机械设计第十章齿轮练习题
机械设计复习题(十)
第十章齿轮传动一、填空题1、在齿轮传动、带传动和链传动三种传动中，瞬时传动比恒定的是____________。
2、磨粒磨损和弯曲疲劳折断是_________________齿轮传动的主要失效形式。
3、在轮齿弯曲强度计算中，齿形系数Y Fa的大小与、变位系数x、斜齿轮的螺旋角β和分度圆上压力角α有关，而与无关。
4、一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是，其接触强度的关系是。
5、模数是齿轮的参数，是齿轮各部分几何尺寸计算的，齿形的大小和强度与它成。
6、齿数愈少，齿根厚度就愈；轮齿的弯曲应力就愈；因此，齿形系数Y f 就愈。
7、理想的齿轮材料性能应是齿面；齿芯。
8、在闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS<350时，通常首先出现破坏，应首先按进行设计；但当齿面硬度HBS>350时，则易出现破坏，应首先按进行设计。
9、在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度应比大齿轮的材料硬度高HBS。
10、对于闭式软齿面齿轮传动，主要按进行设计；对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是磨损，但目前仅以作为设计准则，这时影响齿轮强度的主要参数是。
11、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：2360N，272N，816N，试分别指出：F t2＝_________N，F a2＝___________N，F r2＝_________N。
12、开式齿轮传动的主要失效形式是：_________和_________。
二、判断题1、带传动和渐开线齿轮传动都能实现准确的传动比传动。
（）2、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应该增加齿数。
（）3、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。
（）4、一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是相等的；而其许用接触应力是不相等的；小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的。
（）5、为提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度应：在分度圆直径不变条件下增大模数。
（）6、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应：增加齿数。
机械设计作业集10、11答案
第十章齿轮传动一、选择题10—1 在齿轮传动的设计计算中，对下列参数和尺寸应标准化的有__A、G__；应圆整的有D、E__；没有标准化也不应圆整的有B、C、F、H、I、J。
A斜齿轮的法面模数m n B斜齿轮的端面模数m t C直齿轮中心距aD斜齿轮中心距a E齿宽B F齿厚s G分度圆压力角αH螺旋角βI锥距R J齿顶圆直径d a10—2 材料为20Cr钢的硬齿面齿轮，适宜的热处理方法是______B____。
A整体淬火B渗碳淬火C调质D表面淬火10—3 将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，该齿轮制造工艺顺序应是_______A______为宜。
A滚齿、表面淬火、磨齿B滚齿、磨齿、表面淬火C表面淬火、滚齿、磨齿D滚齿、调质、磨齿10—4为了提高齿轮传动的齿面接触强度应__B__。
A分度圆直径不变增大模数B增大分度圆直径C分度圆直径不变增加齿数D减小齿宽10—5为了提高齿轮齿根弯曲强度应___A_____。
A 增大模数B增大分度圆直径C增加齿数 D 减小齿宽10—6一减速齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料、热处理及齿面硬度均相同，则两轮齿根的弯曲应力_A_。
A F1>F2B F1<F2C F1=F210—7一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质，大齿轮2选用45钢正火，它们的齿面接触应力__C__。
A H1>H2B H1<H2C H1=H210—8 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 H1≠H2，F1≠F2，[H]1＝[H]2，[F]1＝[F]2B H1＝H2，F1＝F2，[H]1≠[H]2，[F]1≠[F]2C H1＝H2，F1≠F2，[H]1≠[H]2，[F]1≠[F]2D H1≠H2，F1＝F2，[H]1≠[H]2，[F]1≠[F]2（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）10—9一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K N1=K N2，则两轮的弯曲强度为___A_____。
机械设计复习题(十)
第十章齿轮传动一、填空题1、在齿轮传动、带传动和链传动三种传动中，瞬时传动比恒定的是____________。
2、磨粒磨损和弯曲疲劳折断是_________________齿轮传动的主要失效形式。
3、在轮齿弯曲强度计算中，齿形系数Y Fa的大小与、变位系数x、斜齿轮的螺旋角β和分度圆上压力角α有关，而与无关。
4、一对相啮合的大小齿轮齿面接触应力的关系是，其接触强度的关系是。
5、模数是齿轮的参数，是齿轮各部分几何尺寸计算的，齿形的大小和强度与它成。
6、齿数愈少，齿根厚度就愈；轮齿的弯曲应力就愈；因此，齿形系数Y f就愈。
7、理想的齿轮材料性能应是齿面；齿芯。
