机械设计习题卡10答案.docx

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机械设计习题卡10答案

1.某三级减速传动系统，由齿轮传动、链传动和带传动组成，试问该如何选择其先后次序？

为什么？

答：

次序应选择为带传动、齿轮传动和链传动。

带传动平稳性好，能缓冲吸振，具有过载保护能力（过载即打滑），但承载能力较小。

所以宜布置在高速级。

链传动承载力比较大，但因存在多边形效应，其瞬时传动比不稳定，工作中振动、冲击、噪声较大，所以宜布置在低速级。

2.二级圆柱齿轮减速器，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？

通常哪一级传动比大？

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。

其原因是：

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。

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。

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，且锥齿轮的传动比选择比较小。

其主要原因是：

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。

3.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，并将模数适当放大。

4.对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为E。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合E.塑性变形

5.一般开式齿轮传动的主要失效形式是B。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合E.塑性变形

6.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D。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合E.塑性变形

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，并适当放大模数

D.只需按弯曲强度设计，并适当放大模数

8.对于闭式齿轮传动中，在工程设计中，一般A。

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

9.闭式齿轮传动，如果齿面很硬，而齿芯强度又比较低的齿轮或材质较脆的齿轮，一般B。

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

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30～50HBS？

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。

45钢齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，其加工工艺过程为A。

A.齿坯加工→滚齿→调质→表面淬火→磨齿B.齿坯加工→滚齿→磨齿→调质→表面淬火

C.齿坯加工→滚齿→磨齿→调质→表面淬火D.齿坯加工→滚齿→调质→氮化→磨齿

45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为B。

A.45～50HRCB.217～255HBS

C.160～180HBSD.320～350HBS

齿面硬度为58～62HRC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

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.ZG340-640C.40CrD.20CrMnTi

一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用C的齿轮代替。

A．40Cr调质B．适当增大模数m

C．45钢调质后齿面高频淬火D．铸钢ZG310-570

对于要求不高的齿面硬度≤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C。

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

计算齿轮强度时引入载荷系数K由哪几部分组成？

影响各组成部分取值的因素有哪些？

答：

载荷系数：

KA—工作情况系数KV—动载荷系数Kα—齿间载荷分配系数Kβ—齿向载荷分布系数

工作情况系数KA

考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响.

它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关

动载荷系数KV

考虑齿轮制造误差和装配误差及弹性变形等内部因素引起的附加动载荷的影响

主要影响因素：

齿轮的制造精度Pb1≠Pb2圆周速度V

齿间载荷分配系数Kα

考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。

影响因素：

啮合刚度，基圆齿距误差（Pb），修缘量，跑合程度等。

齿向载荷分布系数Kβ

考虑轴的弯曲、扭转变形、轴承、支座弹性变形及制造和装配误差而引起的沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响。

影响因素：

支承情况：

对称布置，好；非对称布置↓；悬臂布置，差。

齿轮宽度bb↑Kβ↑。

齿面硬度，硬度越高，越易偏载，齿面较软时有变形退让。

制造、安装精度——精度越高，Kβ越小。

简要分析说明齿轮齿顶修缘和做成鼓形齿的目的。

答：

齿轮齿顶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，降低齿向载荷分布系数。

斜齿圆柱齿轮的动载荷系数K和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是B的。

A.相等B.较小C.较大D.可能大、也可能小

下列B的措施，可以降低齿轮传动的齿向载荷分布系数Kβ。

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

21.两对直齿圆柱齿轮减速传动转向如图，传递功率为7.5kw，模数均为2，压力角为20度，齿数分别为Z1=17,Z2=35,Z3=19,Z4=41，试标出圆周力和径向力方向，并计算分力大小。

22.一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＞σF2B.σF1＜σF2C.σF1=σF2D.σF1≤σF2

23.设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择齿数Z1，的原则是D。

A.Zl越多越好B.Zl越少越好C.Z1≥17，不产生根切即可

D.在保证轮齿有足够的抗弯疲劳强度的前提下，齿数选多些有利

24.在设计闭式硬齿面齿轮传动中，直径一定时应取较少的齿数，使模数增大以B。

A.提高齿面接触强度B.提高轮齿的抗弯曲疲劳强度

C.减少加工切削量，提高生产率D.提高抗塑性变形能力

25.轮齿的弯曲强度，当D，则齿根弯曲强度增大。

A.模数不变，增多齿数时B.模数不变，增大中心距时

C.模数不变，增大直径时D.齿数不变，增大模数时

26.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B。

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

27.为了提高齿轮传动的接触强度，可采取B的方法。

A.采用闭式传动B.增大传动中心距C.减少齿数D.增大模数

28.圆柱齿轮传动中，当齿轮的直径一定，减小齿轮的模数、增加齿轮的齿数，则可以C。

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

29.轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与C无关。

A.齿数z1B.变位系数xC.模数mD.斜齿轮的螺旋角β

30.标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数YFa只取决于B。

A.模数mB.齿数ZC.分度圆直径dD.齿宽系数Φd

31.一对圆柱齿轮传动，小齿轮分度圆直径d1=50mm、齿宽b1=55mm，大齿轮分度圆直径d2=90mm、齿宽b2=50mm，则齿宽系数Φd=C。

A.1.1B.5/9C.1D.1.3

32.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D。

A.HBS1=HBS2B.HBS1≤HBS2

C.HBS1＞HBS2D.HBS1=HBS2+（30～50）

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

A．=B.＜C．＞D．≤

34.减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮2选用45钢正火，齿面接触应力C。

A.＞B.＜C.=D.≤

35.一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在D。

A.靠近齿顶处B.靠近齿根处

C.靠近节线的齿顶部分D.靠近节线的齿根部分

36.一对减速齿轮传动中，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C。

A．明显增大B．明显减小C．基本保持不变D．略有增加

37.在下面的各种方法中，A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

38．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B。

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

39．一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B。

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

40.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D。

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

41.若保持传动比i和齿数和不变，而增大模数m，则齿轮的A。

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

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

A．较小者B．较大者

C．较小者C．较大者

43．在以下几种工况中，A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

44．在下列措施中，B可以降低齿轮传动的齿向