机械设计基础齿轮传动设计例题

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机械设计基础6 齿轮传动习题作业与答案

项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1．填空题1.渐开线形状决定____的大小。

(1) 展角(2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。

(1) 端面(2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。

(1) 分度圆(2) 节圆(3) 基圆4. 要实现两相交轴之间的传动，可采用。

(1) 圆柱直齿轮传动(2) 圆柱斜齿轮传动(3) 直齿锥齿轮传动5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。

(1) 法(2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为____。

(1) 82(2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。

(1) 齿面胶合(2) 齿面磨粒磨损(3) 轮齿折断(4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。

(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。

(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是。

(1) 斜齿圆柱齿轮(2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮(4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。

(1) 轮齿折断(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑的影响。

(1) 齿面塑性变形(2) 齿面胶合(3) 齿面点蚀(4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。

(1) 齿面要硬，齿心要脆(2) 齿面要软，齿心要韧(3) 齿面要硬，齿心要韧(4) 齿面要软，齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是。

机械原理典型例题(第六章齿轮)333333

rb 2 ra 2
26.2
6-25：已知一对无侧隙安装的正常渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮
传动。Z1=19，Z2=42，m=5mm，α=20°。求实际啮合线长度 B1B2，基园齿距Pb，重合度εα，并绘出单齿啮合区和双齿啮合区及一对齿轮自开始啮合至终止啮合时轮1所转过的角度Φ。
pb p cos m cos 14.76mm 0.633Pb=9.34 Pb=14.76
传动要求： i=2=Z1/Z2 a=m(Z1+Z2)/2
正确啮合条件： m1=m2=m a1=a2=a
序号齿数Z 压力角a 齿顶圆da ha* 模数m
1
24
20
104
1
4
√
2
47
20
196
1
3
48
20
250
1
5
4
48
20
200
1
4
√
例7: 有一齿条刀具，m=2mm, α=20°,ha*=1,c*=0.25,刀具在切制
(1)一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮，其啮合角一定为20°。X (2)渐开线标准齿轮的齿根圆恒大于基圆。 X (3)影响渐开线齿廓形状的参数有Z、α等，但同模数无关。X (4) m,α，ha*,c*都是标准值的渐开线直齿圆柱齿轮，一定是标准直齿
圆柱齿轮。X (5)渐开线直齿圆柱外齿轮，不管是标准的，还是变位的，其齿顶压力角
1.选择题：
(14)有一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其变位系数分别为x1、x2。如它们作无侧隙的传动，则 (1)x1 + x2 =0的零传动时，其安装中心距_C___标准中心距； (2)x1 + x2 >0的正传动时，其安装中心距_A___标准中心距。 A. 大于 B. 小于 C. 等于

机械设计基础试题库齿轮传动

13.标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为 17
。
二、判断题：
1．模数没有单位，只有大小。
（× ）
2．齿轮的标准压力角和标准模数都在分度圆上。
（√）
3．单个齿轮既有分度圆，又有节圆。
（×）
4．斜齿轮具有两种模数，其中以端面模数作为标准模数。
（×）
5．标准直齿圆锥齿轮，规定以小端的几何参数为标准值。
使小齿轮的齿面硬度比大齿轮大。
10.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，
这对齿轮的中心距为
a
m 2
(z的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与
分度圆
重合，啮合
角在数值上等于
分度圆
上的压力角。
12.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，其接触点的轨迹是一条直线。
___C___。
A. 82
B. 80
C. 78
D.76
14．对齿面硬度 HB≤350 的闭式齿轮传动，主要的失效形式是___B____。
A.轮齿疲劳折断 B.齿面点蚀 C.齿面磨损 D.齿面胶合 E.齿面塑性变形
15．开式齿轮传动的主要失效形式是___C____。
A.轮齿疲劳折断 B.齿面点蚀 C.齿面磨损 D.齿面胶合 E.齿面塑性变形
√
二、选择题：
1． B 当主动件作连续运动时，从动件能够产生周期性的时停、时动的运动。
A.只有间歇运动机构，才能实现 B.除间歇运动机构外，其他机构也能实现
C. 只有齿轮机构，才能实现
D. 只有凸轮机构，才能实现
2．棘轮机构的主动件是 B 。
A.棘轮 B.驱动棘爪 C.止回棘爪 D. 以上均不是