8、在闭式齿轮传动中，当齿轮的齿面硬度HBS<350时，通常首先出现破坏，应首先按进行设计；但当齿面硬度HBS>350时，则易出现破坏，应首先按进行设计。
9、在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则小齿轮的材料硬度应比大齿轮的材料硬度高HBS。
10、对于闭式软齿面齿轮传动，主要按进行设计；对于开式齿轮传动，虽然主要失效形式是磨损，但目前仅以作为设计准则，这时影响齿轮强度的主要参数是。
11、已知减速直齿锥齿轮传动，大齿轮所受三个分力的大小分别为：2360N，272N，816N，试分别指出：F t2＝_________N，F a2＝___________N，F r2＝_________N。
12、开式齿轮传动的主要失效形式是：_________和_________。
二、判断题1、带传动和渐开线齿轮传动都能实现准确的传动比传动。
（）2、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应该增加齿数。
（）3、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。
（）4、一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是相等的；而其许用接触应力是不相等的；小齿轮与大齿轮的弯曲应力一般也是不相等的。
（）5、为提高齿轮传动的齿面接触疲劳强度应：在分度圆直径不变条件下增大模数。
（）6、为提高齿轮轮齿齿根弯曲疲劳强度应：增加齿数。
机械原理及设计思考题练习题 (17)
第十章 齿轮传动1.直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的优缺点各是什么？各适用何场合？2.齿轮传动的主要失效形式有几种？其发生的原因和防止措施各是什么？3.齿轮材料的选择原则是什么？软、硬齿面有什么区别？4.齿轮的工作载荷与计算载荷有什么关系？要考虑哪些因素的影响？5.齿数和齿宽系数对齿轮传动的承载能力有何影响？应如何选取？6. 试分析题6图.所示齿轮传动中各齿轮所受的力（在啮合点画出其三个分力）。
题6图. 齿轮传动力分析7.题7图.为两级斜齿圆柱齿轮减速器，动力由Ⅰ轴输入，Ⅲ轴输出，齿轮1的螺旋线方向及Ⅲ轴转向如图。
求：（1）为使载荷沿齿向分布均匀，运动应从轴Ⅰ的哪一端输入，从轴Ⅲ的哪一端输出？ （2）为使轴Ⅱ的轴承所受轴向力最小，其余各齿轮的螺旋线方向如何？ （3）标出齿轮2、3所受各分力的大小和方向。
题7图.两级斜齿圆柱齿轮减速器题8图. 齿轮传动应力循环特性分析8. 如图题8图.所示齿轮传动，试分析以下两种情况下各齿轮所受的齿面接触应力和齿根弯曲应力的循环特性。
（1）齿轮B 为“惰轮”，齿轮A 为主动轮，齿轮C 为从动轮； （2）齿轮B 为主动轮，齿轮A 和齿轮C 均为从动轮。
9. 有两对直齿圆柱齿轮传动，齿轮参数见下表，齿轮的材料、精度以及齿轮传动的工作条件均相同，则该两对齿轮传动的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度相比较，哪对齿轮传动较好？z 1 z 2 m a b 1 20 70 4 180 80 24014021808010.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=2.5mm ，齿数Z 1＝24，Z 2＝115，若已知〔σH 〕1=590Mpa, 〔σH 〕2 =470Mpa, 〔σF 〕1 =321.4Mpa, 〔σF 〕2 =278.6Mpa, ，且小齿轮齿根弯曲应力σF1 =67.3Mpa, 齿面接触应力σH1 =550.2Mpa 已知, Y Fa1Y sa1=4.187, Y Fa2Y sa2=3.906,试问：（1）大齿轮的σF2 和σH2 为多少？（2）哪个齿轮的齿面接触疲劳强度弱？哪个齿轮的齿根弯曲疲劳强度弱？为什么？ 11.设计一对斜齿圆柱齿轮传动。
机械设计习题 第十章
⑶画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向；
2．不相同。小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30~50HBS。当小齿轮与大齿轮具有较大的硬度差且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳强度。
3．当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低，形成油膜条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿齿轮传动，通常只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，所以点蚀首先发生在靠近节线的齿根一侧。
A．20CrMnTi B．40Cr C．45#钢
19．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。
A．齿面胶合B．齿面磨损C．轮齿疲劳折断
20．齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为。
A．齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿B．齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿
C．齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火
⑷若使Ⅱ轴上的轴承不受轴向力，则齿轮３的螺旋角β３＝？（忽略摩擦损失）。
一、选择题：
1．C2．A3．B4．D 5．C 6．C7．C 8．A 9．C 10．C11．B12．A13．C 14．B15．B16．C17．B18．B19．A20．B21．A22．A
