齿轮蜗杆传动复习题.docx

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齿轮蜗杆传动复习题

齿轮传动

一、是非题

1、为了提高小齿轮的承载能力，通常取小齿轮的宽度比大齿轮宽度宽5~10mm。

是

2、相互啮合的齿轮，齿面接触强度一定相等，齿根弯曲疲劳强度一般不等。

3、在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮工作载荷相等，所以两者的齿根弯曲应力以及齿面接触应力也分别相等。

4、齿轮传动在保证接触和弯曲强度的条件下,应采用较小的模数和较多的齿数,以便改善传动质量,节省制造费用。

非

5、渐开线齿轮可通过轮齿的齿顶修缘来降低动载荷系数。

是

6、直齿圆锥齿轮平均分度圆的模数是标准的。

7、齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最低点时。

非

8、设计直齿圆柱齿轮传动时，为了使尺寸尽量小，所以在公式

中取

大者代入计算。

齿面接触强度一定相等，齿根弯曲疲劳强度一般不等。

9、齿轮软、硬齿面以HB350为界，是因为软、硬齿面齿轮的设计准则不同。

是

10、斜齿圆柱齿轮强度计算常按齿轮齿数查取YFS。

非

11、在圆锥齿轮强度计算中，一般按齿宽中点计算。

12、一般情况下，一对相啮合齿轮中,小齿轮许用强度较大齿轮许用强度高。

13、在闭式齿轮传动中，一般需按弯曲疲劳强度，接触疲劳强度设计校核脆性材料齿轮。

是

14、齿轮在悬臂布置时一般选较大齿宽系数。

15、齿面点蚀是润滑良好的软齿面闭式齿轮传动常见的失效形式。

是

16、对轮齿沿齿宽作适当的修形（鼓形齿），可以大大改善载荷沿接触线分布不均匀的现象。

是

17、齿轮的齿形系数YFa与模数无关，与齿廓形状有关。

是

18、齿轮传动中，经过热处理的齿面称为硬齿面，而未经热处理的齿面称为软齿面。

非

19、为了减小Kβ值，应将齿轮制成鼓形齿。

是

20、影响齿轮动载荷系数的主要因素是圆周速度和安装刚度。

非

21、直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则降低了轮齿的弯曲强度。

22、齿面硬度HB≤350HBS的闭式钢制齿轮传动中，主要失效形式为轮齿折断.非

二、选择题

1、齿轮轮齿加工成鼓形，主要考虑载荷系数中D。

A、KAB、KVC、KαD、Kβ

2、通常齿面接触应力为A。

A、脉动循环B、对称循环C、静应力D、不定

3、按齿面接触强度设计齿轮时，应将A中较小者代入设计公式。

A、

与

B、

与

C、

与

D、

与

4、闭式软齿面塑性材料齿轮的计算准则是Ｃ。

A、先按弯曲疲劳强度设计，再按接触疲劳强度校核

B、只按弯曲疲劳强度设计

C、先按接触疲劳强度设计，再按弯曲疲劳强度校核

D、只按接触疲劳强度设计

5、在齿轮结构中与轴配合的部分叫Ｂ。

A、轮幅B、轮毂C、轮缘D、幅板

6、单对单向传动的齿轮其轮齿所受弯曲应力是。

A、对称循环变应力B、静应力

C、非对称循环变应力D、脉动循环变应力

8、齿轮齿坯常用类型是Ａ。

A、铸坯B、锻坯C、型材坯D、焊接坯

9、在冲击载荷较大的传动中，齿轮一般选Ｂ。

A、软齿面B、硬齿面C、一软一硬齿面D、任意

10、圆柱齿轮传动中，当齿轮直径不变而减小模数时可以C。

A、提高轮齿弯曲强度B、提高齿面的接触强度

C、改善传动的平稳性D、减小齿面的接触强度

11、为了提高齿轮齿根弯曲强度应C。

A、增大模数B、增大分度圆直径

C、增加齿数D、减少齿宽