机械设计基础第13章齿轮传动习题解答

的接触强度弱？（2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？
解：(1)接触强度
相互啮合的一对齿轮，起接触应力相等，即σH1=σH2. 由题意可知，[σH]1=600MPa>[σH2]=500MPa，因此，大齿轮的接触强度弱。
（2）弯曲强度相互啮合的一对齿轮，其弯曲强度的大小主要取决于的
YFaYSa
的比值。
[σ F ]
可见,
YFa1YSa1 2.81.55 0.024
[σ F ]1
179
因此，大齿轮的弯曲强度弱。
YFa2YSa2 2.4 1.67 0.028
[σ F ]2
144
YFa1YSa1 YFa2YSa2
[σF]1 [σF]2
13.6受力分析题：图示为圆锥-圆柱齿轮传动装置。轮1为主动轮，转向如图所示，轮3、4为斜齿圆柱齿轮。 (1)轮3、4的螺旋方向应如何选择，才能使轴Ⅱ上两齿轮的轴向力相反? (2)画出齿轮2、3所受各分力的方向。
, F2 YFa 2YSa 2
}
40 42 20 70.98 245552Nmm
T2
F1 340 78.34 YFa1YSa1 2.8 1.55
F 2 280 70.98 YFa2YSa2 2.28 1.75
T1
n1 n2
245552 3 736657Nmm
2 1.85
2)计算接触强度允许的输出转矩 H
13.1有一对齿轮传动，m=6mm,z1=20,z2=80,b=40mm.为了缩小中心距，要改用m=4mm的一对齿轮来代替它。设载
荷系数K，齿数z1、z2及材料不变。试问为了保持原有接触强度，应取多大的齿宽b?
(附接触强度计算公式：)
H ZHZE

机械设计-齿轮习题与参考答案

习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是C。

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2 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 。

A. 齿面胶合B. 齿面疲劳点蚀C. 齿面磨损D. 轮齿疲劳折断345钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为B。

A. 45～50 HRCB. 220～270 HBSC. 160～180 HBSD. 320～350 HBS4 齿面硬度为56～62HRC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5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. 20CrD. 20CrMnTi6齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。

A. 跑合阶段B. 稳定性磨损阶段C. 剧烈磨损阶段D. 齿面磨料磨损阶段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D. 只需按弯曲强度设计8 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≤σF29 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为C。

A. 轮齿疲劳折断B. 齿面磨损C. 齿面疲劳点蚀D. 齿面胶合10 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力C 。

A. σH1＞σH2B. σH1＜σH2C. σH1=σH2D. σH1≤σH211对于硬度≤350HBS的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。

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12 设计一对减速软齿面齿轮传动时，从等强度要求出发，大、小齿轮的硬度选择时，应使B。

机械原理典型例题分析

齿轮机构典型例题
例1：图示渐开线原则直齿圆柱齿轮1与原则直齿条2作无侧隙啮合传动。齿
条为主动件，运动方向如图。要求： 1）画出齿轮1旳分度圆、基圆、节圆、顶圆，并标出相应旳半径；
2）标注出理论啮合线N1N2和实际啮合线B1B2；
O1
例1
r1 r1'
rb1
齿轮机构典型例题
1）画出齿轮1旳分度圆、基圆、节圆、顶圆，并标出相应旳半径； 2）标注出理论啮合线
m(1
z2 ) z1
a
100
z1
2a (i12 1)m
2 100 (2.5 1) 4
50 3.5
14.28
圆整取 z1 14 z2 14 2.5 35
若取 z1 15 z2 15 2.5 37.5
不合适！
a 1 4 (14 35) 98 mm 2
a a 该对齿轮必须按正传动设计,可对小齿轮进行正变位
N1N2和实际啮合线B1B2；
ra1
N1 B2
N2
B1
例2 习题
齿轮机构典型例题
解
1)
a
m 2
( z1
z2 )
165mm
因： a a 不满足原则齿轮无侧隙啮合旳条件，
所以：不能确保无侧隙啮合。
2) 应采用正传动
3)
cos a cos 20
a
21.807
例3
齿轮机构典型例题
解：1）
例4
齿轮机构典型例题
解：(2) z1 16 zmin 17 必须采用正变位齿轮
z1 z2 54 2zmin 34 采用何种传动呢？
a
1 2
m( z1
z2 )
4 2
(16

