渐开线齿轮失效形式
机械原理试题
一、单项选择题1．凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动（）A．将产生刚性冲击 B．将产生柔性冲击C．没有冲击D．既有刚性冲击又有柔性冲击2．槽轮机构所实现的运动变换是（）A．变等速连续转动为不等速连续转动 B．变等速连续转动为移动C．变等速连续转动为间歇转动D．变等速连续转动为摆动3．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（）A．螺栓联接 B．螺钉联接C．双头螺柱联接D．紧定螺钉联接4．普通平键的工作面是（）A．顶面B．底面C．侧面D．端面5．平带、V 带传动传递运动和动力主要是依靠（）A．带的紧边拉力B．带的预紧力C．带和带轮接触面间的摩擦力D．带的松边拉力6．一对渐开线圆柱齿轮要正确啮合，一定相等的是（）A．直径 B．宽度C．齿数D．模数7．对闭式软齿面齿轮传动，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8．齿轮传动中，齿面接触应力的变化特征可简化为（）A．对称循环变应力 B．脉动循环变应力C．不变化的静应力D．无规律变应力9．选择蜗轮材料通常根据蜗杆传动的（）A．传递功率 B．滑动速度C．传动比 D．效率10．在蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆头数，则传动效率（）A．增加 B．减小C．保持不变 D．或者增加，或者减小11．对于工作中载荷平稳，不发生相对位移，转速稳定且对中性好的两轴宜选用（）A．刚性凸缘联轴器 B．万向联轴器C．弹性套柱销联轴器D．齿式联轴器12．按承受载荷的性质分类，减速器中的齿轮轴属于（）A．传动轴 B．固定心轴C．转轴D．转动心轴13．适合于做轴承衬的材料是（）A．合金钢 B．铸铁C．巴氏合金 D．非金属材料14．深沟球轴承，内径100mm，正常宽度，直径系列为2，公差等级为0 级，游隙级别为0，其代号为（）A．60220/CO B．6220/PO C．60220/PO D．622015．角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随接触角α的增大而（）A．增大 B．减小C．不变 D．增大或减小随轴承型号而定16．回转件静平衡条件是分布在回转件上的各个偏心质量的（）A．离心惯性力合力为零B．离心惯性力的合力矩为零C．离心惯性力合力及合力矩均为零D．离心惯性力的合力及合力矩均不为零二、填空题（本大题共10 小题，每小题1 分，共10 分）23．在棘轮机构中，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮便得到单方向________转动。
机械基础(第五版)教材及习题册参考答案
机械基础习题册（第五版）参考答案劳动社会保障出版社绪论一、选择题二、判断题三、填空题1．机械传动常用机构轴系零件液压与气动2．信息3．动力部分执行部分传动部分控制部分4．制造单元5．高副6．滚动轮接触凸轮接触齿轮接触7．滑动大低不能8．机械运动变换传递代替或减轻四、术语解释1．机器——是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，其用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。
2．机构——具有确定相对运动的构件的组合。
3．运动副——两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。
4．机械传动装置——用来传递运动和动力的机械装置称为机械传动装置。
五、应用题1．答：2．答：零件：螺钉、起重吊钩、缝纫机踏板、曲轴、构件：自行车链条机构：台虎钳、水泵、机器：车床、洗衣机、齿轮减速器、蒸汽机、3.答：动力部分：发动机传动部分：离合器、变速箱、传动轴、执行部分：车轮控制部分：方向盘、排挡杆、刹车、油门*4．答：略第一章带传动一、选择题二、判断题三、填空题1. 主动轮从动轮挠性带2. 摩擦型啮合型3. 摩擦力运动动力。
4. 打滑薄弱零件安全保护5. 无两侧面不接触。
