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。

（）
7、设计一对圆柱齿轮时，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些。

（）
Y的大小与齿轮参数中的模数无关，主要取决于齿数。

（）
8、齿轮的齿形系数
F
9、在齿轮传动中，若一对齿轮采用软齿面，则大齿轮的材料硬度应比小齿轮的材料硬度高。

（）
10、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。

（）
11、直齿圆锥齿轮的强度计算中，通常近似地以大端分度圆处的当量圆柱齿轮来代替圆锥齿轮进行强度计算。

（）
12、在闭式齿轮传动中，齿面磨损是其齿轮的主要失效形式（）
13、闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算，确定传动的几何尺寸，然后校核齿根弯曲疲劳强度。

（）
三、选择题
1、对于硬度≤350HBS 的闭式齿轮传动，设计时一般 。

A ．先按接触强度计算 B ．先按弯曲强度计算 C ．先按磨损条件计算 D ．先按胶合条件计算
2、齿轮传动中，轮齿的齿面点蚀损坏通常首先出现在 。

A. 接近齿顶处 B. 接近齿根处
C. 靠近节线附近的齿根部分
D. 靠近节线附近的齿顶部分
3、齿面的接触疲劳强度设计准则是以不产生 破坏为前提建立起来的。

A 疲劳点蚀 B 磨损 C 胶合 D 塑性变形
4、一对啮合的齿轮，小齿轮为硬齿面，大齿轮为软齿面，因此有 。

A σH 1 > σH 2 [σ] H 1> [σ]H 2 B σH 1= σH 2 [σ] H 1> [σ]H 2 C σH 1 < σH 2 [σ]H 1 < [σ]H 2 D σH 1 > σH 2 σ] H 1=[σ]H 2
5、在一传动机构中，有圆锥齿轮传动和圆柱齿轮传动时，应将圆锥齿轮传动安排在 。

A 高速级
B 低速级
C 中速级
D 任意位置
6、在齿轮减速器中，一般将小齿轮的宽度b 1取得比大齿轮的宽度b 2 。

A 大 B 小 C 相等 D 随意取值
7、当分度圆直径一定时，在满足轮齿弯曲强度的条件下，应尽可能选取 。

A 较宽的齿宽 B 较大的模数 C 较多的齿数 D 较大的中心距
8、一对软齿面闭式齿轮传动，若要提高其接触疲劳强度，可采取________方法。

A. 在中心距a 和齿数比u 不变的条件下增大齿数z 1； B. 在中心距a 和齿数比u 不变的条件下增大模数m ； C. 在齿数比u 不变的条件下增大中心距a ； D. 在齿数比u 不变的条件下减小中心距a 。

9、按齿根弯曲疲劳强度设计计算公式：[]3
2112⎪⎪⎭⎫
⎝⎛≥F
Sa
Fa d Y Y z KT m σφ
mm 计算齿轮传动的模数时，其公式中[]⎪
⎪⎭
⎫
⎝⎛F Sa Fa Y Y σ应代入：________。

A. 小齿轮的[]⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛111F Sa Fa Y Y σ； B. []⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛111F Sa Fa Y Y σ与[]⎪⎪⎭⎫
⎝⎛222F Sa Fa Y Y σ中的较大值；
C. 大齿轮的[]⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛222F Sa Fa Y Y σ； D. []⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛111F Sa Fa Y Y σ与[]⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛222F Sa Fa Y Y σ中的较小值。

10、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. 齿面疲劳点蚀；
C. 齿面磨损；
D. 轮齿疲劳折断。

11、一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。

A.齿面胶合；
B.齿面疲劳点蚀；
C.齿面磨损或轮齿疲劳折断；
D.轮齿塑性变形。

12、下列斜齿圆柱齿轮的螺旋角中，________值是实际可行的。

A.β=2°～8° B.β=8°～20° C.β=20°～40° D.β=40°～60°。

13、开式或半开式齿轮传动，或速度较低的闭式齿轮传动，通常用________润滑。

A.浸油； B.喷油； C.用带油轮带油； D.人工周期性加油。

14、与齿轮传动相比，链传动的优点是________。

A.传动效率高；
B.工作平稳，无噪声；
C.承载能力大；
D.能传递的中心距大。

15、轮齿弯曲强度计算中的齿形系数Fa Y 与________无关。

A ．齿数z B ．变位系数x C ．模数m D ．斜齿轮的螺旋角β
16、在下列各对齿轮的配对材料中，有几组方案是合理的。

答：________。

A ．17、对于直齿圆柱齿轮传动，其齿根弯曲疲劳强度主要取决于_______；其表面 接触疲劳强度主要取决于_______。

A 中心距和齿宽；
B 中心距和模数；
C 中心距和齿数；
D 模数和齿宽。

18、按齿根弯曲疲劳强度设计的齿轮传动时,应将
1211
22
[][]F F Fa sa Fa sa Y Y Y Y σσ或
中数值_______
代入设计式进行计算。