机械设计基础例题及习题(设计)

筒外径小于轴承内圈外径（内圈端部的厚度）
7.轴承选择同一类型，便于轴和箱体加工。
8.周向固定时，键槽宽尺寸应尽量一致（工艺性好）（由d查手册b）。
不同轴段处的键槽对称面应置于同一轴
201面1下内学。期
机械设计基础
11
9、工艺性减少加工面，轴端倒角、密封、紧固、垫片等。
2011下学期
r
n=5000 r/min。①说明轴承代号含义；②计算轴承的寿命
L2 因 h解直：径F F ①系a 1为列该1 1为轴5 0 轻承（0 0 2 为.6 2内）0 0 径8 e 系,为列5所 0，m公mX ，1 以 1 ,Y 1 0 ,则 :
称接触r1角α为250的角接触球轴 P 1 承。X 1 F r 1 Y 1 F a 1 F r 1 1( 5 N )00 又因 F a22为 02 0.800 e8
置不在同一角度上；
④键槽处没有局部剖； ⑤端盖孔与轴径间无间隙； ⑥多一个键； ⑦齿轮左侧轴向定位不可靠； ⑧齿轮右侧无轴向定位； ⑨轴承安装方向不对； ⑩轴承外圈定位超高； ⑾)轴与轴承端盖相碰。
2011下学期
机械设计基础
14
2
2
P X F Y F 0 . 4 2 1 0 . 8 5 2 7 0 2 0 . 4 ( 0 N 7 ) 2 2 2 r 22 a 2
2因01PL 12h 下大学于6 1 期Pn 6 1( ,故f f 0 0 t p C P 应r ) 以轴6 承 1 5 26 的0 机械当0 设( 0 1 计量. 1 基5 础动 4 2 载0 荷. 0 4 P7 0 ) 23 为计3 8 8 算依.0 1 0 2 据( 。h 6 ) 1 074
F/2=0.68Fr2 =0.68x2500=1700

机械设计基础作业4

机械设计基础作业410 齿轮传动思考题10-1 齿轮传动中常见的失效形式有哪些？齿轮传动的设计计算准则有哪些？在工程设计实践中，对于一般的闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么？10-2 在齿轮传动设计时，提高齿轮的疲劳强度的方法有哪些？10-3 与直齿轮传动强度计算相比，斜齿轮传动的强度计算有何不同？10-4 如何确定齿轮传动中的许用接触强度和许用弯曲强度值？10-5 根据齿轮的工作特点，对轮齿材料的力学性能有何基本要求？什么材料最适合做齿轮？为什么？10-6 齿轮传动设计的流程怎样？如何用框图表示？10-7 在齿轮结构设计时，齿轮的结构主要由什么参数决定？习题10-1 有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P，若通过热处理方法提高材料的力学性能，使大、小齿轮的许用接触应力[σH2]、[σH1]各提高30%，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭距和允许传递的功率可提高百分之几？10-2 单级闭式直齿圆柱齿轮传动中，小齿轮的材料为45钢调质处理，大齿轮的材料为ZG270-500正火，P=7.2kW，n1=960r/min，m=4mm，z1=25，z2=73，b1=84mm，b2=78mm，单向转动，载荷有中等冲击，用电动机驱动，试验算此单级传动的强度。

10-3 已知开式直齿圆柱传动i=2.3，P=3.2kW，n1=150r/min，用电动机驱动，单向转动，载荷均匀，z1=21，小齿轮为45钢调质，大齿轮为45钢正火，试计算此单级传动的强度。

10-4 已知闭式直齿圆柱齿轮传动的传动比i=3.6，n1=1440r/min，P=25kW，长期双向转动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑，采用硬齿面材料。