6. 帘布芯绳芯包布顶胶抗拉体底胶7．Y、Z、A、B、C、D、E8．几何尺寸标记。
9．型号基准长度标准编号10．实心式腹板式孔板式轮辐式11．平行重合12．调整中心距安装张紧轮13．弧形凹形变直摩擦力传动能力14．SPZ SPA SPB SPC15.型号基准长度16．啮合带传动齿轮传动17．单面带双面带节距18. 仪表、仪器、机床、汽车、轻纺机械、石油机械 四、术语（标记）解释1．机构传动比-----机构中输入角速度与输出角速度的比值。
2．V 带中性层-----当V 带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面称为中性层。
3．V 带基准长度L d -----在规定的张紧力下，沿V 带中性层量得的周长，称为V 带基准长度。
齿轮传动(第11章)
K F FtYFa1YSa1Y F1 F 1 bm K F FtYFa 2YSa 2Y F2 F 2 bm
② 应力和许用应力的关系 两齿轮弯曲应力是否相同？许用应力呢？
F
K F Ft YFaYSaY [ F ] bm
39
③
设计计算时，因为 m 3
8
§11.2
齿轮传动的失效形式
1.轮齿折断
原因： • 齿根弯曲应力大； • 齿根应力集中。
9
1、轮齿折断
★ 疲劳折断 ★ 过载折断
全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮
局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮
措施：选用合适的材料及热处理方法，使齿根芯部 有足够的韧性；采用正变位齿轮以增大齿根的厚度； 增大齿根圆角半径，消除齿根加工刀痕；对齿根进 行喷丸、碾压等强化处理； 提高齿面精度、增大 模数等
d1 sin 2
cos d1 d1 cos
O2
d N 2C 2 2 sin 2
1 1 1 2
d 2 z2 2 d2 u 1 d1 d1 z1
②
d'2 2
'
（从动）
2
②
u 1 1 2 d1 cos tan u
23
§11.4 齿轮传动的计算载荷
名义载荷：
Fn p L
pca K Fn L
计算载荷：
载荷系数：K K A Kv K K
24
1.使用系数KA
考虑齿以外的其他因素对齿轮传动 的影响，主要考虑原动机和工作机的影响
原动机 载荷状况 均匀平稳 轻微冲击 中等冲击 严重冲击 工作机器 … … … … 电机 1.0 … 1.1 … 1.25 1.5 1.75 2.0 内燃 机… 1.5 1.75 2.0 2.25 25
渐开线齿轮传动的啮合特性 教案
渐开线齿轮传动的啮合特性教案【教学目标与要求】
一、知识目标
1 .了解正确啮合条件和不发生根切的最少齿数。
2.掌握齿轮常用材料和失效形式。
二、能力目标
1 . 能判断两个齿轮能否正确啮合。
2 .能选用齿轮的常用材料，能够根据传动结构推断可能产生失效的形式，并采取必要的措施。
三、素质目标
1 .了解齿轮正确啮合的条件及不产生根切的最少齿数17。
2.了解失效的含义，材料的表面硬度对齿面点蚀的影响。
四、教学要求
1 .掌握直齿圆柱齿轮正确啮合条件和不发生根切的最少齿数。
2 .掌握齿轮常采用材料、常见的失效形式及许用应力的确定。
【教学重点】
1.正确啮合条件及常用材料。
2.常见的失效形式。
【难点分析】
1. 根切的定义由于教材中没有理论证明，学生可能难以理解，对变位概念的形成也难以理解，如有必要应增加补充材料。
2. 失效的形式易理解，但原因较难，尤其是塑变的形成原因更
难，需要用受到摩擦力的作用方向来证明主动轮轮齿表面为凹陷，而从动轮的齿面形成凸起。
【分析学生】
对最少根切齿数17，如不加以推理证明，只能死记硬背。
轮齿
失效形式容易理解，只是对塑变形成机理有一定的困难。
【教学思路设计】
不要求推导过程，只有死记结果。
而齿轮材料只要记住常用45、40Cr 钢即可，必要时会查资料。
失效形式需要介绍成因。
【教学安排】
2学时（90分钟）。
机械基础(第五版)习题册最新版
机械基础(第五版)习题册第四章齿轮传动§4-1 齿轮传动的类型及应用§4-2 渐开线齿廓1、齿轮传动是利用主动轮、从动轮之间轮齿的啮合来传递运动和动力的。