12、对齿轮轮齿经硬化处理，齿轮的齿顶进行适当修缘，可以B。

A、减少载荷分布不均B、减少动载荷

C、提高轮齿的弯曲强度D、使齿轮易于啮合

13、采用含有油性和极压添加剂的润滑剂，主要是为了减少A。

A、粘着磨损；B、磨粒磨损；

C、表面疲劳磨损；D、腐蚀磨损。

14、一对相互啮合的齿轮，其齿面接触应力D。

A、小齿轮大B、大齿轮大

C、有时小齿轮大，有时大齿轮大D、相等

三、简答题

1、齿轮传动常见的失效形式有哪些？

在工程设计实践中，对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么？

答：

失效形式：

1.轮齿折断2.齿面疲劳点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.齿面塑形变形

对于闭式硬齿面，通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核；

对于闭式软齿面，通常按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核；

对于开式齿轮传动，通常按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，用增大模数10%~20%的办法来考虑磨损的影响。

2、齿轮传动中齿面点蚀通常发生在什么部位？

如何提高抗点蚀的能力？

开式齿轮传动有无点蚀？

为什么？

答：

1）齿面点蚀通常首先出现在靠近节线的齿根面上，然后再向其他部位扩展；

2）1.提高齿面硬度和降低表面粗糙度值；

2.在许可围采用大的变位系数和，以增大综合曲率半径；

3.采用粘度较高的润滑油；

4.减小动载荷

3）开式齿轮传动一般看不到点蚀破坏，在开式齿轮传动中，由于轮齿表面磨损较快，点蚀未形成之前已被磨掉。

3、在直齿圆柱齿轮传动中，其载荷系数包括哪几项系数？

各项系数反映什么影响因素？

答：

1.使用系数

：

考虑原动机和工作机的运动特性等外部因素引起的附加动载荷的影响系数；2.动载系数

：

考虑齿轮副自身啮合误差引起的部附加动载荷的影响系数；3.齿间载荷分配系数

：

制造误差和轮齿受力变形以及受齿轮啮合刚度、基圆齿距误差、修缘量、跑合量等多方面因素的影响；4.齿向载荷分布系数

：

制造引起的齿向误差、齿轮及轴的弯曲和扭转变形、轴承及支座的变形、装配的误差等。

4、试述齿轮齿数Z1，齿宽系数对齿轮传动性能和承载能力的影响。

答：

较多的齿数可提高传动的平稳性，齿宽系数大，承载能力提高。

5、齿轮常见失效形式是什么？

齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度各针对何种失效形式？

答：

1.轮齿折断，按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核；2.齿面疲劳点蚀，按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲强度校核；3.齿面磨损，齿根弯曲疲劳强度进行计算；4.齿面胶合，按齿面接触疲劳强度设计；5.齿面塑性变形，按齿面接触疲劳强度设计。

6、一对齿轮传动中下列应力是否相等？

为什么？

（1）

与

（2）

与

（3）

与

答：

（1）不相等，因为齿面节线处所产生的最大接触应力小于齿轮的许用接触应力；

（2）不相等，两齿轮的许用接触应力分别与各自的材料，热处理的方法及应力循环次数有关，一般不相等；（3）不相等，在齿根弯曲疲劳强度计算中，由于Z1Z2，配对齿轮的齿形系数，应力校正系数均不相等。