试设计此齿轮传动，校核齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

题图10-5 题图10-610-5 在题图10-5中，当轮2为主动时，试画出作用在轮2上的圆周力F t2、轴向力F a2和径向力F r2的作用线和方向。

高职《机械设计基础》齿轮系作业含答案

第12章齿轮系传动。

已知轮1的转速n 1=1 000 r/min ，试求轮4的转速及转动方向。

学号:班级: 姓名:1、写出题图1中⑷［严3,⑷H 之间的关系，设已知各个齿轮的齿数。

(a)rTr1 3尸22、如图2所示的轮系中，设已知Z 1= 16，Z 2= 32，Z 2'=20, Z 3=4O , Z 3' = 2，Z 4=4O ,均为标准齿轮 n 13.图3所示的轮系中，已知 z i =100，Z 2=101，Z 2' = 100，Z 3=99，均为标准齿轮传动。

试求i Hi。

4.图10-6所示的轮系中，已知 Z 1= 40, Z 2=40, Z 3= 40,均为标准齿轮传动。

试求I -H 13。

27100) 2(101)€1_H 1岡11# J 3\Z實1图45.在图5所示的齿轮系中, 已知 z i =20, Z 2= 40, Z 2'= 20, z 3= 30, Z 4=60,均为标准齿轮传动。

6.图6示为锥齿轮组成的周转轮系。

已知Z 1=Z 2=17,Z 2, =3O ,Z 3=45，若1轮转速n 1=200r/min , 试求系杆转速n H 。

-1 ・3t L_2 f■ !(1-2)T (2-3)T (3 -4)(2)传动比:(3)根据已知条件计算:n 4=n i /i= 1000/80=12.5 r/min轮4的转向如图所示应该逆时针转动。

(1_2)T (2,-3)因为:其■”号表示轮1与轮3在反转机构中的转向相反。

由图可知该轮系为一平行轴定轴轮系与简单行星轮系组成的组合轮系，其中行星轮系：2’— 一 4- H1.解: (a )、・Hi13«1 -«3(b )、・Hi13牡一叭 =(-1)2(C )、・H113时1 -时32. 解: (1)传递路线为:Z 3乙Z 3乙乙'Z 3 乙Z 2齿轮系答案乙'定轴轮系: 1-2ijnZ 2 Z 3 Z 4 n 4Z i Z 2 Z 316x20x23. 解: (1)传递路线为:H.Hn 1 in 1 — ri H Z 2Z 3 Hn 3n 3 -n HZ 1 Z 2所以:n 1- nHZ 2Z 3 i 1H i H1-nHZ 1Z 2 n 1 n H n Hn 1i 1HZ 2Z 3=10000101 X 99 100X10010000・Hi13Hn 1 n 1 -n H Z 2 Z 3 Z 3 H n 3n 3 -n H乙Z 2Z 15.解:(1 )分析轮系(2)分析轮系中各轮之间的内在关系，由图中可知: n4=0. n2=n2' (3)分别计算各轮系传动比定轴齿轮系:由式(10-1 )得i i 2 亠(-2n2 Zi(1)n i =-2n2 行星齿轮系・HI24式(1 )、Z4Z3Hn4 “4 -n H Z3 Z2 *一60 —320(2) (2)联立求解联立(1 )、(2)式，代入n4=0, n2=n2 得n2 T H C=-3n1=-2n2所以i1H =n H -2n2n2=—86.解：(1 )•判定轮系类型，确定传动比计算式轮系类型一因在一轮系运转时，齿轮2和2'的轴线相对于机架的位置不固定，且齿轮固定不转动，故为行星轮系;传动比公式一系杆转速n H须通过行星轮系的转化轮系(假想定轴轮系)传动比公式求得。

齿轮传动例题1

b 65.396 10.67 h 6.13
2、按齿面接触强度设计
计算载荷系数根据v=3.29m/s，7级精度，查图得动载系数Kv=1.12。
直齿轮，KH= KF= 1。
由表查得使用系数KA= 1 。由表用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，KH= 1.423。由b/h=10.67，KH= 1.423查图得KF= 1.35；故载荷系数 K=KAKvKHKH=1×1.12×1×1.423=1.594
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。材料选择由表选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240 HBS。选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.2×24=76.8，取z2=77。
4、几何尺寸计算 5、结构设计及绘制齿轮零件图
YFa 1YSa 1
YFa YSa
F
并加以比较。
F 1
2.651.58 0.01379 303.57 2.2261.764 0.01644 238.86
YFa 2YSa 2
F 2