二、简答题：
1．在轮齿间有润滑油存在，可使接触面变大，降低了接触应力，这样可延迟点蚀的发生，润滑油粘度越大越好，但是裂纹一旦产生以后，润滑油进入裂纹中，以后被与之相啮合的齿轮封住，会在裂纹中形成高压，将金属薄片崩掉，这就会加速点蚀的产生与扩展。
7．锥齿轮应置于高速级，因为当传递功率一定时，低速级的转矩大，则齿轮的尺寸和模数也大，而锥齿轮的锥距和模数大时，加工困难，加工成本大为提高。
机械设计第十章习题答案
机械设计第十章习题答案10-1试分析图10-47所示的齿轮传动各齿轮所受的力（用受力图表示的里的作用位置及方向）。
解：受力图如下：注：斜齿轮各个受力方向1.径向力指向各自的轴心；2.轴向力的方向按主动轮螺旋线方向和转向，右旋用右手，左旋用左手，四肢弯曲方向与主动轮转向一致，拇指即为主动轮轴向力方向；3.圆周力的方向在主动轮上，与运动方向相反；从动轮上，与运动方向相同。
10-6设计铣床中的一对圆柱齿轮传动，已知1=7.5kW，1=1450r/min，1=26，2=54，寿命=12000h，小齿轮相对其轴承的支撑为不对称布置，并画出大齿轮的机构图。
解：1.选择齿轮类型、精度等级、材料（1）选用直齿圆柱齿轮传动（2）铣床为工作母机，速度不高，故选用6级精度（GB10095-88）（3）材料选择由表10-1选择小齿轮材料为20CrMnTi（渗碳后淬火），60HRC，大齿轮材料为40Cr（调质后表面淬火），53HRC2.按齿面接触强度设计1≥321·+12·（（1）确定公式中的各计算值1）试选载荷系数=1.4 2）计算小齿轮传递的力矩1=9.55某106某7.5145011=9.55某106某=49396.55N·mm3）小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取=0.94）由表10-5查得材料的弹性影响系数=189.85）确定区域系数=2.56）计算接触疲劳强度用重合度系数1=arco[29.241°2=arco[25.024°==26某tan29.241°tan20°+54某tan20.024°tan20°21tantan′+2tantan′22co2+21co1+2]=arco26co20°26+2某1=]=arco54co20°54+2某1==1.694=7）齿数比u=2143=41.6943=0.877=2.088）计算接触疲劳许用应力由小齿轮20CrMnTi，渗碳后淬火，得1=1300MPa由大齿轮40Cr，调质后淬火，得2=1300MPa9）计算应力循环次数1,21=601j=60某1450某1某12000=1.044某109 2==5.02某10810）确定接触疲劳寿命系数由图10-23，查表得：1=0.95，2=0.9511）计算接触疲劳许用应力取失效概率1%，安全系数S=1[]1=1368.42MPa []2=1368.42MPa得[]=1368.42MPa（2）计算1≥=331lim1=0.95某1300=2lim2=0.95某1300=21·+1·2某1.4某49396.550.8某2.08+12.08某(2.5某189.8某0.87921368.42=28.71mm圆周速度v=m/（3）计算齿宽bb=某1=0.8某28.71=22.97mm（4）计算齿宽和吃高比1160某1000=某28.71某145060某1000=2.18=11=28.7126=1.10齿宽h=2.25=2.48mm因而=9.26（5）计算载荷系数1）使用系数=1.252）动载系数由v=2.18m/，6级精度，取=1.043）齿间载荷分配系数直齿轮及修行齿轮，取=1，=14）齿向载荷分布系数由=0.8，硬齿面，非对称布置，6级精度，b=22,97mm，线性插值得=1.284，由=9.26，=1.284得=1.26载荷系数K==1.25某1.04某1某1.284=1.67（6）按实际载荷系数算得分度圆直径1=1=28.71某=1.4331.6730.45mm（7）计算模数mm==1.17mm3.按齿根弯曲强度设计由弯曲疲劳强度的计算公式m≥321·（1）确定公式各变量的值1）由小齿轮：渗碳淬火钢1=850MPa由大齿轮：调制后表面淬火2=720MPa2）取弯曲疲劳寿命系数1=0.91,2=0.933）计算弯曲许用应力取安全系数S=1.4，由[]=得[]1=MPa11=0.91某8501.4=552.5[]2=MPa4）计算[]22=0.93某7201.4=478.29由图10-17，10-18查取齿形系数得1=2.60，1=1.5950.008218 1.26=1.6380.6932=2.296，2=1.71211[]1=0.007505922[]2=0.008128可见大齿轮的数值大一些，取较大值5）计算载荷系数K==1.25某1.04某1某6）计算弯曲疲劳强度重合度系数由10-5得=0.25+0.75 =0.25+0.751.694=2）试算模数3≥21·=32某1.638某49396.55某0.6390.8某26某0.008128=1.194mm（4.结果分析和选择对比两种计算方法，可以看出齿根弯曲疲劳强度m≥1.194mm及按齿面接触算得的模数m≥1.17，故可取m≥1.194mm，将模数标准化圆整，取m=2mm5.几何尺寸计算（1）分度圆直径1=m1=2某26=52mm2=m2=2某54=108mm（2）计算中心距a=1+22=80mm（3）计算齿宽b=某1=0.8某52=41.6mm取1=50mm，2=45mm6.机构图略10-7某齿轮减速器采用斜齿圆柱齿轮传动，已知1=750r/min，两齿轮齿数为1=24，2=108，β=9°22′，=6mm，b=160mm，8级精度，小齿轮材料为38SiMnMo（调质），大齿轮材料为45钢（调质），寿命20年（设每年300工作日），每日两班制，小齿轮相对其轴的支撑为对称布置，试计算该齿轮传动所能传递的功率。
2011-最新陈立德版机械设计基础第10、11章课后题答案
第十章齿轮传动10.1渐开线性质有哪些？。