7、在齿轮设计中为何小齿轮较大齿轮宽？

小齿轮硬度较大齿轮硬度高？

匹配大小齿轮的使用寿命，配合大齿轮的齿宽。

因为小齿轮的转速较高，所受的接触次数多，易磨损

答：

匹配大小齿轮的使用寿命，配合大齿轮的齿宽。

因为小齿轮的转速较高，所受的接触次数多，易磨损。

8、齿轮设计中为什么要引入载荷系数K？

它由哪几部分组成？

Kβ与Kα两系数本质区别是什么？

答：

动载系数Kv是考虑齿轮副自身啮合误差引起的部附加动载荷的影响因素

齿间载荷分配系数Kα总载荷在各齿对间分配不均造成的影响

9、蜗杆传动效率由哪几部分组成？

蜗杆传动为何要进行热平衡计算？

答：

（1）1.考虑轮齿啮合损耗的效率；2.考虑轴承摩擦损耗的效率；2.考虑搅油损耗的效率；

（2）由于蜗杆传动的效率较低，工作时将产生大量的热。

若产生的热量不能及时散逸，将使油温升高，油粘度下降，油膜破坏，磨损加剧，甚至产生胶合破坏。

10、常见的齿轮传动失效有哪些形式？

开式齿轮传动最常见的失效形式是什么？

答：

失效形式：

1.轮齿折断2.齿面疲劳点蚀3.齿面磨损4.齿面胶合5.齿面塑形变形

开式齿轮传动最常见的失效形式是齿面磨粒磨损及弯曲疲劳折断。

11、试述闭式齿轮传动的设计准则。

答：

对于软齿面的闭式齿轮传动，齿面点蚀是主要失效形式。

按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲强度校核。

对于硬齿面的闭式齿轮传动，轮齿折断为主要失效形式。

按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。

12、在齿轮传动设计准则中，软齿面闭式齿轮传动与硬齿面闭式齿轮传动在设计上有何不同？

答：

对于软齿面的闭式齿轮传动，齿面点蚀是主要失效形式。

按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲强度校核。

对于硬齿面的闭式齿轮传动，轮齿折断为主要失效形式。

按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。

蜗杆传动

一、是非题

1、在计算蜗杆传动的啮合效率时，蜗杆和蜗轮齿面间的当量摩擦系数可根据两者的相对滑动速度选取。

非

2、蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量小。

非

3、蜗杆传动中心距为a=m（Z1+Z2）/2。

非

4、单头蜗杆传动的效率比多头蜗杆低。

是

5、蜗杆传动本质上属于齿轮传动，因此其传动比公式为i=d1/d2。

非

6、为了降低成本一般在大功率降速比传动中采用蜗杆传动。

非

7、阿基米德蜗杆在轴剖面上为直齿廓。

8、蜗轮滚刀和齿轮滚刀可通用。

9、一般蜗杆蜗轮效率与齿轮传动效率相当。

10、蜗杆传动强度校核，需对蜗杆和蜗轮同时校核。

11、蜗杆是一个特殊斜齿轮，故在齿轮加工机床上加工。

12、蜗杆传动当VS较小时一般采用蜗杆下置式。

13、与齿轮传动的变位方法相类似，不仅可以对蜗杆进行变位加工，而且也可以对蜗轮进行变位加工。

14、蜗杆传动中最常见失效形式为蜗杆的疲劳损坏。

非

15、在蜗杆传动设计中，除规定模数标准化外，还规定蜗杆直径d1取标准，其目的是限制加工蜗轮的刀具数量并便于刀具的标准化。

二、选择题

1、大尺寸的蜗轮通常采用组合结构，其目的是C。

A、提高刚度B、延长寿命

C、节约贵重金属D、提高传动效率

2、对传递动力的蜗杆传动，为了提高效率，在一定限度可以采用C。

A、较大的蜗杆直径系数B、较大模数

C、较大的导程角D、较少的头数

3、对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是C。

A、蜗杆传动的载荷B、蜗杆传动的功率

C、齿面滑动速度D、配对蜗杆齿面硬度

4、D可以提高蜗杆的啮合效率。

A、增大传动比B、减少轴承的摩擦损失

C、采用大直径系数蜗杆D、采用多头蜗杆

5、为了配凑中心距或提高蜗杆传动的承载能力和传动效率，常采用变位蜗杆传动，这时要对A。