3、按齿根弯曲强度设计
设计计算
2 KT1 YFa2YSa2 m3 2 d z1 [ F ]2
2、按齿面接触强度设计
按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
d1 d1t 3
K 1.594 3 65.396 69.995mm Kt 1.3
计算模数
d1 69.995 m 2.92 mm z1 24
3、按齿根弯曲强度设计

机械设计基础习题11-2

第11章齿轮传动精选例题与解析例11-1 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？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。

其原因有三点：1）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。

2）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。

3）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。

其原因是：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。

例11-2 一对齿轮传动，若按无限寿命考虑，如何判断其大小齿轮中哪个不易出现齿面点蚀？哪个不易发生齿根弯曲疲劳折断？答：一对齿轮的接触应力相等，哪个齿轮首先出现点蚀，取决于它们的许用接触应力][H σ，其中较小者容易出现齿面点蚀。

通常，小齿轮的硬度较大，极限应力lim σ较大，按无限寿命设计，小齿轮的许用接触应力][H σ 1 较大，不易出现齿面点蚀。

判断哪个齿轮先发生齿根弯曲疲劳折断，即比较两轮的弯曲疲劳强度，要比较两个齿轮的111][F Sa Fa Y Y σ和222][F Sa Fa YY σ，其比值较小者弯曲强度较高，不易发生轮齿疲劳折断。

、例11-3 图示双级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级：m n =2 mm ，z 1=22，z 2 =95，︒=20n α，a =120，齿轮1为右旋；低速级：m n = 3 mm ，z 3 =25，z 4=79，︒=20n α，a =160。

主动轮转速n 1=960 r/min ，转向如图，传递功率P = 4 kW ，不计摩擦损失，试：(1) 标出各轮的转向和齿轮2的螺旋线方向； (2) 合理确定3、4轮的螺旋线方向；(3) 画出齿轮2、3 所受的各个分力； (4) 求出齿轮3所受3个分力的大小。

机械设计基础6齿轮传动习题作业与答案

项目二减速传动装置传动方案及传动系统的分析与设计任务二齿轮传动设计习题6.1．填空题1.渐开线形状决定____的大小。

(1) 展角 (2) 压力角(3) 基圆2.斜齿轮的标准模数和压力角在____上。

(1) 端面 (2) 法面(3) 轴面3.渐开线齿轮传动的啮合角等于____圆上的压力角。

(1) 分度圆 (2) 节圆(3) 基圆4. 要实现两相交轴之间的传动，可采用。

(1) 圆柱直齿轮传动 (2) 圆柱斜齿轮传动 (3) 直齿锥齿轮传动5.圆锥齿轮的标准参数在____面上。

(1) 法 (2) 小端(3) 大端6.一标准直齿圆柱齿轮的周节Pt=15.7mm,齿顶圆直径D０＝400mm,则该齿轮的齿数为____。

(1) 82 (2) 80 (3) 78 (4)767. 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。

(1) 齿面胶合 (2) 齿面磨粒磨损 (3) 轮齿折断 (4) 齿面点蚀8. 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。

(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4) 轮齿折断9. 一般参数的开式齿轮传动的主要失效形式是。

(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4)齿面磨粒磨损10. 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是。

(1) 斜齿圆柱齿轮 (2) 齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮(3) 人字齿轮 (4) 齿宽较小的直齿圆柱齿轮11. 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触疲劳强度是为了避免失效。

(1) 轮齿折断 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4) 磨粒磨损12.目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的办法以考虑的影响。

(1) 齿面塑性变形 (2) 齿面胶合 (3) 齿面点蚀 (4)磨粒磨损13. 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。

(1) 齿面要硬，齿心要脆 (2) 齿面要软，齿心要韧(3) 齿面要硬，齿心要韧 (4) 齿面要软，齿心要韧14. 材料为20Cr 的齿轮要达到硬齿面，常用的热处理方法是。

《机械设计基础》项目8 齿轮系传动承载能力分析与设计例8-1

例8-1 设计一单级直齿圆柱齿轮减速器。

已知：传递功率P =10Kw ，电动机驱动，小齿轮转速n 1=955r/min ，传动比i =4，单向运转，载荷平稳。

使用寿命10年，单班制工作。

解（1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220HBS ；大齿轮选用45钢正火，硬度为180HBS 。