答：（1）发生线在基圆上滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK=NA （2）因为发生线在基圆上作纯滚动，所以它与基圆的切点N就是渐开线上K点的瞬时速度中心，发生线NK就是渐开线在K点的法线，同时它也是基圆在N点的切线。
（3）切点N是渐开线上K点的曲率中心，NK是渐开线上K点的曲率半径。
离基圆越近，曲率半径越少。
（4）渐开线的形状取决于基圆的大小。
基圆越大，渐开线越平直。
当基圆半径无穷大时，渐开线为直线。
（5）基圆内无渐开线。
10.2何谓齿轮中的分度圆？何谓节圆？二者的直径是否一定相等或一定不相等？答：分度圆为人为定的一个圆。
该圆上的模数为标准值，并且该圆上的压力角也为标准值。
节圆为啮合传动时，以两轮心为圆心，圆心至节点p的距离为半径所作的圆。
标准齿轮采用标准安装时，节圆与分度圆是相重合的；而采用非标准安装，则节圆与分度圆是不重合的。
对于变位齿轮传动，虽然齿轮的分度圆是不变的，但与节圆是否重合，应根据具体的传动情况所决定。
10.3在加工变位齿轮时，是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切作纯滚动，还是齿轮上的节圆与齿条插刀上的分度线相切作纯滚动？答：是齿轮上的分度圆与齿条插刀上的节线相切。
10.4为了使安装中心距大于标准中心距，可用以下三种方法：（1）应用渐开线齿轮中心距的可分性。
（2）用变位修正的直齿轮传动。
（3）用标准斜齿轮传动。
试比较这三种方法的优劣。
答：（1）此方法简易可行，但平稳性降低，为有侧隙啮合，所以冲击、振动、噪声会加剧。
（2）采用变位齿轮传动，因a'>a，所以应采用正传动。
可使传动机构更加紧凑，提高抗弯强度和齿面接触强度，提高耐磨性，但互换性变差，齿顶变尖，重合度下降也较多。
（3）采用标准斜齿轮传动，结构紧凑，且进入啮合和脱离啮合是一个逐渐的过程，传动平稳，冲击、噪声小，而斜齿轮传动的重合度比直齿轮大，所以传动平稳性好。
10.5 一渐开线齿轮的基圆半径rb=60mm，求（1）rK=70mm时渐开线的展角θK，压力角αK以及曲率半径ρK；（2）压力角α=20时的向径r、展角θ及曲率半径ρ。
机械设计齿轮经典题
KFt u 1 H （濮良贵 P200,公式 10-8a） bd1 u
可知，各轮的 K 、 u 、 b 相等，接触应力的大小取决于 Ft 和 d 的大小。 但
d1 d 3 ，
Ft 3 Ft 1 ， H 3 H 1
（2）比较弯曲强度
故齿轮 3 的接触强度低。 因：
2
4
其他版本教材的接触强度设计公式： a (u 1) 3
KT1 u 1 Z E Z H Z 2 ( ) 2 H d u
由以上两公式可知 分度圆 d1 、中心距 a 值一定，接触强度相应确定，由中心距公式
m ( Z1 Z 2 ) 可以看出， 无论模数、齿数怎样改变，只要中心距 a 不变，接触强度就不变。 2 （2）弯曲强度分析 a
钢，齿形系数 YFa1=2.8 ,YFa2=2.4 应力修正系数 YSa1=1.55 ,YSa2=1.67,许用应力［σH］1
=600MPa, ［σH］2 =500MPa, ［σF］1 =179MPa, ［σF］2=144MPa, 问:
（1） 哪个齿轮的接触强度弱？（2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？ 解： （1）判断哪个齿轮的接触强度弱 相互啮合的一对齿轮，其接触应力相等：
R
5 m 2 = 25 2 60 2 162.5 Z 12 Z 2 2 2
Z1 25 arctan 22.6 Z2 60
d m1 75(1 0.5 50 / 162.5) 106.25mm
1 arctan
T3 T2 T 1i12
得： sin 34
Fa 2 Fa 3
Fa 3 Ft 3 tan 34
2T3 cos 34 tan 34 mn Z 3
濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第10章 齿轮传动【圣才出品】
第10章 齿轮传动一、选择题1．圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数时，可以（ ）。
A．提高齿轮的弯曲强度B．提高齿面的接触强度C．改善传动的工作平稳性D．增大齿轮传递的转矩【答案】C【解析】根据公式d＝mz，齿轮的直径不变，减小模数，齿数将增加，重合度增大，从而改善运动的平稳性，还能降低齿高，减小齿坯尺寸，降低加工时的切削量，有利于节省制造费用。
2．直齿圆柱齿轮与斜齿圆柱齿轮相比，其承载能力和运动平稳性（ ）。
A．直齿轮好B．斜齿轮好C．二者都一样D．随使用情况而定【答案】B【解析】与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮啮合传动时，齿面接触线是斜直线，每对齿是逐渐进入啮合又逐渐退出啮合，因此传动更平稳，承载能力更大。
3．一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知z1＝20，z2＝60，其齿形系数是（ ）。
A．Y F1＞Y F2B．Y F1＝Y F2C．Y F1＜Y F2D．无法确定【答案】A【解析】标准直齿圆柱齿轮中，齿数越少，齿形系数越大。
4．齿宽系数φd在（ ）情况下可取较小值。
A．齿轮在轴上为悬臂布置B．齿轮在轴上非对称布置于两轴承之间C．齿轮对称布置于刚性轴的两轴承之间D．以上三种情况下取值相同【答案】A【解析】根据齿宽系数选取表可看出，当齿轮在轴上为悬臂布置时，可以选择较小的齿宽系数。
5．为了提高齿根抗弯曲强度，可（ ）。
A．增大模数B．保持分度圆直径不变而增加齿数C．采用负变位齿轮D．保持齿数不变而减小分度圆直径【答案】A【解析】影响齿根弯曲疲劳强度的主要因素是模数，增大模数，弯曲强度提高。
6．为改善或减小齿轮的动载荷系数，可（ ）。