A、蜗杆变位B、蜗轮变位C、蜗杆蜗轮均变位

6、减速蜗杆传动时，用D来计算传动比是错误的。

A、

B、

C、

D、

7、控制蜗杆传动中蜗轮的齿数主要考虑A。

A、蜗杆刚度B、蜗轮材料

C、蜗杆制造D、蜗轮制造

8、蜗杆传动下列一参数未标准化C。

A、mB、d1C、qD、α

9、在起重蜗杆传动中，为保证其自锁、增力常采用蜗杆头数为A。

A、1B、2C、3D、4

10、蜗轮的传动参数，主要几何尺寸以为准。

A、端面B、法面C、中间平面

11、蜗杆传动引入直径系数的目的是为了C。

A设计方便B控制加工蜗轮的刀具的数量

C保证蜗杆的刚度足够D保证蜗轮不产生过度磨损

12、蜗杆常用材料D。

A、45钢B、灰铁C、球铁D、锡青铜

三、问答题

1、为什么闭式蜗杆传动的工作能力主要取决于蜗轮轮齿面接触强度，而不取决于蜗杆？

答：

因为对于闭式蜗杆传动，主要失效形式是齿面胶合或点蚀，通常是先按齿面接触强度计算。

齿轮蜗杆部分计算题：

1．如图所示，斜齿圆柱齿轮一蜗杆蜗轮减速器，小斜齿轮由电机驱动，转动方向如图，已知蜗杆为左旋。

（1）试在图上标出蜗轮转向并说明蜗轮旋向。

（2）如何选择斜齿轮旋向（左旋/右旋），使轴2轴向力最小？

（3）以三分力分别表示齿轮传动，蜗杆传动受力分析。

（4）若2轴扭矩T2=83.4N•m，n2=780r/min,Z3=2,Z4=40,m=8mm,

q=8,γ=14º2′10″，蜗杆传动效率η=0.88，试求：

Ft3,Fr3,Fa3。

2．如图所示，斜齿圆柱齿轮一蜗杆蜗轮减速器，小斜齿轮由电机驱动，转向如图，已知蜗轮为右旋。

（1）试在图中标出蜗轮转向，蜗杆旋向（左/右旋）？

（2）如何选择大小斜齿轮旋向，使轴2轴向力最小？

（3）画出蜗杆传动受力分析（图中以三分力表示）。

（4）若2轴扭矩T2=87.5Nm,n2=960r/min,Z3=2,Z4=36,m=10mm,q=8,γ=14º2′10″蜗杆传动效率η=0.88，试求FtS、Fr3、Fa3。

重点3．图示为一圆锥齿轮一斜齿轮传动装置，动力由齿轮1传入，功率为10KW，齿轮1的转速n1=1450r/min（转向如图）齿轮传动参数Z1=24，Z2=48，m1=3mm,Z3=27,Z4=54,mn2=5mm,齿轮啮合效率η1=0.98，滚动轴承效率η2=0.99（每对轴承）。

试求：

（1）低速级小齿轮的齿向（左、右旋向），使中间轴所受轴向力较小。

（2）设Fa2=715N,低速级斜齿轮分度圆螺旋角β为多少时，中间轴上轴承所受轴向力完全抵消。

（3）各轴转向及所受扭矩。

（4）齿轮各啮合点作用力方向及低速级齿轮作用力大小（用三分力表示）。

4

重点4．如图二级斜齿轮减速器中，已知高速级齿轮Z1=21,Z2=52,mn1=3mm,β1=12º7′43″,低速级齿轮Z3=27，Z4=54，mn2=5mm,输入功率P1=10KW，n1=1450r/min,齿轮啮合效率η1=0.98,滚动轴承效率η2=0.99（每对），试求：

（1）低速级小齿轮的齿向（左、右旋），使中间轴承所受轴向力较小。

（2）低速级斜齿轮分度圆螺旋角β2为多少时，中间轴上的轴承所受轴向力完全抵消。

（3）各轴转向及所受扭矩。

（4）齿轮各啮合点作用力方向及高速级作用力大小（各用三个分力表示）。

5．图示为一斜齿轮蜗杆传动装置，已知两者传动中心距相等，动力由齿轮1输入，功率3KW，齿轮1的转速n1=1430rpm（转向如图），齿轮传动参数Z1=23；Z2=48，mn=3mm，蜗杆传动参数为：

Z3=2，Z4=27，m=6mm,q=9。

蜗杆传动效率η=0.8（斜齿轮、轴承的功率损失均忽略不计）。

（1）判断蜗轮4的转向。

（标在图上）

（2）求斜齿轮螺旋角β。

（3）求蜗杆的螺旋升角λ。

（4）求蜗轮轴的输入扭矩。

（5）分析齿轮2，蜗轮4在啮合点的受力大小，并画出方向。

6．如图二级斜齿轮减速器，已知高速级齿轮Z1=19,Z2=57，mn1=2mm,β1=12º,低速级齿轮Z3=25，Z4=50，mn2=4mm,输入功率P1=10KW,n1=960rpm,齿轮啮合效率η1=0.98，滚动轴承效率η2=0.99（每对），试求：