因为是普通减速器，由表7-8选8级精度，要求齿面粗糙度R a ≤3.2～6.3μm 。

（2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（8-9）求出d 1值，确定有关参数与系数； ① 转矩T 166511109.55109.551010(N m)955P T n =⨯=⨯⨯=⋅ ② 载荷系数K 及材料的弹性系数Z E查表8-3取K =1.1；查表8-4得Z E =189.8③ 齿数z 1和齿宽系数Ψd小齿轮的齿数z 1取为25，则大齿轮齿数z 2=100。

因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表8-7选取Ψd =1。

④ 许用接触应力[σH ]由图8-17查得σH1im1=560MPa ，σHlim2=530MPa 。

由表8-2查得S H =1N 1=60njL h =60×955×1×(10×52×40)=1.19×1099821 1.2110 3.03104N N i ⨯===⨯ 查图8-16得Z N1=1，Z N2=1.06由式（8-4）可得1lim111560[]560(MPa)1N H H H z S σσ⋅⨯=== 2lim22 1.06530[]562(MPa)1N H H H z S σσ⋅⨯=== 故158.06(mm)d 1158.06 2.32(mm)25d m Z === 取标准模数m=2.5mm 。

（3）主要尺寸计算d 1=mz 1=2.5×25=62.5（mm ）d 2=mz 2=2.5×100=250（mm ）b =Ψd˙d 1=1×62.5=62.5（mm ）经圆整后取 b 2=65mm ；b 1=b 2+5=70（mm ）a=21m (z 1+z 2)=21×2.5×(25+100)=156.25（mm ）按齿根弯曲疲劳强度校核由式（8-10）求出σF ，如σF ≤[σF ]，则校核合格。

齿轮传动典型例题解(设计)

齿轮传动典型例题（设计）一、应熟记的公式：6021n πω=；;1055.91161n P T ⨯= η⋅⋅=1212i T T1）直齿：112d T F t =； αtan ⋅=t r F F ； αcos tn F F = 。

21t t F F -=；21r r F F -=。

2）斜齿：21t t F F -=； 21r r F F -=； 21a a F F -=。

1212d T F t =；βs c Zm d n 011=。

βαcos /tan 11n t r F F ⋅=； βtan 11⋅=t a F F 。

3）圆锥：21t t F F -=；21a r F F -=；21r a F F -=。

1112m t d T F =, )5.01(sin 1111R m d b d d φδ-=-=； 111cos tan δα⋅=t r F F ； 111sin tan δα⋅⋅=t a F F 。

R b R =φ，22222212221d d Z Z m R +=+=；121221tan tan δδc Z Z n n i ==== 4）蜗轮蜗杆：21a t F F -=；21r r F F -=； 21t a F F -=。

1112d T F t =，mq d =1； 22212d TF F t a ==； αtan 221t r r F F F == 二、习题1．判断下列圆锥齿轮受力，设驱动功率为P ，主动轮转速为1n （方向如图示）。

各齿轮几何参数均已知。

求：（1）两轮各力的方向；（2）各力计算表达式。

解：（1）如图所示；（2）;1055.91161nP T ⨯=η⋅⋅=1212i T T ； 21112t m t F d T F -==，)5.01(sin 1111R m d b d d φδ-=-=； 111cos tan δα⋅=t r F F ；111sin tan δα⋅⋅=t a F F 。

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。

课程设计

09模具及数控专业
机械设计基础课程设计
一、设计题目
设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动，如图所示。

已知传递功率为P =3~7.5kw ，小齿轮转速为min /9801r n =，传动比6~3=i ，电机驱动，工作载荷平稳。

小齿轮齿数为40~201=z ，材料选45钢调质处理，硬度为210~250HBW （HSW ），大齿轮材料为45钢正火处理，硬度为170~200HBW 。

图 1 图2
二、设计要求
1、根据以上已知条件，根据强度设计计算公式，设计减速器中的大小齿轮各一个，决定大小齿轮的模数、齿数等参数，包括齿轮的宽度、中心距、分度圆、齿顶圆、齿根圆等。