A．将齿轮加工成鼓形齿B．将两齿轮做成变位齿轮C．将一个齿轮的轮齿齿顶及齿根都进行修缘D．对轮齿进行螺旋角修形【答案】C【解析】修缘之后的轮齿在开始啮合阶段相啮合的轮齿的法节差减小，从而产生的动载荷减小，故可以通过修缘减小动载荷系数。
7．某场运输带由速度1440r/min的电动机通过三套减速装置来驱动，其中a．双级直齿圆柱齿轮减速器b．套筒滚子链传动c．三角带传动。
机械设计习题集答案第十章 齿轮传动(100323修改)
题10-5 在图示的直齿圆柱齿轮传动中,齿轮1为主动齿轮,齿轮2为中间齿轮,齿轮 3为从动齿轮。
已知齿轮3所受的扭矩m N 983⋅=T ,其转速n 3=180r/min,Z 3=45,Z 2=25, Z 1=22,m=4mm 。
假设齿轮啮合效率及轴承效率均为1,试求:（1） 啮合传动时,作用在各齿轮上的圆周力F t 和径向力F r ,并将各力及齿轮转向标于图上；（2）说明中间齿轮2在啮合时的应力性质和强度计算时应注意的问题；（3）若把齿轮2作为主动齿轮,则在啮合传动时其应力性质有何变化,其强度计算与前面有何不同解答: 1．m N 444.54m N 4525983233232⋅=⋅⨯=⨯==z zT d d T T ；m N 911.47m N 2522444.542122121⋅=⋅⨯=⨯==z zT d d T TN9.1088N 224911.47200020002000111112=⨯⨯====mz T d T F F t t N3.39620tan tan 01112====t t r r F F F F αN 8.1158N 20cos 9.1088cos 0112====αt n n F F F ； 由齿轮2受力平衡条件得：N 9.1088,N 3.3962'22'2====t t r r F F F F ；3r F 与'2r F ,3t F 与'2t F 是作用力与反作用力的关系, ∴3r F ='2r F ,3t F ='2t F2．齿轮2在啮合传动时,齿轮根部弯曲应力:对称循环,双向受载。
齿面接触应力:脉动循环。
在校核弯曲强度时，应将齿根弯曲疲劳极限值乘以。
3．若齿轮2为主动,则其弯曲应力和接触应力都为脉动循环,但2轮每转一周时，轮齿同侧齿面啮合次数为2，则其应力循环次数增加2倍。
题10-5图 题解10-5图题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,第一级斜齿轮的螺旋角1β的旋向已给出。
机械设计---齿轮作图题
1．图1所示蜗杆传动——斜齿圆柱齿轮传动组成的传动装置，蜗杆为主动件，若蜗杆1的转动方向如图中n1所示，蜗杆齿的螺旋线方向为右旋。
试分析：（1）为使中间轴I所受的轴向力能抵消一部分，确定蜗轮2、斜齿轮3和斜齿轮4的轮齿旋向；（2）在图1的主视图上，画出蜗轮2的圆周力F t2、径向力F r2和斜齿轮3的圆周力F t3、径向力F r32．在图6上直接改正轴系结构的错语。
（轴端安装联轴器）图61.（1）蜗轮2、齿轮3、齿轮4的旋向………………（6分）（2）F a2、F a3的方向………………（4分）（3）F r2、F t2、F r3、F t3的方向………………（4分）2．答案图。
①应画出垫片；②应画出定位轴套，并将装齿轮的轴段长度缩短；③应画出键；④应降低轴肩高度，便于拆卸轴承；⑤画出轴径变化，减小轴承装配长度；⑥画出密封件；⑦画出联轴器定位轴肩；⑧键长应改为短于轮毂长度；每改正1处错误………………（2分）（改正6处错误得满分）3.图示为由圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的传动系统。
已知：Ⅰ轴为输入轴，转向如图所示。
(1)在下图中标出各轮转向。
（2分）(2)为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋线方向。
（2分） (3)在图中分别标出2、3两轮在啮合点处所受圆周力t F 、轴向力a F 和径向力r F 的方（4分）(1)各轴转向如图所示。
(2) 3轮左旋，4轮右旋。
(3) 2、3两轮的各分力方向下图所示。
F F r2a3 F t3 4. 图3中为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。
试指出图中的结构错误（在图中错误处写出序号并在下半部改正，按序号简要说明错误的内容）（每指出一处,并正确说明错误内容和改正的,得1分,总分为10分）①键的位置应与齿轮处在同一直线上，而且结构不正确； ②轴承盖孔径应大于轴径，避免接触； ③此处不应有键联接； ④轴长应短于轮毂长度，保证轴套压紧齿轮； ⑤轴应有轴环，使齿轮定位； ⑥轴承应正装；⑦轴不应与轴承盖相碰，且不需这么长； ⑧左右两轴承盖与箱体间应有调整垫片； ⑨两轴承内侧应加封油环； ⑩箱体加工面与非加工面未分开。
机械设计章节练习题(含答案)——齿轮机构
第6章齿轮机构【思考题】6-1 什么是齿廓啮合的基本定律？渐开线的性质有哪些？6-2 齿轮正确啮合的条件是什么？6-3 重合度的基本概念是什么？6-4 常见的渐开线齿廓的切齿方法有两种？其特点是什么？6-5 什么是最少齿数？有何对策？6-6 变位齿轮的基本概念是什么？6-7 什么是斜齿轮的当量齿数？如何计算？6-8 什么是圆锥齿轮的背锥？当量齿数如何计算？A级能力训练题1.渐开线齿廓之所以能够保持一定的传动比传动，其传动比不仅与半径成反比，也与其半径成反比，还与半径成反比。
2.一对共轭齿廓，在公法线上的相对速度等于，而相对速度应在。
3.一对渐开线标准直齿轮非正确安装时，节圆与分度圆大小，分度圆的大小取决于，而节圆的大小取决于。
4.渐开线上任一点的法线与其圆，渐开线各点的曲率半径是的。
5.渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指________不受中心距变化的影响。
（1）传动比（3）啮合角（4）节圆半径6.标准的渐开线直齿圆柱齿轮的齿根圆______大于基圆。