2、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围宽，传动效率高，传动比恒定，使用寿命长等一系列特点，所以应用广泛。
3、齿轮传动的传动比是指主动轮与从动轮转速之比，与齿数成反比，用公式表示为i12=n1/n2=z2/z1 。
4、齿轮传动获得广泛应用的原因是能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确等。
5、按轮齿的方向分类，齿轮可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和认字齿圆柱齿轮传动。
6、渐开线的形状取决于基圆的大小。
7、形成渐开线的圆称为基圆。
8、一对渐开线齿轮啮合传动时，两轮啮合点的运动轨迹线称为啮合线。
9、以两齿轮传动中心为圆心，通过节点所作的圆称为节圆。
10、在机械传动中，为保证齿轮传动平稳，齿轮齿廓通常采用渐开线。
11、以同一基圆上产生的两条反向渐开线作齿廓的齿轮称为渐开线齿轮。
12、在一对齿轮传动中，两齿轮中心距稍有变化，其瞬时传动比仍能保持不变，这种性质称为传动的可分离性。
§4-3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算1、齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮尺寸越大，轮齿承载能力越强。
2、渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远的齿形角越大，基圆上的齿形角等于零度。
3、国家标准规定，渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角等于200。
4、国家标准规定，正常齿的齿顶高系数ha*=1 。
5、模数已经标准化，在标准模数系列表中选取模数时，应优先采用第一系列的模数。
6、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的模数必须相等；两齿轮分度圆上的齿轮角必须相等。
7、为了保证齿轮传动的连续性，必须在前一对轮齿尚未结束啮合时，使后继的一对轮齿已进入啮合状态。
§4-4 其他齿轮传动简介1、斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮承载能力强，传动平稳性好，工作寿命长。
机械设计基础第七章 齿轮传动
加工标准齿轮： 刀具分度线刚好与轮坯 的分度圆作纯滚动。 分度圆
分度线
顶线
hf=(h*a+ c*)m
ha=h*am
s
e
加工结果： s＝e＝πm/2 ha=h*am hf = (h*a+ c*)m
二、 渐开线齿廓的根切及最少齿数
标准齿轮不发生根切的最少齿数 根切的原因：刀具的顶线与啮合线的交点 超过被加工齿轮的啮合极限点N
标准齿轮 不发生根 切的情况
要避免根切， 应使
* ha m NM ,
NM PN sin r sin 2
* 2ha z 2 sin
mz 2 sin 2
3 、变位齿轮
1）标准齿轮的优缺点
rK
基圆对渐开线形状的影响
3 渐开线齿廓的啮合 1）渐开线齿廓满足定传动比传动
因为渐开线齿廓在任一点接触，过接 触点的公法线必与两基圆相切。即所 有啮合点均在两基圆的一条内公切线 上。因此，内公切线必与连心线相交 于一固定点P。所以能保证定传动比传 动。
1 O2 P rb 2 i12 2 O1P rb1
一对渐开线齿轮正确啮合的条件
一对齿轮传动时，所有啮合点都在啮合线 N1N2 上。
pb1 rb1 r1
B1
O1
ω1
pb 1
rb1 r1 B1
O1 ω1
pb1
rb1 r1
O1
ω1
N1
P
B2
N1
P
N1
P
B2
B2
N2
N2
N2
B1
pb1< pb2 m1<m2
第6章,2,齿轮传动,汽车机械基础
齿轮轮齿在很大压力下，齿面上的润滑油 被挤走，两齿面金属直接接触，局部产生 瞬时高温，致使两齿面发生粘连。随着齿 面的相对滑动，较软轮齿的表面金属会被 熔焊在另一轮齿的齿面上形成沟痕，这种 现象称为齿面胶合。 注意：对于高速和低速重载的齿轮传动， 容易发生齿面胶合。
防止齿面胶合的方法：
C
β=8。—30。，常用β=8。—15。.
