齿轮传动习题集答案.docx

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齿轮传动习题集答案

齿轮传动

例1二级圆柱齿轮减速器，其中一级为直齿轮，另一级为斜齿轮。

试问斜齿轮传动应置于高速级还是低速级？

为什么？

若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成减速器，锥齿轮传动应置于高速级还是低速级？

为什么？

答：

在二级圆柱齿轮传动中，斜齿轮传动放在高速级，直齿轮传动放在低速级。

其原因有三点：

1）斜齿轮传动工作平稳，在与直齿轮精度等级相同时允许更高的圆周速度，更适于高速。

2）将工作平稳的传动放在高速级，对下级的影响较小。

如将工作不很平稳的直齿轮传动放在高速级，则斜齿轮传动也不会平稳。

3）斜齿轮传动有轴向力，放在高速级轴向力较小，因为高速级的转矩较小。

由锥齿轮和斜齿轮组成的二级减速器，一般应将锥齿轮传动放在高速级。

其原因是：

低速级的转矩较大，齿轮的尺寸和模数较大。

当锥齿轮的锥距R和模数m大时，加工困难，制造成本提高。

例3一对闭式直齿圆柱齿轮传动，已知：

z1=25，z2=75，m=3mm，=1，小齿轮的转速n=970r/min。

主从动轮的1=690MPa，2=600MPa，载荷系数K=1.6，节点区域系数ZH=2.5，材料弹性系数ZE=189.8，重合度系数=0.9，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传递的功率。

提示：

接触疲劳强度校核公式为

解：

由已知条件：

u=z2/z1=75/25=3

d1=mz1=3×25=75mm

b=φdd1=1×75=75mm

因为大齿轮的许用接触应力较低，故按大齿轮计算承载能力：

=195182Nmm=195.182Nm

齿轮传动所能传递的功率为：

19826W=19.826kW

例12-4图1

例4图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：

mn=2mm，z1=22，z2=95，，a=120，齿轮1为右旋；低速级：

mn=3mm，z3=25，z4=79，，a=160。

主动轮转速n1=960r/min，转向如图，传递功率P=4kW，不计摩擦损失，试：

（1）标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向；

（2）合理确定3、4轮的螺旋线方向；

（3）画出齿轮2、3所受的各个分力；

（4）求出齿轮3所受3个分力的大小。

解题注意要点：

（1）一对斜齿轮旋向相反,1轮右旋,2轮左旋。

（2）为使3轮轴向力与2轮反向，3轮左旋、4轮右旋。

（3）为求齿轮3的分力，先求螺旋角T3和β3。

例12-4图2

解：

（1）各轮的转向和2轮的螺向如例7-8图2所示。

（2）3轮为左旋、4轮为右旋，如图所示。

（3）齿轮2、3所受的各个分力如图所示。

（4）求齿轮3所受分力：

r/min

Nm

，β3=12.8386°

mm

N

N

N

例6图示圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器。

齿轮1主动，转向如图，锥齿轮的参数为：

模数m=2.5mm，z1=23，z2=69，，齿宽系数=0.3；斜齿轮的参数为：

模数mn=3mm，z3=25，z4=99，。

试：

（1）标出各轴的转向；

（2）为使Ⅱ轴所受轴向力较小，合理确定3、4轮的螺旋线方向；

（3）画出齿轮2、3所受的各个分力。

（4）为使Ⅱ轴上两轮的轴向力完全抵消，确定斜齿轮3的螺旋角β3（忽略摩擦损失）。

例12-6图1

解：

（1）各轮的转向如例7-9图2所示。

（2）3、4轮的螺旋线方向如图所示。

（3）齿轮2、3所受分力如图所示。

（4）确定斜齿轮3的螺旋角β3：

若使Ⅱ轴不受轴向力，必须：

|Fa2|=|Fa3|

根据：

例12-6图2

得到：

即：

忽略摩擦损失：

T2=T3，Ft2=2T2/dm2

则：

，

将上述4式代入前式得到

=0.17662

=10°10′22″

例7设计一对标准斜齿圆柱齿轮传动，传动比i=4.5，已经根据其接触疲劳强度和弯曲疲劳强度条件，确定中心距a=180mm，模数m=2.5mm，试合理确定齿轮齿数z1、z2和螺旋角β。