（1）一定（2）不一定（3）一定不7.渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点______方向线之间的锐角。
（1）绝对速度（2）相对速度（3）滑动速度（4）牵连速度8.标准渐开线外齿轮的齿数增加，则齿顶圆压力角αa将______。
（1）不变（2）增大（3）减小（4）增大或减小9.一对相啮合传动的渐开线齿轮，其压力角为______，啮合角为______。
（1）基圆上的（2）节圆上的（3）分度圆上的（4）齿顶圆上的10.对于渐开线齿轮而言，其模数决定齿轮的________，而其分度圆上的压力角，确定了轮齿的________。
（1）长短（2）厚薄（3）大小（4）形状11.标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与________的比值。
（1）齿距（2）齿厚（3）齿槽宽（4）基圆齿距12.渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为________。
河海大学机械设计习题——第十章齿轮传动
12.3.30作为动力传动的齿轮，其模数一般不小于多少？为什么？
12.3.31对于作双向传动的齿轮来说，它的齿面接触应力和齿根弯曲应力都属于什么循环特性？在作强度计
算时应如何考虑？
12.3.32图示两级圆柱齿轮减速器的两种布置方案，试问哪种方案较为合理？为什么？
12.3.33图示直齿圆锥齿轮减速器的两种布置方案，若传递功率相同，传动比相同，试分析哪种方案更为合
12.3.9开式，闭式齿轮材料的选择各有什么特点？
12.3.10软齿面和硬齿面的界限是如何划分的？设计中如何选择软硬齿面？
12.3.11为对软齿面的大，小齿轮在其材料选择和热处理方法上常常不同？
12.3.12什么叫计算载荷？载荷系数由几部分组成？各考虑什么因素影响？
12.3.13齿轮传动中，为何引入动载荷系数KV？减小动载荷的方法有哪些？
c)提高润滑油粘度d)降低齿面粗糙度
12.1.15在不逆转的齿轮上，由于齿轮的弯曲疲劳强度不够所产生的疲劳裂纹，一般容易在轮齿的
首先出现和扩展。
a)受压侧的节线部分b)受压侧的齿根部分
c)受拉侧的节线部分d)受拉侧的齿根部分
12.1.16在齿宽b相同的前提下，齿面接触强度取决于。
a)齿数的多少b)模数的大小c)齿数和模数的乘积
此时，它们的齿形系数。
a )YFa1＜YFa2b)YFa1＞YFa2c)YFa1= YFa2
12.1.25对于标准的直齿圆柱齿轮，减小其齿轮齿形系数 可采用的方法有。
a )齿廓修形b)增加齿数c)增大模数
d)提高齿轮制造精度
12.1.26有A、B、C三个齿轮，它们的压力角，模数和齿数均相同，但A齿轮是标准齿轮，B是正变位齿轮，
⑤从图表中查取动载荷系数。
机械设计第十章齿轮设计课后习题答案
机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案机械设计第⼗章齿轮设计课后习题答案10-2解（1）齿轮A为主动轮，齿轮B为“惰轮”，也就是说齿轮B既是主动轮⼜是从动轮。
当齿轮B与主动轮A啮合时，⼯作齿⾯是王侧，当齿轮B与从动轮C啮合时，⼯作齿⾯是另⼀侧。
对于⼀个轮齿来讲，是双齿⾯⼯作双齿⾯受载，弯曲应⼒是对称循环，接触⼒是脉动循环，取10-3 答：齿⾯接触应⼒是脉动循环，齿根弯曲应⼒是对称循环。
在作弯曲强度计算时，应将图中查出的极限应⼒值乘以0.7. 10-4 答：⼀般齿轮材料主要选⽤锻钢（碳钢或全⾦钢）。
对于精度要求较低的齿轮，将齿轮⽑坯经正⽕或调质处理后切齿即为成，这时精度可达8级，精切合⾦钢主要是渗碳后淬⽕，最后进⾏滚齿等精加⼯，其精度可达7，6级甚或5级。
对于尺⼨较⼤的齿轮，可适⽤铸钢或球墨铸铁，正⽕后切齿也可达8级精度。
10-5提⾼轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增⼤齿根过渡圆⾓半径，消除加⼯⼑痕，可降低齿根应⼒集中;增⼤轴和⽀承的则度，可减⼩齿⾯局部受载；采取合适的热处理⽅法使轮世部具有⾜够的韧性；在齿根部进⾏喷丸、滚压等表⾯强度，降低齿轮表⾯粗糙度，齿轮采⽤正变位等。
提⾼齿⾯抗点蚀能⼒的措施有：提⾼齿⾯硬度；降低表⾯粗糙度；增⼤润滑油粘度；提⾼加⼯、发装精度以减⼩动载荷；在许可范围内采⽤较⼤变位系数正传动，可增⼤齿轮传动的综合曲率半径。
10-6解（1）选⽤齿轮的材料和精度等级，由教材表10-1可知，⼤⼩齿轮材料均为45号钢调质，⼩齿轮齿⾯硬度为250HBS,⼤齿轮齿⾯硬度为220HBS.选精度等级为7级。
（2）按齿⾯接触疲劳强度设计。
1、⼩齿轮传递的转矩2、初选载荷系数：初选Kt=1.83、确定齿宽系数：⼩齿轮不对称布置，据教材表10-7选⽤4、确定弹性影响系数：据教材表10-6查得5、确定区域载荷系数：按标准直齿圆柱齿轮传动设计ZH=2.56、齿数⽐：7、确定接触许⽤应⼒：循环次数查教材图10-19曲线I得查教材10-21（d）得8、由接触强度计算⼩齿轮的分度圆直径齿轮的使⽤系数：载荷状况以轻微冲击为依据查教材表10-2得KA=1.25齿轮的圆周速度由教材图10-8查得：Kv=1.12对于软齿⾯齿轮，假设,由教材表10-3查得齿宽齿宽与齿⾼⽐由教材表10-4查得,由教材图10-13查得：,接触强度载荷系数：10、校正直径：取标准值m=2.5mm11、齿轮的相关参数：12、确定齿宽：圆整后，取b2=50mm,b1=55mm.(3)校核齿根弯曲疲劳强度。
河海大学机械设计习题——第十章齿轮传动论述
12.3.23齿轮齿数的选取对传动有何影响？设计时怎么样选定小齿轮的齿数？大齿轮的齿数取得过多会出现什么问题？12.3.33图示直齿圆锥齿轮减速器的两种布置方案，若传递功率相同，传动比相同，试分析哪种方案更为合理？12.4.2一直齿轮传动系统如图所示。
已知主动轮的转速，齿轮1、2和3 的许用应力[σH ]和[σF]。
图示的直齿圆柱齿轮减速器，长期工作，2轮和3轮输出的最大转矩=80,m=5mm,b=30mm,1轮为主动，单向回转。
如轮=60,Z3设计铣床的圆柱齿轮传动。