按齿面接触疲劳强度设计直齿轮传动时，应将［σ］H1或 ［σ］H2中_______数值代如设计式中进行计算。

A. 任何一个
B. 较大
C. 较小
D. 两者平均
19、下列圆柱齿轮传动，应对_______结构规定最大的荷载分布不均匀系数β?
20、在齿轮传动的设计和计算中，对于下列参数和尺寸应标准化的有_______； 应圆整的有_______；没有标准化也不应圆整的有______________。

A 斜齿圆柱齿轮的法面模数mn ；B 斜齿圆柱齿轮的端面模数mt ；
C 分度圆直径d ；
D 齿顶圆直径da ；
E 齿轮宽度B ；
F 分度圆压力角α；
G 斜 齿轮螺旋角β；
H 变为系数x ；
I 中心距a ；
J 齿厚s
21、材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是_______。

A 整体淬火；B 渗碳淬火；C 调质；D 表面淬火
22、将材料为45钢的齿轮毛坯加工成为6级精度硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿 轮制造工艺顺序应是_______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
A B C D
23、在下列措施中，_______不利于减轻和防止齿面点蚀发生。

A 提高齿面硬度；
B 采用粘度低的润滑油；
C 降低齿面粗糙度值；
D 采用较大的变位系数。

24、一对正确啮合的标准渐开线齿轮做减速传动时，如两轮的材料、热处理及齿 面硬度均相同，则齿根弯曲应力_______。

A 12F F σσ>；
B 12F F σσ=；
C 12F F σσ<
25、有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数115,30m mm Z ==齿数；齿轮2的模 数223,50m mm Z ==齿数，则齿形系数和应力校正系数的乘积11Fa Sa Y Y _____22Fa Sa Y Y 。

A 大于；
B 等于；
C 小于；
D 不一定大于、等于或小于 三、简答题 1、 齿轮的失效形式主要有那几种?
2、一对直齿圆柱齿轮传动，在传动比i 、中心距a 及其它条件都不变的情况下，若减小模数m 并相应地增加齿数z 1和z 2，试问这对弯曲疲劳强度和接触疲劳强度各有什么影响？在闭式传动中，若强度条件允许，这种减小模数增加齿数的设计方案有什么好处？
3、对于一台长期运转的带式输送机传动装置，分析I 、∏两种传动方案哪种较合理？并说明理由。

4、一对闭式软齿面直齿轮传动，其齿数与模数有两种方案：a ）m =4mm ，z 1=20，z 2=60；b ）m =2mm ，z 1=40，z 2=120，其它参数都一样。

试问：
1）两种方案的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度是否相同？
2）若两种方案的弯曲疲劳强度都能满足，则哪种方案比较好？
5、斜齿圆住齿轮传动中螺旋角β太小或太大会怎样，应怎样合理取值？
6、简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象？
7、简述齿向载荷分布系数K β和齿间载荷分配系数K α分别考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？
四、分析、计算题（传动零件受力分析题） 1、图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。

1） 已知主动轮1的螺旋角及转向，为了使装有齿轮2和齿轮3的中间轴的轴向 力较小，试在图中画出齿轮2、3、4的轮齿螺旋角旋向和各齿轮产生的轴向力方向。

2） 已知m n2=3mm ，z 2=57，β2=15︒，m n3=4mm ，z 3=20，试求β3为多少时，才能 使中间轴上两齿轮产生的轴向力互相抵消？ 2、 在图示减速器的传动简图中，圆柱齿轮均为斜齿轮，已给出主动件的转向， 为使中间轴Ⅱ、Ⅲ上的轴承所受的轴向力最小，试在原图上画出其它各轴的转向和斜齿轮3、4、5、6轮齿的旋向。

题2 题3
3、下图为一直齿圆锥齿轮——斜齿圆柱齿轮——蜗杆蜗轮三级传动。

已知圆锥齿轮1为主动件，转向如图所示。

试在下图中标出：⑴各轮的转向；⑵欲使轴Ⅱ、轴Ⅲ上轴承所受的轴向力为最小时，斜齿圆柱齿轮和蜗杆蜗轮的旋向（要求画出并用文字标出他们的旋向）；⑶各轮在啮合点处的诸分力（Ft 、Fr 、Fa ）的方向。

4、一对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：m n =3mm ，z 1=25，z 2=75，β=8︒06'34"。

