机械设计作业集10答案新版Word文件下载.docx

1、108 一对标准圆柱齿轮传动，若大、小齿轮的材料或热处理方法不同，则工作时，两齿轮间的应力关系属于下列第 C 种。A H1H2， F1F2， H1H2，F1F2B H1H2，F1F2，H1H2， F1F2C H1H2，F1F2， H1H2， F1F2D H1H2， F1F2，H1H2， F1F2（H、F、H、F分别为齿轮的接触应力、弯曲应力、许用接触应力、许用弯曲应力）109一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动时，若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同且寿命系数KN1=KN2，则两轮的弯曲强度为_A_。A大齿轮较高 B小齿轮较高 C相同1010一对正确啮合的标准渐开线齿轮作减速传动，若两轮的许

2、用接触应力H1= H2，则两轮的接触强度_C_。1011有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1模数m1=5mm，z1=25；齿轮2模数m2=3mm，z2=25，它们的齿形系数_ C_。AYFa1YFa2 B YFa1YFa2 C YFa1=YFa21012有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数m1=5mm，齿数zl=30；齿轮2的模数m2=3mm，齿数z2=50，则齿形系数和应力校正系数的乘积YFa1YSa1_A_YFa2YSa2。A大于 B等于 C小于 D不一定大于、等于或小于1013圆柱齿轮传动中，常使小齿轮齿宽b1略大于大齿轮齿宽b2，其目的是_C_。A 提高小齿轮齿面接触强度 B提高小齿轮齿根弯

3、曲强度 C补偿安装误差，以保证全齿宽接触 D 减少小齿轮载荷分布不均1014对于重要的齿轮传动，可将齿顶进行修缘，目的是_C_。A减小齿间载荷分配不均 B减小齿向载荷分配不均 C减小附加动载荷1015 在齿轮传动中，将齿轮轮齿加工成鼓形齿的目的是_B_。A减小动载荷 B改善载荷沿齿向分布不均 C提高齿轮的传动精度1016 齿轮传动中，动载系数Kv主要是考虑_A_因素对齿轮传动的影响。A齿轮自身制造精度引起的误差 B载荷沿齿宽分布不均C双齿啮合时的载荷分配不均 D齿轮以外的其它1017 齿轮接触强度计算中的材料弹性系数ZE反映了_A_对齿面接触应力的影响。A齿轮副材料的弹性模量和泊松比 B齿轮副

4、材料的弹性极限C齿轮副材料的强度极限 D齿轮副材料的硬度1018对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度的前提下，齿数宜适当取多些，其目的是_C_。A 提高轮齿的弯曲强度 B提高齿面的接触强度 C提高传动的平稳性1019对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数，其目的是_D_。A提高齿面接触强度 B减小滑动系数，提高传动效率 C减小轮齿的切削量 D保证轮齿的弯曲强度 1020设计一对齿数不同的齿轮传动，若需校核其弯曲强度时，一般应_A_。A对大、小齿轮分别校核 B只需校核小齿轮C只需校核大齿轮 D应校核哪一个齿轮，无法判断1021在齿轮传动中，为减少动载荷，可采取的措施是

5、_B_。A改用好材料 B提高齿轮制造精度C降低润滑油粘度 D加大模数1022直齿圆锥齿轮传动的强度计算方法是以_C_的当量圆柱齿轮为基础。A大端 B小端 C齿宽中点处二、填空题1023 对齿轮材料的基本要求是：齿面 硬 ，齿芯 韧 ；齿轮传动中，软、硬齿面是以 齿面硬度 来划分的，当 HB350时为软齿面，一般取小、大齿轮的硬度HBS1-HBS2为 3050 ，其原因是 小齿轮的循环次数多 ；当HB350时为硬齿面，一般取小、大齿轮的硬度HBS1 = HBS2。1024 在齿轮传动中，获得软齿面的热处理方式有 调质 、 正火 ，而获得硬齿面的热处理方式有 渗碳淬火 、 整体淬火 、 表面淬火