已知P1=7.5KW, n1=1450r/min,Z1=26,Z小齿轮不对称布置，提示，设计硬齿面，7级精度，材料为40Cr钢高频淬火，55HRC,有一电动机驱动的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。
已知主动轴的转速n1=750r/min.230HB1大齿轮为45钢，正火处理190HB2，载荷有轻微冲击，长期工作，双向传动下列各图的斜齿圆柱齿轮，齿轮1为主动轮。
请在各图中补上转向和螺旋线方向，画出各轮所受图示一两级斜齿圆柱齿轮减速箱，I轴是输入轴,Ш轴是输出轴，转向如图所示，已知模数①为使П轴轴承所受轴向力最小，各齿轮旋向？此时П试合理确定图示两级斜齿圆柱齿轮减速器各斜齿圆的螺旋线方向，电动机转向见图。
一由电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动，测的中心距a=200mm,Z124,Z2=105,b1=80mm,b等冲击，单向传动，工作寿命为10年，单班工作，齿轮为不对称布置，求该对齿轮的承载能力。
设计一由电动机驱动的斜齿圆柱齿轮减速器齿轮传动（非对称）。
已知：P=12KW,n12.4.18 图示圆柱—圆锥齿轮减速器，轮题解总传动比i=n1/n=Z2Z4/Z1Z3题解大、小齿轮都选45钢、小齿轮调质，大齿轮正火。
选齿轮精度为8级精度。
机械原理复习题(第10章)
机械原理复习题（第10章）第10章齿轮机构及其设计一、填空题：1、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为___________________________。
2、外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是；；3、标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为__________。
4、锥齿轮传动中，以面的参数作为标准值。
5、在蜗杆传动中，通常取____________为主动件，__________从动件。
6、渐开线齿轮中心距的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差时，不变。
7、在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比较，下列参数的变化是：分度圆齿厚；基圆半径；齿根高8、渐开线斜齿圆柱齿轮的标准参数在面上；在尺寸计算时应按面参数代入直齿轮的计算公式。
某1）啮合时，最多只有对齿在同时啮合。
9、一对圆柱直齿轮（n200，ha10、采用标准齿条刀具加工标准齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的线与轮坯圆之间做纯滚动。
11、齿距P与π的比值P/π称为12、现有4个标准齿轮：m1=4mm，z1=25；m2=4mm,，z2=50；m3=3mm，z3=60；m4=2.5mm，z4=40。
其中齿轮的渐开线形状相同，齿轮能正确啮合，齿轮能用一把滚刀制造。
13、一对渐开线标准直齿轮非标准安装时，节圆与分度圆大小，分度圆的大小取决于，而节圆的大小取决于14、在设计直齿圆柱齿轮机构时，首先考虑的传动类型是，其次是，在不得已的情况下如，只能选择15、m4mm，200的一对正常齿制标准直齿圆柱齿轮，标准安装时顶隙等于，侧隙等于；当中心距加大0.5mm时，顶隙等于，侧隙于零。
二、判断题：1、对于蜗杆蜗轮传动，如果二者的模数、压力角相同，就能啮合。
（）2、一对渐开线直齿圆柱齿轮能够正确啮合的条件是：分度圆齿厚=齿槽宽。
（）3、分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。
（）4、速比公式i12=n1/n2=d2/d1，不论对齿轮传动还是蜗杆传动都成立。
机械设计复习参考题(第10章齿轮传动)
例 10-7 图 1
解： (1) 各轮的转向和2轮的螺向如例10-8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： n nz 960 × 22 n3 = n 2 = 1 = 1 1 = = 222.3 r/min i12 z2 95
长
沙 大 学
2 KT1 (u + 1) ≤ [σ H ] bd 12 u
1
MPa ，重合度系数 Z ε =0.9，是按接触疲劳强度，求该齿轮传动传
提示：接触疲劳强度校核公式为
σ H = Z E Z H Zε
2 KT1 (u + 1) bd12 u
≤ [σ H ]
解：由已知条件： u = z2 / z1 = 75/25 = 3 d1 = m z1 = 3×25 = 75 mm b =φd d1 = 1×75 = 75 mm 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：
解： (1) 两轮所受分力的方向如例10-8图2所示。 (2) 求各个分力的大小： P 3 T1 = 9550 = 9550 × = 29.844 Nm n1 960
d m1 = mz1 (1 − 0.5φ R ) = 4 × 28 × (1 − 0.5 × 0.3) = 95.2 mm tan δ 1 = z1 / z 2 = 0.5833 ， δ 1 = 30.2564° = 30°15′23′′ 2T1 2 × 29.844 × 10 3 = = 627 N d m1 95.2 Fr1 = Ft1 tan α cos δ 1 = 627 × tan 20° × cos 30.2564° = 197 N Fr1 = Ft1 tan α sin δ 1 = 627 × tan 20° × sin 30.2564° = 115 N Ft1 =
机械设计第十章课后题答案
一、课本10-2 解：（1）B 轮是惰轮，齿根弯曲应力是对称循环变应力。
