淮陰工學院齒輪傳動習題

1、第七章 齒輪傳動精選例題與解析例7-1 二級圓柱齒輪減速器，其中一級為直齒輪，另一級為斜齒輪。試問斜齒輪傳動應置于高速級還是低速級？為什么？若為直齒錐齒輪和圓柱齒輪組成減速器，錐齒輪傳動應置于高速級還是低速級？為什么？答：在二級圓柱齒輪傳動中，斜齒輪傳動放在高速級，直齒輪傳動放在低速級。其原因有三點：1）斜齒輪傳動工作平穩(wěn)，在與直齒輪精度等級相同時允許更高的圓周速度，更適于高速。2）將工作平穩(wěn)的傳動放在高速級，對下級的影響較小。如將工作不很平穩(wěn)的直齒輪傳動放在高速級，則斜齒輪傳動也不會平穩(wěn)。3）斜齒輪傳動有軸向力，放在高速級軸向力較小，因為高速級的轉矩較小。由錐齒輪和斜齒輪組成的二級減速器，一

2、般應將錐齒輪傳動放在高速級。其原因是：低速級的轉矩較大，齒輪的尺寸和模數(shù)較大。當錐齒輪的錐距R和模數(shù)m大時，加工困難，制造成本提高。例7-2 一對齒輪傳動，若按無限壽命考慮，如何判斷其大小齒輪中哪個不易出現(xiàn)齒面點蝕？哪個不易發(fā)生齒根彎曲疲勞折斷？答：一對齒輪的接觸應力相等，哪個齒輪首先出現(xiàn)點蝕，取決于它們的許用接觸應力，其中較小者容易出現(xiàn)齒面點蝕。通常，小齒輪的硬度較大，極限應力較大，按無限壽命設計，小齒輪的許用接觸應力1 較大，不易出現(xiàn)齒面點蝕。判斷哪個齒輪先發(fā)生齒根彎曲疲勞折斷，即比較兩輪的彎曲疲勞強度，要比較兩個齒輪的和，其比值較小者彎曲強度較高，不易發(fā)生輪齒疲勞折斷。例7-5 有一對漸

3、開線標準直齒圓柱齒輪z1、z2，和一對漸開線標準斜齒圓柱齒輪、，直齒輪的齒數(shù)z1、z2、模數(shù)m、壓力角，分別與斜齒輪的齒數(shù)、模數(shù)mn、壓力角對應相等。若其它條件都相同，試說明斜齒輪比直齒輪抗疲勞點蝕能力強的理由。提示： 答：根據(jù)所提示斜齒輪傳動的接觸應力計算公式分析如下：(1) 直齒輪d1= mz1，斜齒輪 = mz1/cos，因d1。斜齒輪接觸應力較小。(2) 斜齒輪比直齒輪多一個螺旋角系數(shù)，因1，接觸應力較小。(3) 斜齒輪傳動的綜合曲率半徑較大，區(qū)域系數(shù)較小，接觸應力較小。(4) 斜齒輪傳動的重合度較大，重合度系數(shù)較小，接觸應力較小。綜上，斜齒輪傳動比直齒輪的接觸應力小，接觸疲勞強度高，

4、抗點蝕的能力強。例7-6 一對閉式直齒圓柱齒輪傳動，已知：z1= 25，z2 = 75，m = 3 mm，= 1，小齒輪的轉速 n=970 r/min。主從動輪的1 = 690 MPa，2 = 600 MPa，載荷系數(shù)K = 1.6， 節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5，材料彈性系數(shù)ZE = 189.8 ，重合度系數(shù)=0.9，是按接觸疲勞強度，求該齒輪傳動傳遞的功率。提示：接觸疲勞強度校核公式為解：由已知條件：u = z2 / z1 = 75/25 = 3d1 = m z1 = 325 = 75 mmb =d d1 = 175 = 75 mm因為大齒輪的許用接觸應力較低，故按大齒輪計算承載能力： =