（1）高速级小齿轮的齿向（左、右旋），使中间轴受轴向力为较小。

（2）低速级β2为多少时，中间轴上的轴承所受的轴向力完全抵消。

（3）各轴转向及所受扭矩。

（4）高速级齿轮作用力方向及大小。

7．图示为一圆锥齿轮一斜齿轮传动装置，动力由齿轮1传入功率为8KW，齿轮1转速n1=980rpm（转向如图），齿轮传动参数Z1=25，Z2=50，m1=3mm,Z3=27,Z4=54,mn2=5mm,齿轮啮合效率η1=0.98，滚动轴承效率η2=0.99（每对），试求：

（1）低速级大齿轮的旋向（左、右旋），使中间轴所受轴向力较小。

（2）低速级斜齿轮分度圆螺旋角β为多少时，中间轴上轴承所受轴向力完全抵消（设Fa2=800N）。

（3）各轴转向及所受扭矩。

（4）齿轮各啮合点作用力方向（用三分力表示）及低速级齿轮作用力大小。

8．图示为斜齿轮一蜗杆传动装置，已知两者传动中心距相等，动力由齿轮1输入。

功率为3KW，齿轮1的转速n1=1430rpm（转向如图），齿轮传动参数Z1=23，Z2=48，mn1=3mm,蜗杆传动参数为Z3=2，Z4=27，m=6mm,q=9,蜗杆传动效率η=0.8

（1）判断蜗轮4的转向（标明在图上）。

（2）求斜齿轮螺旋角β。

（3）求蜗杆的螺旋升角λ。

（4）蜗轮轴的输出扭矩T4。

（5）分析齿轮2，蜗轮4在啮合点受力大小，并画出方向（用分力表示）。

（注：

斜齿轮、轴承的功率损失均忽略不计）

9、图示的二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知：

高速级齿轮参数为mn=2mm，

，z1=20，z2=60；低速级

，z3=20，z4=68；齿轮4为右旋；轴I的转向如图示，n1=960r/min，传递功率P1=5kW，忽略摩擦损失。

试求：

（1）轴Ⅱ、Ⅲ的转向（标于图上）；

（2）为使轴Ⅱ的轴承所承受的轴向力小，决定各齿轮的螺旋线方向（标于图上）；

（3）齿轮2、3所受各分力的方向（标于图上）；

（4）计算齿轮4所受各分力的大小。

10、图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级:

=2mm，Z1=20，Z2=80，

，

，低速级：

=3mm，Z3=25，Z4=75，

，齿轮1为右旋，n1=960r/min，转向如图，传递功率

=5kW，忽略摩擦损失。

试：

（13分）

1）在图上标出Ⅱ、Ⅲ轴的转向；

2）合理确定（在图上标出）各轮的旋向；

3）确定2轮所受各个分力的大小和方向。

4）计算β3取值多大才能使Ⅱ轴不受轴向力。

11.在图示传动系统中，1为蜗杆，2为蜗轮，3和4为斜齿圆柱齿轮，5和6为直齿锥齿轮。

若蜗杆主动，要求输出齿轮6的回转方向如图所示。

试决定：

（8分）

1）若要使Ⅰ、Ⅱ轴上所受轴向力互相抵消一部分，蜗杆、蜗轮及斜齿轮3和4的螺旋线方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向（在图中标示）；

2）Ⅱ、Ⅲ轴上各轮啮合点处受力方向（Ft、Fr、Fa在图中画出）。

12.某输送带由电机通过三级减速传动系统来驱动，减速装置有：

二级斜齿圆柱齿轮传动、滚子链传动、V带传动。

试分析如图所示传动布置方案的不合理之处，简单说明错误原因，画出正确的传动方案布置图。

（10分）

13、图所示为直齿锥齿轮–斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。

锥齿轮的参数为mn=2mm，z1=20，z2=40，

；斜齿圆柱齿轮的参数为mn=3mm，z3=20，z4=60。

试求：

（1）画出各轴的转向；

（2）为使轴Ⅱ所受轴向力最小，标出齿轮3、4的螺旋线方向；

（3）画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向；

（4）若要求使轴Ⅱ上的轴承几乎不承受轴向力，则齿轮3的螺旋角应取多大（忽略摩擦损失）。