2、校核大小齿轮的强度。

3、完成大小齿轮的结构设计，并画出大小齿轮的工作图。

要求用A4或A3标准绘图纸完成齿轮的工作图。

工作图可以用绘图软件如AUTOCAD 完成，也可以用手工绘图，要求线条粗细分明，均匀。

4、要求每个同学所应用的已知条件在已知条件中选取，而且不能完全相同，
并独立完成，不能完全照抄其它同学的设计过程和数据，否则以零分处理。

相关计算可参考教材或课程设计指导书。

三、完成时间及提交
提交内容：
设计说明书一份，用于齿轮设计的详细计算说明；
大小齿轮的工作图各一份，要求用A4或A3标准绘图纸完成齿轮的工作图，并打印。

完成时间：
2011年1月1日机械设计基础考试前。

(完整版)机械设计基础齿轮传动设计例题.doc

例 1设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。

传递功率P=2.7kW，小齿轮转速n1=350r/min，传动比 i=3.57。

输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10 年，每年工作 300 天。

解： 1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。

2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。

参考表 5-6，小齿轮选用 45 钢调质处理，齿面硬度 220~250HBS，σHLim1 =595MPa，σF E1=230MPa；大齿轮选用45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS，σH Lim2 =520MPa，σ FE2=200MPa。

3）初选小齿轮齿数z1=24，则 z2=iz1=3.57×24=85.68，取 z2=87。

故实际传动比 i=z2/ z1=87/ 24=3.62，与要求的传动比 3.57 的误差小于3%。

对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。

2.按齿面接触强度设计2设计公式 5-48d 12000KT1 u 1 Z E Z H Z 3ud H1）查表 5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数 K=1.2。

2）小齿轮传递的转矩T1 9550 P95502.773.671N m n1 3503）查表 5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φ=1。

4）查表 5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8MPa1/2。

5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数 Z ε=0.9。

6）计算许用接触应力①应力循环次数HLimZ NZ W Z XHSH小齿轮 N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2 ×8×300×10)=10.08 ×108大齿轮 N 2= N 1/ i=10.08 ×108/ 3.62=2.78×108②据齿轮材料、热处理以及 N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1 =1， Z N2 =1，两齿轮均为软齿面故 ZW=1 ，ZX=1 。

大连理工机械设计基础作业解答：第11章-齿轮传动

11-9 两极斜齿圆柱齿轮减速器，(1) 选择低速级的斜齿轮螺旋线方向如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；(2) 为了使中间轴上两齿轮的轴向力互相抵消，低速级的螺旋角 β 应是多少？
11-9 两极斜齿圆柱齿轮减速器，(1) 选择低速级的斜齿轮螺旋线方向如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；(2) 为了使中间轴上两齿轮的轴向力互相抵消，低速级的螺旋角 β 应是多少？
11-4 开式直齿圆柱齿轮传动，i12=3.5， P=3KW，n1=50r/min，用电动机驱动，单向传动，载荷均匀， Z1=21，小齿轮为45钢调质处理，大齿轮为45钢正火，请确定合理的d、m值。
较高可靠度
11-4 开式直齿圆柱齿轮传动，i12=3.5， P=3KW，n1=50r/min，用电动机驱动，单向传动，载荷均匀， Z1=21，小齿轮为 45钢调质处理，大齿轮为45钢正火，请确定合理的d、m值。
第十一章齿轮传动
11-1 有一直齿圆柱齿轮传动，原设计传动功率为 P，主动轴转速为 n1。若其它条件不变，轮齿的工作应力也不变，当主动轴转速提高一倍（即n1＇= 2n1 时），求该齿轮传动能传递的功率P＇。
11-2 有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率 P。若通过热处理提高了材料力学性能，使大、小齿轮的许用接触应力[σH2] 、 [σH1]各提高30%，那么在不改变工作条件和其它设计参数的情况下，抗疲劳点蚀允许传递的扭矩、功率可提高多少？
2 230
arccos0.968 1434'21''
d1
mn .Z1
cos
4 21 cos14.57
86.792mm
齿宽
b d d1 1.186.792 95.5mm

机械设计基础2练习题--齿轮传动

机械设计基础2练习题--齿轮传动一、选择题1 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是。

（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面磨损（4）齿面胶合2 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是。

（1）轮齿折断（2）齿面点蚀（3）齿面胶合（4）塑性变形3 对齿轮轮齿材料的性能的基本要求是。

（1）齿面要硬、齿芯要韧（2）齿面要硬、齿芯要脆（3）齿面要软、齿芯要脆（4）齿面要软、齿芯要韧4 对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是。