5、 195182 Nmm = 195.182 Nm齒輪傳動所能傳遞的功率為： 19826 W = 19.826 kW例7-7 圖1例7-7 圖示雙級斜齒圓柱齒輪減速器，高速級：mn=2 mm，z1=22，z2 =95，a =120，齒輪1為右旋；低速級：mn= 3 mm，z3 =25，z4=79，a =160。主動輪轉速n1=960 r/min，轉向如圖，傳遞功率P = 4 kW，不計摩擦損失，試：(1) 標出各輪的轉向和齒輪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 所受的各個分力；(4) 求出齒輪3所受3個分力的大小。解題注意要點：(1) 一對斜齒輪旋向相反

6、,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。例7-7 圖2解：(1) 各輪的轉向和2輪的螺向如例7-8圖2所示。(2) 3輪為左旋、4輪為右旋，如圖所示。(3) 齒輪2、3 所受的各個分力如圖所示。(4) 求齒輪3所受分力： r/min Nm，3 =12.8386 mm N N N例7-9 圖示圓錐斜齒圓柱齒輪減速器。齒輪1主動，轉向如圖，錐齒輪的參數(shù)為：模數(shù)m=2.5mm，z1=23，z2 = 69，齒寬系數(shù) =0.3；斜齒輪的參數(shù)為：模數(shù)mn=3mm，z3=25，z4=99，。試：(1) 標出各軸的轉向；(2)

7、為使軸所受軸向力較小，合理確定3、4輪的螺旋線方向；(3) 畫出齒輪2、3 所受的各個分力。 例7-9 圖1解：(1) 各輪的轉向如例7-9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。 例7-9 圖2 自測題與答案一、選擇題7-1對于軟齒面的閉式齒輪傳動，其主要失效形式為_。A輪齒疲勞折斷 B齒面磨損C齒面疲勞點蝕 D齒面膠合7-2一般開式齒輪傳動的主要失效形式是_。A輪齒疲勞折斷 B齒面磨損C齒面疲勞點蝕 D齒面膠合7-3高速重載齒輪傳動，當潤滑不良時，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齒面疲勞點蝕 D齒面膠合7-4齒輪的齒面疲

8、勞點蝕經(jīng)常發(fā)生在_。A靠近齒頂處 B靠近齒根處C節(jié)線附近的齒頂一側 D節(jié)線附近的齒根一側7-5一對45鋼調(diào)質齒輪，過早的發(fā)生了齒面點蝕，更換時可用_的齒輪代替。 A40Cr調(diào)質 B適當增大模數(shù)mC45鋼齒面高頻淬火 D鑄鋼ZG310-5707-6設計一對軟齒面減速齒輪傳動，從等強度要求出發(fā)，選擇硬度時應使_。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7-7一對齒輪傳動，小輪材為40Cr；大輪材料為45鋼，則它們的接觸應力_。A= B. C D7-8其他條件不變，將齒輪傳動的載荷增為原來的4倍，其齒面接觸應力_。A不變 B增為原

9、應力的2倍C增為原應力的4倍 D增為原應力的16倍7-9一對標準直齒圓柱齒輪，zl = 21，z2 = 63，則這對齒輪的彎曲應力_。A. B. C. = D. 7-10對于開式齒輪傳動，在工程設計中，一般_。A先按接觸強度設計，再校核彎曲強度 B只需按接觸強度設計C先按彎曲強度設計，再校核接觸強度 D只需按彎曲強度設計。7-7設計閉式軟齒面直齒輪傳動時，選擇小齒輪齒數(shù)z1的原則是_。Az1 越多越好 Bz1 越少越好Cz1 17，不產(chǎn)生根切即可 D在保證彎曲強度的前提下選多一些7-12設計硬齒面齒輪傳動，當直徑一定，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度 B提高齒面的接觸疲