d D A pt F E
pn
B
b
pz
4、正确啮合条件 （斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合）
mt1 mt 2
mn1 mn 2
t1 t 2
b1 b 2
n1 n 2
1 2 1 2
o1
§3 渐开线直齿圆柱齿轮的 基本参数和几何尺寸
一、齿轮各部分名称及代号
齿数——Z，齿槽
1、齿顶圆ra
2、齿根圆rf 3、在任意圆上rk
(1)齿槽宽e
(2)齿厚s (3)齿距P=e+s
4、分度圆：人为取定一 个圆，使该圆上的齿厚和 齿槽宽相等，模数和压力 角取标准值，这个圆称为 分度圆。分度圆上所有参 数不带下标。 分度圆：r，d，s，e，p
§2
渐开线齿轮啮合特性
一、齿轮传动应满足的基本要求
一个最基本要求：传动平稳。 要求其瞬时传动比I恒定不变，以避免冲击、振动 和噪声 传动比：
i12
1 2
为了保证传动比恒定，需要采用适当的齿 廓曲线，最常用的是渐开线齿廓。
二、渐开线的形成
当一直线BK沿一个圆的圆周作
纯滚动时，直线上任一点K的轨迹 AK —— 渐开线
防止点蚀的办法：
(四)齿轮传动
（3）根据齿轮的外形可分为： <1>圆柱齿轮传动、 <1>圆柱齿轮传动、 <2>锥齿轮传动、 <2>锥齿轮传动、 <3>非圆齿轮传动、 <3>非圆齿轮传动、 <4>齿条传动和蜗杆传动。 <4>齿条传动和蜗杆传动。
1.圆柱齿轮传动 1.圆柱齿轮传动 用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8,最 用于平行轴间的传动，一般传动比单级可到8,最 大20，两级可到45,最大60，三级可到200，最大 20，两级可到45,最大60，三级可到200，最大 300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转/ 300。传递功率可到10万千瓦,转速可到10万转/分， 圆周速度可到300米 秒。单级效率为0.96～0.99。 圆周速度可到300米/秒。单级效率为0.96～0.99。 直齿轮传动适用于中、低速传动。斜齿轮传动运转 平稳，适用于中、高速传动。人字齿轮传动适用于 传递大功率和大转矩的传动。圆柱齿轮传动的啮合 形式有3 形式有3种:外啮合齿轮传动，由两个外齿轮相啮合， 两轮的转向相反；内啮合齿轮传动，由一个内齿轮 和一个小的外齿轮相啮合，两轮的转向相同；齿轮 齿条传动，可将齿轮的转动变为齿条的直线移动， 或者相反。 2.锥齿轮传动 2.锥齿轮传动 用于相交轴间的传动。单级传动比可到6 用于相交轴间的传动。单级传动比可到6，最大 到8，传动效率一般为0.94～0.98。直齿锥齿轮传 ，传动效率一般为0.94～0.98。直齿锥齿轮传 动传递功率可到370千瓦，圆周速度5 动传递功率可到370千瓦，圆周速度5米/秒。斜齿 锥齿轮传动运转平稳，齿轮承载能力较高，但制造 锥齿轮传动运转平稳，齿轮承载能力较高，但制造 较难，应用较少。曲线齿锥齿轮传动运转平稳，传 较难，应用较少。曲线齿锥齿轮传动运转平稳，传 递功率可到3700千瓦，圆周速度可到40米 递功率可到3700千瓦，圆周速度可到40米/秒以上。
《汽车机械基础》第三章 齿轮传动
外啮合齿轮传动：
mn1 mn2 mn
an1 an2 an
1 2
内啮合齿轮传动：
2．正确啮合的条件
一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件为：两轮大端模数压 力角分别相等，即
m1 m2 m
1
2
三、蜗轮蜗杆传动
1．蜗杆传动的特点
蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，主要用于传递空间交错的 两轴之间的运动和动力，通常两轴交错角为90°。一般蜗杆为 主动件。 蜗杆传动工作平稳，噪声低，结构紧凑、传动比大（单级蜗
zmin 17
对于齿数少于zmin的齿轮，还可以通过改变刀具与齿坯相 对位置的切齿方法（变位）来防止根切。
第六节 齿轮失效形式及齿轮材料的选择
一、齿轮传动的主要失效形式 二、齿轮材料
一、齿轮传动的主要失效形式
1、轮齿折断
轮齿折断形式有两种：一种是在交变载荷作用下，齿根弯曲 应力超过允许限度时，齿根处产生微小裂纹，随后裂纹不继扩 展，最终导致轮齿疲劳折断；另外一种是短时过载或受冲击载 荷发生突然折断。
1 2
n1 n2
O2C O1C
r2' r1'
rb2 rb1
C
上式表明两轮的传动比与两 轮的基圆半径成反比，且为一 定值。这就保证了齿轮传动的 平稳性。
2、中心距可分性：
齿轮制成以后，基圆半径便已确定。因此，传动比也就定 了。所以，安装时若中心距略有变化不会改变传动比大小，此 特性称为中心距可分性。
4.轮辐式齿轮
渐开线齿轮失效形式
渐开线齿轮失效形式
失效——齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面损坏等现象，齿轮失去了正常的工作能力。
一、齿面点蚀
点蚀多发生在靠近节线的齿根面上。
引起原因
很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点。
避免措施
提高齿面硬度。
二、齿面胶合
