，要考慮哪些因素？四、分析計(jì)算題題11-59圖11-59 .圖木為二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器， 局速級(jí)：mn1 =2 mm, Z1= 20, Z2= 80, P1=13°, ot =20°,低速級(jí)：mn3= 3 mm, Z3= 25, Z4= 75, P3 = 12°, a = 20 ,齒輪 1 為右旋，n = 960 r/min ,轉(zhuǎn)向 如圖，傳遞功率 耳=5 kW,忽略摩擦損失。試：1）在圖上標(biāo)出n、出軸的轉(zhuǎn)向；2）合理確定（在圖上標(biāo)出）各輪的旋向；3）確定2、3輪所受各個(gè)分力的大小和方向。4）計(jì)算3 3取值多大才能使n軸不受軸向力。11-60 .題11-60圖所示為二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，高速級(jí)與低速級(jí)的傳動(dòng)比