10、勞強度 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7-13. 一對減速齒輪傳動中，若保持分度圓直徑d1不變，而減少齒數(shù)并增大模數(shù)，其齒面接觸應力將_。A增大 B減小C保持不變 D略有減小7-14設計齒輪傳動時，若保持傳動比i和齒數(shù)和z = z1 + z2不變，而增大模數(shù)m，則齒輪的_。A彎曲強度提高，接觸強度提高 B彎曲強度不變，接觸強度提高C彎曲強度與接觸強度均不變 D彎曲強度提高，接觸強度不變7-15在下面的各種方法中，_不能提高齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度。A直徑d不變而增大模數(shù) B改善材料C增大齒寬b D增大齒數(shù)以增大d7-16在下面的各種方法中，_不能增加齒輪輪齒的彎曲疲勞

11、強度。A直徑不變增大模數(shù) B齒輪負變位C由調(diào)質改為淬火 D適當增加齒寬7-17在圓柱齒輪傳動中，輪齒的齒面接觸疲勞強度主要取決于_。A模數(shù) B齒數(shù)C中心距 D壓力角7-18. 為提高齒輪傳動的接觸疲勞強度，可采取的方法是：_。A采用閉式傳動 B增大傳動的中心距C模數(shù)不變，減少齒數(shù) D中心距不變，增大模數(shù)7-19保持直齒圓柱齒輪傳動的中心距不變，增大模數(shù)m，則_。A輪齒的彎曲疲勞強度提高 B齒面的接觸強度提高 C彎曲與接觸強度均可提高 D彎曲與接觸強度均不變7-20圓柱齒輪傳動的中心距不變，減小模數(shù)、增加齒數(shù)，可以_A提高齒輪的彎曲強度 B提高齒面的接觸強度C改善齒輪傳動的平穩(wěn)性 D減少齒輪的塑

12、性變形7-21在計算標準直齒圓柱齒輪的彎曲強度時，齒形系數(shù)YFa取決于_。A模數(shù)m B齒數(shù)zC分度圓直徑d D重合度7-22輪齒彎曲強度計算中的齒形系數(shù)YFa與_無關。A齒數(shù)z B變位系數(shù)xC模數(shù)m D斜齒輪的螺旋角7-23現(xiàn)有兩個標準直齒圓柱齒輪，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)_。AYFa1 YFa2 BYFa1 YFa2CYFa1 = YFa2 DYFa1 YFa27-24設計一對閉式軟齒面齒輪傳動。在中心距a和傳動比i不變的條件下，提高齒面接觸疲勞強度最有效的方法是_。A增大模數(shù)，相應減少齒數(shù) B提高主、從動輪的齒面硬度C提

13、高加工精度 D增大齒根圓角半徑7-25一對齒輪傳動的接觸強度已夠，而彎曲強度不足，首先應考慮的改進措施是 。A增大中心距 B使中心距不變，增大模數(shù)C使中心距不變，增加齒數(shù) D模數(shù)不變，增加齒數(shù)7-26齒輪設計時，當隨著選擇齒數(shù)的增多而使直徑增大時，若其他條件相同，則齒輪的彎曲承載能力_。A成線性地減小。 B成線性地增加C不成線性，但有所減小 D不成線性，但有所增加7-27計算一對直齒圓柱齒輪的彎曲疲勞強度時，若齒形系數(shù)、應力修正系數(shù)和許用應力均不相同，則應以_為計算依據(jù)。A較小者 B較大者C較小者 C較大者7-28在以下幾種工況中，_ 齒輪傳動的齒寬系數(shù)d可以取大些。A對稱布置 B不對稱布置C