6、等。1025一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 点蚀 ，闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 断齿 ，开式齿轮传动的主要失效形式是 磨损 ，高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出现的失效形式是 胶合 。1026 在闭式软齿面齿轮传动中，齿面疲劳点蚀经常首先出现在 节线附近靠近齿根 处，其原因是该处 为单齿啮合区 、 摩擦力大润滑不良 。1027 在推导轮齿齿根弯曲疲劳应力计算公式时，其计算模型是 悬臂梁 ，设计的主要参数是 模数m 。一对齿轮传动中，大、小齿轮的弯曲应力 不相等 。1028 齿轮齿面接触应力计算公式是在 赫芝 公式的基础上推导出的，影响齿面接触应力最主要的参数是 分度圆

7、直径d1（中心距a） 。一对标准齿轮传动，若中心距、传动比等其他条件保持不变，仅增大齿数z1，而减小模数m，则齿轮的齿面接触疲劳强度 不变 。1029渐开线齿轮的齿形系数YFa的物理意义是 轮齿形状对弯曲应力的影响 ，标准直齿圆柱齿轮的YFa值只与齿轮的 齿数 有关。设有齿数相同的A、B、C三个标准齿轮，A为标准直齿圆柱齿轮，B为15的斜齿圆柱齿轮，C为=30的直齿锥齿轮，试比较这三个齿轮的齿形系数，最小的是 C ，最大的是 A 。1030 齿轮的弯曲疲劳强度极限Flim和接触疲劳强度极限Hlim是经持久疲劳试验并按失效概率为 1% 来确定的，试验齿轮的弯曲应力循环特性为脉动循环。1031 一

8、齿轮传动装置如图所示，轮1为主动，在传动过程中，轮2的齿根弯曲应力按 对称 循环变化，而其齿面接触应力按 脉动循环 变化。若求得其齿根最大弯曲应力为300MPa，则最小应力值为 -300MPa ，应力幅值为300MPa，平均应力为 0 。1032 在斜齿圆柱齿轮传动中，螺旋角既不宜过小，也不宜过大，因为过小，会使得 斜齿轮的优点不能充分发挥 ，而过大又会使得 轴向力过大 。因此，在设计计算中，的取值应为 820 ，可以通过调整而对 中心距 进行圆整。1033 填注下表中参数的荐用范围（一般情况下）：三、分析与思考题1034 在不改变齿轮的材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力?答：1、加

9、大齿根圆角半径，以减小应力集中；2、增加轴的刚性，使受载均匀；3、采用合适的热处理使齿芯具有足够的韧性；4、对齿根进行强化处理。1035 齿面点蚀一般首先发生在轮齿的什么部位？在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？如何提高齿面抗点蚀的能力？齿面点蚀一般首先发生在轮齿节线附近靠近齿根处。开式齿轮传动的主要失效是磨损，还没有出现点蚀就可能已磨损了。措施：1、提高齿面硬度，降低粗糙度；2、提高润滑油粘度；3、采用正传动，提高综合曲率半径， 减小接触应力。1036软齿面齿轮和硬齿面齿轮是如何划分的？软齿面齿轮和硬齿面齿轮在加工方法上有何区别？为什么？根据齿面硬度划分，HBF2。大、小齿轮弯曲强度

10、相等的条件是：试分析一对标准直齿圆柱齿轮传动，在中心距和传动比一定的情况下，齿数和模数的不同选择方案各有何利弊?齿数增大，模数减小，则：1、重合度，传动平稳；2、齿高h，滑动系数，磨损；3、da，齿轮重量，切削量；4、齿轮弯曲强度。 齿宽系数d的大小对齿轮传动的尺寸和强度影响如何?选取时要考虑哪些因素?齿宽系数d越大，则齿轮的有效齿宽越大，齿轮的承载能力越强，强度越高；但齿宽越大，齿轮的偏载越严重，使得载荷分布不均匀，K增大，计算应力增大，强度降低。因此，要根据支承方式适当选择齿宽系数d。1045在圆柱齿轮传动设计中，为什么通常取小齿轮的宽度大于大齿轮齿宽?在强度计算时是采用哪个齿宽?圆锥齿轮