查图10-21d)，接触疲劳极限应力MPa 580lim =H σ，弯曲疲劳极限应力MPa 3084407.0=⨯=FE σ。
许用应力为：MPa 58015801][lim =⨯==S K H HN H σσ；MPa 2964.13081][=⨯==S K FE FN F σσ （2）B 轮是主动轮，齿根弯曲应力是脉动循环变应力。
查图10-21d)，接触疲劳极限应力MPa 580lim =H σ，弯曲疲劳极限应力MPa 440=FE σ。
许用应力为：MPa 58015801][lim =⨯==S K H HN H σσ；MPa 3144.1440][===S K FE FN F σσ 如齿轮的工作寿命不是无限寿命时，上述两种情况下的许用应力值均相应增大。
二、课本10-7 解：该齿轮传动的承载能力由齿面接触强度所限定。
1．计算按齿面接触强度所限定的转矩，由式（10-21）得：()2311][12⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+≤E H H d z z u K u d T σεφα1）小齿轮分度圆直径 mm 95.145229cos 246cos 11='︒⨯==βz m d n 。
2）齿宽系数 096.195.1451601===d b d φ。
3）查图10-26，765.01=αε，925.02=αε端面重合度 685.1925.0765.021=+=+=αααεεε。
4）齿数比 5.42410812===z z u 。
5）由表10-6查得材料的弹性影响系数 21MPa 8.189=E z 。
6）由图10-30查得区域系数 455.2=H z 。
7）小齿轮合金钢调质260HBS ，由图10-21d 查得小齿轮的接触疲劳极限MPa 5801lim =H σ；大齿轮碳钢调质220HBS ，由图10-21d 查得大齿轮的接触疲劳极限MPa 5202lim =H σ。
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10 齿轮练习题
一、选择题：
1.开式齿轮传动中，保证齿根弯曲应力σF≤[σF]，主要是为了避免齿轮的失效。
A. 轮齿折断；
B.齿面磨损；
C. 齿面胶合；
D.齿面点蚀。
2.在齿轮传动中，提高其抗点蚀能力的措施之一是。
A.提高齿面硬度；
B.降低润滑油粘度；C减小分度圆直径；D减少齿数。
3.直齿锥齿轮的标准模数是______________。
A.大端模数
B.小端模数
C.平均模数
D.求出平均模数后圆整所得的模数
4．对齿面硬度≤350HBS的一对齿轮传动，选取齿面硬度时应使__________。
A．小齿轮齿面硬度<大齿轮齿面硬度B．小齿轮齿面硬度≤大齿轮齿面硬C．小齿轮齿面硬度=大齿轮齿面硬度 D. 小齿轮齿面硬度>大齿轮齿面硬度
5．高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是 ________。
A．轮齿疲劳折断B．齿面疲劳点蚀
C．齿面磨损 D．齿面胶合
二．判断题：
1、斜齿轮的基本参数分端面参数和轴面参数。
2.渐开线直齿圆柱齿轮的齿形系数与齿数无关，而与模数有关。
3.直齿圆锥齿轮的大端模数取为标准模数。
4.一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆总是相切的。
5.在齿轮弯曲强度计算中要用到齿形系数Y ，Y 是反映轮齿抗弯曲
能力的影响因素，它与模数ｍ无关，而与齿数Z有关。
6.一对直齿锥齿轮传动中，两轮轴线夹角必等于90
7.对于开式齿轮传动，不必进行轮齿的接触强度计算。
8.齿面点蚀在齿轮传动中时有发生，但硬齿面齿轮一般不发生点蚀破坏。
9.在渐开线圆柱齿轮传动中，相啮合的大小齿轮工作载荷相同，所以两者的齿根弯曲应力以及齿面接触应力也分别相等。
10.由于锥齿轮的几何尺寸是以大端为标准的，因此，受力分析也在大端上进行。
三、填空题：
1.在设计一对闭式传动钢制软齿面齿轮的计算中,先按 ---------疲劳强度计算
齿轮的主要尺寸,再按———疲劳强度进行校核。
2.在圆柱齿轮传动中，齿轮直径不变而减少模数，轮齿的弯曲强度将------------;接触强度将------------；传动平稳性将---------。
3.在圆柱齿轮减速器中,为了——————，一般将小齿轮做得比大齿轮宽一些,强度计算时,按————齿轮的宽度进行计算。
4.对一般工作条件下的闭式齿轮传动，如果是硬齿面齿轮，应按———疲劳强度进行设计计算，按————校核。
5．斜齿轮的螺旋角β过大会使斜齿轮的________过大，过小又显示不出斜齿轮的优点。
6.渐开线直齿圆柱齿轮的齿形系数与————无关，而与————有关。
7、为了不产生过大的轴向力，在斜齿轮的基本参数中，___________不宜过大。
8.用范成法(展成法)切制正常齿标准齿轮时，产生根切与否取决于被切齿轮的_______。
四、简答题：
1.对齿轮（轮齿）材料性能的基本要求是什么？
2. 齿轮轮齿常见的失效形式有那几种？
3.一对相啮合的大小齿轮，其轮齿的接触应力是否相等？齿根弯曲应力是否相等？
五、综合题：
1..已知在某二级直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为驱动轮，3轮的螺旋线方向为右旋，如图所示。
为了使Ⅱ轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试确定各轴的转动方向，各轮轴向力F a1、F a2、F a3、的方向及齿轮4的螺旋线方向，并标在图中。
2．已知在某二级斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为主动轮，4轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。
为了使Ⅱ轴轴承上所承受的轴向力抵消一部分，试确定1、2两轮的螺旋线方向和转速方向，2、3两轮轴向力Fa2、Fa3的方向，并将其标在图中。