14、懸臂布置 D同軸式減速器布置7-29在下列措施中，_可以降低齒輪傳動的齒面載荷分布系數(shù)A降低齒面粗糙度 B提高軸系剛度C增加齒輪寬度 D增大端面重合度7-30對于齒面硬度350 HBS的齒輪傳動，若大、小齒輪均采用45鋼，一般采取的熱處理方式為_。A小齒輪淬火，大齒輪調(diào)質 B小齒輪淬火，大齒輪正火C小齒輪調(diào)質，大齒輪正火 D小齒輪正火，大齒輪調(diào)質7-31一對圓柱齒輪，常把小齒輪的寬度做得比大齒輪寬些，是為了_。A使傳動平穩(wěn) B提高傳動效率C提高小輪的接觸強度和彎曲強度 D便于安裝，保證接觸線長7-32齒面硬度為5662HRC的合金鋼齒輪的加工工藝過程為_。A齒坯加工一淬火一磨齒一滾齒 B齒坯加

15、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7-33錐齒輪的接觸疲勞強度按當量圓柱齒輪的公式計算，當量齒輪的齒數(shù)、模數(shù)是錐齒輪的_。A實際齒數(shù)，大端模數(shù) B當量齒數(shù)，平均模數(shù)C當量齒數(shù)，大端模數(shù) D實際齒數(shù)，平均模數(shù)7-34錐齒輪的彎曲疲勞強度計算是按_上齒形相同的當量圓柱齒輪進行的。A大端分度圓錐 B大端背錐C齒寬中點處分度圓錐 D齒寬中點處背錐7-35選擇齒輪的精度等級時主要依據(jù)_。A傳動功率 B載荷性質C使用壽命 D圓周速度二、填空題7-36一般開式齒輪傳動的主要失效形式是_和_；閉式齒輪傳動的主要失效形式是_和_；又閉式軟齒面齒輪傳動的主要失效形式

16、是_；閉式硬齒面齒輪傳動的主要失效形式是_。7-37對于閉式軟齒面齒輪傳動，主要失效形式為_，一般是按_強度進行設計，按_強度進行校核，這時影響齒輪強度的最主要幾何參數(shù)是_；7-38對于開式齒輪傳動，雖然主要失效形式是_，但通常只按_強度計算。這時影響齒輪強度的主要幾何參數(shù)是_。7-39在齒輪傳動中，齒面疲勞點蝕是由于_的反復作用而產(chǎn)生的，點蝕通常首先出現(xiàn)在_。7-40齒輪設計中，對閉式軟齒面?zhèn)鲃?，當直徑d1一定，一般z1選得_些；對閉式硬齒面?zhèn)鲃?，則取_的齒數(shù)z1，以使_增大，提高輪齒的彎曲疲勞強度；對開式齒輪傳動，一般z1選得_些。7-41設計圓柱齒輪傳動時，當齒輪_布置時，其齒寬系數(shù)d可

17、選得大些。7-42對軟齒面（硬度350 HBS）齒輪傳動，當兩齒輪均采用45鋼時，一般采用的熱處理方式為：小齒輪_，大齒輪_。7-43減小齒輪內(nèi)部動載荷的措施有_、_、_。7-44斜齒圓柱齒輪的齒形系數(shù)YFa與齒輪的參數(shù)_、_ 和_有關；而與_無關。7-45影響齒輪齒面接觸應力H的主要幾何參數(shù)是_和_；而影響其極限接觸應力Hlim的主要因素是_和_。7-46一對減速齒輪傳動，若保持兩輪分度圓的直徑不變，減少齒數(shù)并增大模數(shù)，其齒面接觸應力將_。7-47一對齒輪傳動，若兩輪的材料、熱處理方式及許用應力均相同，只是齒數(shù)不同，則齒數(shù)多的齒輪彎曲強度_；兩齒輪的接觸疲勞強度_。7-48一對直齒圓柱齒輪，