已知：传递的功率P 1＝70kW ，转速n 1=750r/min 。

求从动轮所受各分力（忽略摩擦损失），并在图中示出各分力的方向。

5、设计一个标准直齿圆柱齿轮传动，传动比i ＝3.2，允许传动比有不超过±5％的误差。

通过强度计算已确定中心距a ＝320mm ，模数m≥3mm ，取齿宽系数d ψ＝1。

试确定下列几何尺寸：m 、z1、z2、d1、d2、b1、b2。

（模数系列：3、3.5、4、4.5、5、5.5、
6、
7、
8、…） 6、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，输出轴功率P Ⅲ＝5KW ，转速n Ⅲ＝157rpm ，各轮齿数为：z 1=25，z 2=60，z 3=22，z 4=84，设效率为100％。

1）在图中标出各轮转向，并计算各轴的转矩。

2）为使2、3两轮的轴向力方向相反，确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向。

3）在图中标出2、3两轮在啮合点处所受各分力(t F 、F r 、F x )的方向。

第十章齿轮传动
一、填空题
1、齿轮传动；
2、开式；
3、齿数z、模数m；
4、相等、不等（小齿轮高）；
5、基本、依据、正比；
6、小、大、大；
7、硬、韧；
8、点蚀、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲折断、齿根弯曲疲劳强度；
9、30~50HBS；10、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、模数；11、2360、816、272；12、齿面的磨粒磨损、断齿
二、判断题
1、×；
2、×；
3、√；
4、√；
5、×；
6、×；
7、√；
8、√；
9、×；10、√；11、×；12、×；13、×
三、选择题
1、A；
2、C；
3、A；
4、B；
5、A；
6、A；
7、C；
8、C；
9、B；10、A；11、C；12、B；13、D；
14、D；15、C；16、B；17、D、A；18、C、C；19、A；20、AF、EI、BCDGHJ；21、B；22、A；
23、B；24、A；25、A
三、简答题
1、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。

2、（1）一对直齿圆柱齿轮传动，在传动比，中心距及其它条件不变的情况下，若减小模数并相应地增加齿数时，会使弯曲强度下降，对接触疲劳强度无影响。

（2）在闭式传动中，若弯曲强度条件允许，减小模数，增加齿数，可以使重合度增加，传动的平稳性增加，模数齿顶圆直径也小，既可节省材料，又减少了切齿的工作量。

3、第 种方案较合理。

带传动置于高速级可起过载保护作用；带传动的承载能力相对齿轮传动较小，置于高速级承受转矩小，在传动参数相同时，传递的功率较大。

齿轮传动用于低速级，降低了对齿轮的精度要求和齿轮传动的噪声。

4、1）两种方案的接触疲劳强度相同；弯曲疲劳强度不同，a）方案弯曲疲劳强度较高。

2）b）方案较好。

在满足弯曲疲劳强度的基础上将模数取得小些，齿数增多，使重合度增加，改善了传动平稳性和载荷分配情况。

m小，滑动速度小，降低了磨损和胶合的可能性，同时也节省材料。

5、螺旋角太小，不能发挥斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆住齿轮传动的相对优越性，即传动平稳和承载能力大。

螺旋角β越大，齿轮传动的平稳性和承载能力越高。

但β值太大，会引起轴向力太大，增大了轴和轴承的载荷。

故β值选取要适当。

通常β要求在8°～25°范围内选取。

6、因为在开式齿轮传动中，磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快，在点蚀形成之前，齿面的材料已经被磨掉，故而一般不会出现点蚀现象。

7、系数K β考虑的是载荷沿齿向分布不均匀性对齿轮轮齿所受载荷的影响；系数K α考虑的是载荷在同时啮合的齿对之间分配不均对齿轮轮齿所受载荷的影响。

四、分析、计算题（传动零件受力分析题） 1、解：1、2、3右旋，4左旋，β=10° 2、解：
3、解：
4、解：
T P n 16
11639551095510707508913310=⨯=⨯⨯=⨯⋅...N mm
d m z 113525806347576=
=⨯'''=n cos mm β.cos .
F T d t ==⨯⨯=22891331075762353036113
...N
F F a t N ==⨯'''=tan .tan .β235303680634335282
则 5
320
221⨯=+z z ＝128 （1）
1122.3z iz z == （2） 联立 （1）、（2）解得 47.301=z ， 53.972=z 取 301=z ， 982=z
15030511=⨯==mz d （mm ） 49098522=⨯==mz d （mm ）
15011⨯==d b d ψ（mm ）
取 1502==b b （mm ）， 160101501021=+=+=b b （mm ）
注：本题主要考察：m 是否为标准值？是否满足)(2
1
)(212121z z m d d a +=+=？各参数和尺寸取值圆整是否合理？
6、解：。