11、传动又如何?因为轴系零件和箱体存在加工和装配误差，使得两齿轮轴向错位而减小了轮齿的接触宽度，为了保证轮齿的接触宽度，通常取小齿轮的宽度大于大齿轮齿宽。在强度计算时采用的有效齿宽是大齿轮的齿宽。圆锥齿轮则两齿轮的齿宽取为相等，因为圆锥齿轮的轴向位置可以调整，而且要求两齿轮的锥顶重合，大端面应当对齐。1046在齿轮传动中，载荷分布不均匀系数K与哪些因素有关？可采取哪些措施减小K？载荷分布不均匀系数K考虑载荷沿轮齿接触线分布不均匀的影响，这主要是由于系统变形（轴、轴承、箱体等）引起的，有弯曲变形和扭转变形，可采取如下措施减小K：1、提高轴、轴承、机架的刚度；2、提高齿轮的制造、安装精度；3、尽量使齿

12、轮相对轴作对称布置，避免悬臂布置；4、适当减小齿宽；5、转矩从远离齿轮端输入；6、重要传动中的齿轮作成鼓形齿。1047 有一对标准直齿圆柱齿轮传动。有关参数和许用值如下表，试分析比较哪个齿轮的弯曲疲劳强度高? 哪个齿轮的接触疲劳强度高?弯曲强度可比较齿轮1的弯曲强度高。接触强度可比较 和显然 ，齿轮1的接触强度高。1048 现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动。其参数如下表所示。其材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同。试分析比较这两对齿轮接触强度及弯曲强度的高低。解：两对齿轮的材料及热处理硬度、载荷、工况及制造精度均相同，即表示其许用应力都相同，只需比较其计算应力的大小。 A: d

13、1=mz1=240=80mm B: d1=mz1=420=80mm弯曲强度：每对齿轮都是小齿轮的弯曲应力大，只算小齿轮的弯曲应力。A：B：B对齿轮的弯曲强度高。接触强度：两对齿轮的接触强度一样高。1049 一标准直齿圆柱齿轮传动，若传递载荷不变，齿轮齿数、中心距和许用应力不变，小齿轮转速 n1从960 r/min降为720 r/min。试问要改变何参数，并使该值与原用值之比大致等于多少才能保证该传动具有原来的抗弯曲强度?由于转速下降，使得传递的扭矩增加，有即扭矩增加为原来的 倍。由弯曲应力计算公式只有改变齿宽b，并使其等于原用值的1.333倍才能保证该传动具有原来的抗弯曲强度。1050两级齿轮

14、传动中，若一级为斜齿，另一级为直齿，试问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级？若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮所组成的两级传动，锥齿轮应置于高速级还是低速级？斜齿圆柱齿轮应置于高速级，这是因为斜齿轮在高速级时相对于低速级时的轴向力小，可使轴承受力较小。若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮所组成的两级传动，锥齿轮应置于高速级，这是因为高速级速度高、受力小，锥齿轮的尺寸较小，便于加工。1051 （3）答：齿轮4的接触强度最弱。1051 图示为一二级展开式标准斜齿圆柱齿轮减速器。已知，高速级齿数z1=44, z2=94，模数 m12=2.5 mm，中心距 a 12 = 175 mm，齿宽b2= 90mm；低速级齿数z3=