高速和低速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合
引起原因
低速重载、齿面压力过大。
避免措施
减小载荷，减少启动频率
三、齿面磨损
齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。
引起原因
接触表面间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦。
避免措施
提高齿面硬度，降低表面粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能
用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构。
四、齿面塑变
当齿轮的齿面较软，在重载情况下，可能使表层金属沿着相对滑动方向发生局部的塑性流动，出现塑性变形。
引起原因
低速重载，齿面压力过大。
避免措施
减小载荷，降低启动频率。
五、轮齿折断
轮齿折断是开式传动和硬齿面闭式传动的主要失效形式之一。
引起原因
短时意外的严重过载，超过弯曲疲劳极限。
避免措施
选择适当的模数和齿宽，采用合适的材料及热处理方法，减小表面粗糙度值，降低齿根弯曲应力。
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。
机械设计复习题解答-齿轮
机械设计基础复习题齿轮传动基本要求：了解渐开线齿轮传动的特点及应用范围、失效形式及防止措施。
掌握渐开线标准直齿轮的基本参数及选择、几何尺寸计算、受力分析、强度计算和设计方法。
掌握斜齿圆柱齿轮的传动特点、几何尺寸计算和受力分析。
1．与带传动、链传动相比，齿轮传动有哪些主要优缺点？优点：1）工作可靠，寿命长；2）瞬时传动比为常数；3）传动效率高；4）结构紧凑；5）适用性广。
缺点：1）制造及安装精度要求高，成本高；2）不宜用于轴间距离大的传动。
2、齿轮传动的基本要求：1）传动平稳：即要求瞬时传动比恒定；2）足够的承载能力：即要求在预期的使用期限内不失效。
2．开式、闭式齿轮传动的失效形式及设计准则有何不同？普通闭式传动的主要失效形式为：轮齿的疲劳折断和点蚀。
普通开式传动的主要失效形式为：轮齿的疲劳折断和磨粒磨损。
设计准则：为防止轮齿的疲劳折断，需计算齿根弯曲疲劳强度；为防止齿面点蚀，需计算齿面接触疲劳强度。
对一般工况下的普通齿轮传动，其设计准则为：1）闭式传动，软齿面：按齿面接触疲劳强度进行设计计算（确定齿轮的参数和尺寸），然后校核齿根弯曲疲劳强度；硬齿面：按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算（确定齿轮的参数和尺寸），然后校核齿面接触疲劳强度。
2）开式传动：只计算齿根弯曲疲劳强度，适当加大模数（预留磨损量）。
此外，对高速重载传动，还应按齿面抗胶合能力进行计算。
3．齿轮材料的选择原则是什么？常用齿轮材料和热处理方法有哪些？为什么一对软齿面的大、小齿轮在其材料选择和热处理方法上常常不同？对齿轮材料性能的要求：齿面硬、芯部韧。
齿轮材料选用的基本原则 ：齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等；应考虑齿轮的尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺；钢制软齿面齿轮，小轮的齿面硬度应比大齿轮高20～50HBS 。
硬齿面齿轮传动，两轮的齿面硬度可大致相同，或小轮硬度略高。
软齿面：调质，正火：改善机械性能，增大强度和韧性；硬齿面：表面淬火，渗碳淬火，表面氮化：接触强度高、耐磨性好、可抗冲击。
《机械基础》期末考复习题
《机械基础》期末考试复习题班级：姓名：座号：成绩：一、填空题：（每小空1分，共54分）1、机械基础课程内容主要包括、、和方面的基础知识。
2、机器一般由、、和组成。
3、高副主要有、和等。
4、低副是摩擦，摩擦损失，因而效率。
此外，低副传递较为复杂的运动。
5、机器是人们根据使用要求而设计的一种执行的装置，其用来或能量、物料与信息，从而人类的体力劳动和脑力劳动。
6、带传动一般由、、和组成。
7、V带结构主要有帘布芯结构和绳芯结构两种，其中分别由、、和四部分组成。
8、V带传动过载时，传动带会在带轮上，可以防止的损坏，起作用。
9、V带传动常见的张紧方法有和。
10、同步带传动已广泛应用与、、、、和等中小功率的机械传动中。
11、同步带有和两种类型，最基本的参数是。
12、普通螺纹的主要参数有、、和等。
13、根据螺纹牙型的不同，可分为、、和螺纹等。
14、管螺纹主要用于连接，按其密封状态可分为管螺纹和管螺纹。
15、螺旋传动具有、、和等优点，广泛应用于各种机械和仪器中。
16、螺旋传动常用的类型有、和。
17、滚动螺旋传动主要由、、和组成。
18、套筒滚子链常用的接头形式有、和等。
19、链传动是由、和组成，通过链轮轮齿与链条的来传递和20、滚子链是标准件，其标记由、、和四部分组成。
21、齿轮传动是利用主动轮、从动轮之间轮齿的来传递和的。
22、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围，传动效率，传动比，使用寿命等一系列特点，所以应用广泛。