（1）小齿轮淬火、大齿轮调质（2）小齿轮淬火、大齿轮正火（3）小齿轮正火、大齿轮调质（4）小齿轮调质、大齿轮正火5 提高齿轮的抗点蚀能力，不能采用的方法。

（1）采用闭式传动（2）加大传动的中心距（3）提高齿面硬度（4）减小齿轮齿数，增大齿轮模数6 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以的当量圆柱齿轮为计算基础。

（1）小端（2）大端（3）齿宽中点处7 直齿圆柱齿轮设计中，若中心距不变，增大模数，则可以。

（1）提高齿轮的接触强度（2）提高轮齿的弯曲强度（3）弯曲和接触强度均不变（4）弯曲与接触强度均可提高8圆柱齿轮设计时，通常使小齿轮比大齿轮宽5—10mm，其主要原因是。

（1）为使小齿轮强度比大齿轮大些（2）为使两齿轮强度大致相等（3）为传动平稳，提高效率（4）为便于安装，保证接触线承载宽度9 闭式软齿面齿轮传动的设计方法为。

（1）按齿根弯曲强度设计，后校核齿面接触强度（2）按齿面接触强度设计，后校核齿根弯曲强度（3）按齿面磨损进行设计（4）按齿面胶合进行设计10 下列措施中，不利于提高齿轮轮齿抗疲劳折断能力。

（1）减轻加工损伤（2）减小齿面粗糙度值（3）表面强化处理（4）减小齿根过渡圆角半径11 对于齿面硬度大于350HBS的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为。

（1）加工齿坯——淬火——切齿——磨齿（2）加工齿坯——切齿——磨齿——淬火（3）加工齿坯——切齿——淬火——磨齿（4）加工齿坯——淬火——磨齿——切齿12 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Fa Y 和应力校正系数Sa Y 应按查图表。

齿轮传动设计计算例题详解

齿轮传动设计计算的步骤(1)根据题目提供的工作情况等条件，确定传动形式，选定合适的齿轮材料和热处理方法，查表确定相应的许用应力。

(2)分析失效形式，根据设计准则，设计m或d1;(3)选择齿轮的主要参数；(4)计算主要集合尺寸，公式见表9-2.表9T0或表971;(5)根据设计准则校核接触强度或弯曲强度；(6)校核齿轮的圆周速度，选择齿轮传动的静的等级和润滑方式等；(7)绘制齿轮零件工作图。

以下为设计齿轮传动的例题：例题试设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中得齿轮传动。

已知：用电动机驱动，传递功率P=10KW,小齿轮转速n1=950r/min,传动比i=4,单向运转，载荷平稳。

使用寿命10年，单班制工作。

解：(1)选择材料与精度等级小轮选用45钢，调质,硬度为229〜286HBs (表9-4)大轮选用45钢，正火，硬度为169〜217HBs(表9-4)。

因为是普通减速器，由表973 选IT8级精度。

因硬度小于350HBS,属软齿面，按接触疲劳强度设计，再校核弯曲疲劳强度。

(2)按接触疲劳强度设计①计算小轮传递的转矩为T. =9.55X106— =9.55X106 X —=105N • mmL 1nl 950查表9-5取③齿数Z 和齿宽系数〃. 取z1=25,则z2 = izl =4x25 = 100因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表972选取〃广1。

④许用接触应力【0〃】由图979 (c)查得=57。

河&6nm 2 = 53OMP”由9-7表查得SH=1N| =60nJLh = 60x955乂 10x52x5x8)= 1.19xl09N,=M = 30= 3x1(/i 4查图 978 得Zw = l, Z N 2 = L08 由式(9-13)可得O H 1 = Z M P 〃皿=122Z2 = 570MPaS H 1= Z N 2 sM2 = 108x530 = 572 4”所S a查表9-6得Z/=189.8西西，故由式(9-14)得71.1X 1O 5X 5 f 3.52x189.8 Y\ 1x4 [ 570 J〃？=必=tLl = 2.296mm 乙25 由表97取标准模数m=2. 5mm"1.1=57.4mmd 1 = mzl = 2.5x25 = 62.5mmd2 = mz2 = 2.5x100 = 250mmb = y/ • d\X62.5 = 62.5〃〃〃圆整后取b2=65mm。