15、40，z4=75，模数m34= 3 mm，中心距a34 =175 mm，齿宽b4=100 mm；四个齿轮的材料相同，许用接触应力分别为： H1H3= 550 MPa，H2H4=420MPa；传动的摩擦损耗可忽略不计，假设两对齿轮传动的载荷系数K相同。试：（1）标出齿轮2轮齿螺旋线的旋向，以使 II轴轴承上所受轴向力小些；（2）画出各齿轮的受力图（力的作用点和方向）；（3）判断哪个齿轮的接触强度最弱。答：题1051图（3）的解答在上一页。1052图示为二级圆锥圆柱齿轮减速器简图，输入轴转向n1如图所示。（1）合理确定斜齿轮3和4的螺旋线方向（画在图上），；（2）在图上画出各齿轮的圆周力、径向力和

16、轴向力的方向；（3）轴为输出轴，应从轴的哪端输出扭矩为好？题1052图应从轴的上端输出扭矩，使弯曲、扭转的变形抵消一部分。1053有一同学设计闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，方案一其参数为：m=4mm、z1=20、z2=60，经强度计算其齿面接触疲劳强度刚好满足设计要求，但齿根弯曲应力远远小于许用应力，因而又进行了两种方案设计。方案二为：m=2mm、z1=40、z2=120，其齿根弯曲疲劳强度刚好满足设计要求；方案三为：m=2mm、z1=30、z2=90。假设改进后其工作条件、载荷系数K、材料、热处理硬度、齿宽等条件都不变，问：（1）改进后的方案二、方案三是否可用？（2）应采用哪个方案更合理？（1

17、） 方案二 与方案一的d1相同，齿面接触疲劳强度不变，可用。方案三比方案一的d1减小，齿面接触疲劳强度降低，不可用。（2） 方案一与方案二相比较，应采用方案二更合理，因为在d1不变的条件下，齿数多、模数小有如下优点：3、da，齿轮重量，切削量。四、设计计算题1052 设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为H1=700MPa，H2 =600MPa，求得中心距a=100mm；现改用H1=600MPa，H2=400MPa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距a。 即1053 一直齿圆柱齿轮传动，已知zl=20，z2=60，m=4mm，B1=45mm，

18、B2=40mm，齿轮材料为锻钢，许用接触应力H1=500MPa，H2=430MPa，许用弯曲应力F1=340MPa， F2=280MPa，弯曲载荷系数K=1.85，接触载荷系数K=1.40，求大齿轮所允许的输出转矩T2 （不计功率损失）。1、计算弯曲强度允许的输出转矩2、计算接触强度允许的输出转矩大齿轮所允许的输出转矩T2=168938Nmm。10一54有一对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮齿数z1=20，传动比i=3，模数 m=4mm，齿宽 b = 80 mm，齿面接触应力H = 400MPa，大齿轮齿根弯曲应力 F2 = 50 MPa。现可忽略载荷系数K对强度的影响，试求：（1）小齿

19、轮的齿根弯曲应力F1；（2）当其他条件不变，而 b =40mm时的齿面接触应力H和齿根弯曲应力F1、F2；（3）当传动比i及其他条件不变，而 z1= 40，m = 2 mm时的齿面接触应力H和齿根弯曲应力F1、F2。（1）（2）（3） （因为d1不变）1057 设计铣床中一对直齿圆柱齿轮传动，已知功率P1=7.5kW，小齿轮主动，转速n1=1450r/min，齿数z1=26，z2=54，双向传动，工作寿命Lh=12000h。小齿轮对轴承非对称布置，轴的刚性较大，工作中受轻微冲击，7级制造精度。略1058 设计一斜齿圆柱齿轮传动，已知功率Pl=40kW，转速n1=2800r/min，传动比i=3.2，工作寿命Lh=1000h，小齿轮作悬臂布置，工作情况系数KA=1.25。1059 设计由电动机驱动的闭式圆锥齿轮传动。已知功率P1=9.2kW，转速n1=970r/min，传动比i=3，小齿轮悬臂布置，单向转动，载荷平稳，每日工作8小时，工作寿命为5年（每年250个工作日）。