18、齒面接觸強度已足夠，而齒根彎曲強度不足，可采用下列措施：_，_，_來提高彎曲疲勞強度。7-49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中，承載能力最高的是_傳動，承載能力最低的是_傳動。7-50齒輪傳動的潤滑方式主要根據(jù)齒輪的_選擇。閉式齒輪傳動采用油浴潤滑時的油量根據(jù)_確定。三、簡答題7-51開式和閉式齒輪傳動的失效形式有什么不同？設計準則各是什么？其設計準則針對的失效形式各是什？7-52齒輪的齒根彎曲疲勞裂紋發(fā)生在危險截面輪齒的那一邊？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？7-53齒面點蝕首先發(fā)生在什么部位？為什么？防止點蝕可采取哪些措施？

19、7-54齒輪傳動設計中，為什么引入動載系數(shù)Kv？減小動載荷的措施有哪些？7-55一對齒輪傳動，如何判斷大、小齒輪中哪個齒面不易出現(xiàn)疲勞點蝕？哪個輪齒不易出現(xiàn)彎曲疲勞折斷？理由如何？7-56在選擇齒輪傳動比時，為什么錐齒輪的傳動比常比圓柱齒輪選得小些？為什么斜齒圓柱齒輪的傳動比又可比直齒圓柱齒輪選得大些？7-57一對直齒圓柱齒輪傳動中，大、小齒輪彎曲疲勞強度相等的條件是什么？接觸疲勞強度相等的條件又是什么？7-58要設計一個由直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪組成的多級傳動，它們之間的先后順序應如何布置才合理？為什么？7-59設計圓柱齒輪傳動時，常取小齒輪的齒寬b1大于大齒輪的齒寬b2，為

20、什么？在強度計算公式中，齒寬b應代入b1還是b2？7-60齒輪傳動設計過程中，在確定小齒輪的齒數(shù)z1和模數(shù)m時，要考慮哪些因素？四、分析計算題題7-61圖7-61圖示為二級斜齒圓柱齒輪減速器，高速級: =2 mm，z1= 20，z2= 80，低速級：mn3 = 3 mm，z3= 25，z4= 75，齒輪1為右旋，n1 = 960 r/min，轉向如圖，傳遞功率= 5 kW，忽略摩擦損失。試：1）在圖上標出、軸的轉向；2）合理確定（在圖上標出）各輪的旋向；3）確定2、3輪所受各個分力的大小和方向。4）計算3 取值多大才能使軸不受軸向力。7-64在某設備中有一對標準直齒圓柱齒輪，已知：小輪齒數(shù)z1

21、= 22，傳動比i = 4，模數(shù)m = 3 mm。在技術改造中，為了改善其傳動平穩(wěn)性，擬將其改為標準斜齒圓柱齒輪傳動。要求：不改變中心距、不降低承載能力，傳動比允許有不超過3% 的誤差。另外，為使軸向力不致過大，希望螺旋角在15之內(nèi)。試確定：z1、z2、mn、及。六、參考答案1選擇題7-1 C； 7-2 B； 7-3 D； 7-4 D； 7-5 C； 7-6 B；7-7 A； 7-8 B； 7-9 C； 7-10 D； 7-11 D； 7-12 A；7-13 C； 7-14 A； 7-15 A； 7-16 B； 7-17 C； 7-18 B；7-19 A； 7-20 C； 7-21 B； 7-

22、22 C； 7-23 A； 7-24 B；7-25 B； 7-26 D； 7-27 C； 7-28 A； 7-29 B； 7-30 C；7-31 C； 7-32 C； 7-33 B； 7-34 D； 7-35 D；2填空題7-36 齒面磨損 輪齒折斷 齒面點蝕 輪齒折斷 齒面點蝕 輪齒折斷7-37 齒面點蝕 接觸疲勞 彎曲疲勞 直徑（或中心距）7-38 齒面磨損 彎曲疲勞 模數(shù)7-39 接觸應力 節(jié)線附近齒根一側7-40 大 較少 模數(shù) 較少7-41 對稱7-42 調(diào)質處理 正火處理7-43 提高齒輪制造精度 降低工作速度 沿齒廓修形7-44 齒數(shù) 螺旋角 變位系數(shù)7-45 分度圓直徑d 齒寬b