要求：

径向力β=12~15°，传动比误差小于5%。

解：

根据，初步确定螺旋角β=12°，确定齿数和：

140.8

则：

，取：

z1=26

，取：

z2=115

传动比：

i=z2/z1=115/26=4.42

传动比误差：

（4.5–4.42）/4.5=1.7%＜3%~5%，可用。

修正螺旋角β：

==

（一）、选择题

1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合

2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合

3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合

4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。

A．靠近齿顶处B．靠近齿根处

C．节线附近的齿顶一侧D．节线附近的齿根一侧

5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。

A．40Cr调质B．适当增大模数m

C．45钢齿面高频淬火D．铸钢ZG310-570

6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。

A．大、小齿轮的硬度相等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．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面

7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。

A．=B.＜

C．＞D．≤

8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的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

9．一对标准直齿圆柱齿轮，zl=21，z2=63，则这对齿轮的弯曲应力________。

A.＞B.＜

C.=D.≤

10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。

A．先按接触强度设计，再校核弯曲强度B．只需按接触强度设计

C．先按弯曲强度设计，再校核接触强度D．只需按弯曲强度设计。

11．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z1的原则是________。

A．z1越多越好B．z1越少越好

C．z1≥17，不产生根切即可D．在保证弯曲强度的前提下选多一些

12．设计硬齿面齿轮传动，当直径一定，常取较少的齿数，较大的模数以________。

A．提高轮齿的弯曲疲劳强度B．提高齿面的接触疲劳强度

C．减少加工切削量，提高生产率D．提高轮齿抗塑性变形能力

13.一对减速齿轮传动中，若保持分度圆直径d1不变，而减少齿数并增大模数，其齿面接触应力将________。

A．增大B．减小

C．保持不变D．略有减小

14．设计齿轮传动时，若保持传动比i和齿数和zΣ=z1+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，接触强度提高

C．弯曲强度与接触强度均不变D．弯曲强度提高，接触强度不变

15．在下面的各种方法中，________不能提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度。

A．直径d不变而增大模数B．改善材料

C．增大齿宽bD．增大齿数以增大d

16．在下面的各种方法中，_________不能增加齿轮轮齿的弯曲疲劳强度。

A．直径不变增大模数B．齿轮负变位

C．由调质改为淬火D．适当增加齿宽

17．在圆柱齿轮传动中，轮齿的齿面接触疲劳强度主要取决于_________。

A．模数B．齿数

C．中心距D．压力角

18.为提高齿轮传动的接触疲劳强度，可采取的方法是：

________。

A．采用闭式传动B．增大传动的中心距

C．模数不变，减少齿数D．中心距不变，增大模数

19．保持直齿圆柱齿轮传动的中心距不变，增大模数m，则________。

A．轮齿的弯曲疲劳强度提高B．齿面的接触强度提高

C．弯曲与接触强度均可提高D．弯曲与接触强度均不变

20．圆柱齿轮传动的中心距不变，减小模数、增加齿数，可以________

A．提高齿轮的弯曲强度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．在计算标准直齿圆柱齿轮的弯曲强度时，齿形系数YFa取决于________。

A．模数mB．齿数z

C．分度圆直径dD．重合度

22．轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与________无关。

A．齿数zB．变位系数x

C．模数mD．斜齿轮的螺旋角β

23．现有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1：

m1=3mm、z1=25，齿轮2：

m2=4mm、z2=48，则它们的齿形系数________。

A．YFa1＞YFa2B．YFa1＜YFa2

C．YFa1=YFa2D．YFa1≤YFa2

24．设计一对闭式软齿面齿轮传动。

在中心距a和传动比i不变的条件下，提高齿面接触疲劳强度最有效的方法是________。

A．增大模数，相应减少齿数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

25．一对齿轮传动的接触强度已够，而弯曲强度不足，首先应考虑的改进措施是。

A．增大中心距B．使中心距不变，增大模数

C．使中心距不变，增加齿数D．模数不变，增加齿数

26．齿轮设计时，当随着选择齿数的增多而使直径增大时，若其他条件相同，则齿轮的弯曲承载能力________。

A．成线性地减小。

B．成线性地增加

C．不成线性，但有所减小D．不成线性，但有所增加

27．计算一对直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度时，若齿形系数、应力修正系数和许用应力均不相同，则应以_________为计算依据。

A．较小者B．较大者

C．较小者C．较大者

28．在以下几种工况中，________齿轮传动的齿宽系数φd可以取大些。

A．对称布置B．不对称布置

C．悬臂布置D．同轴式减速器布置

29．在下列措施中，________可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数

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．对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动，若大、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

31．一对圆柱齿轮，常把小齿轮的宽度做得比大齿轮宽些，是为了________。

A．使传动平稳B．提高传动效率

C．提高小轮的接触强度和弯曲强度D．便于安装，保证接触线长

32．齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为_