23、齿轮传动的传动比是指主动轮与从动轮之比，与齿数成比，用公式表示为。
24、按轮齿的方向分类，齿轮可分为圆柱齿轮传动、圆柱齿轮传动和认字齿圆柱齿轮传动。
25、渐开线齿廓上各点的齿形角，离基圆越远的齿形角越，基圆上的齿形角等于。
26、斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮承载能力强，传动平稳性好，工作寿命长。
27、齿轮齿条传动的主要目的是将齿轮的运动转变为齿条的运动。
28、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：；。
机械设计基础复习题(含答案)--北方民族大学
一、单项选择题2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( )A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆4.机构具有确定相对运动的条件是( )A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D.机构的自由度数目大于等于主动件数目5.一般转速的滚动轴承计算准则为( )A.进行静强度计算B.进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算7.螺纹联接的自锁条件为( )A.螺纹升角≤当量摩擦角B.螺纹升角>摩擦角C.螺纹升角≥摩擦角D.螺纹升角≥当量摩擦角9.铰链四杆机构的死点位置发生在( )A.从动件与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( )A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( )A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( )A.圆型带传动B.同步带传动C.V型带传动D.平型带传动13.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( )A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( )A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击16.与标准直齿圆柱齿轮的齿形系数Y FS值有关的参数是( )A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角α17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( )A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=βB.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=βC.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-βD.ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β（注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( )A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器20.带传动的主要失效形式是带的( )A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀2.开式齿轮传动的主要失效形式是( )A.轮齿疲劳折断B.齿面点蚀C.齿面磨损D.齿面胶合3.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度和小于其它两杆长度之和，则( )为机架时，可得双摇杆机构。
机械基础教案三§3-8齿轮轮齿的失效形式
1、产生的原因：轮齿啮合时接触面积很小，在负载作用下产生很大的交变接触应力，在它的反复作用下齿面产生疲劳裂纹，裂纹的扩展导致表面上有小块金属剥落，形成小坑。多发生在靠近节线的齿根面上。
2、后果：渐开线齿廓被破坏，造成传动不平稳，产生噪声轮齿将因齿面破坏而报废。
3、出现场合：齿面点蚀是在润滑良好的闭式齿轮传动中的主要形式之一。在开式传动中一般看不见点蚀现象。
重点
分析、理解各类失效形式的产生原因及后果
难点
掌握各类失效形式的预防措施
教学内容
活动
【导入】
齿轮轮齿在工作过程中传递动力时，由于齿轮本身的工作特点及实际工作场合，会使齿轮的轮齿丧失工作能力。
【新课】
失效：齿轮在传动过程中，发生轮齿折断、齿面损坏等现象从而失去其正常工作的能力，这种现象称为齿轮轮齿的失效。
4、预防措施：①选用合适的材料和提高齿面的硬度，使齿面接触应力不超过许用值。
②减小齿面的表面粗糙度值。
③增大润滑油的延黏度。
二、齿面磨损（开式传动）
1、产生的原因：啮合齿面间的相对滑动摩擦。
2、后果：①齿面损坏
②加大侧隙
③引起传动不平稳和冲击。
3、预防措施：
①提高齿面硬度，减小齿面表面粗糙度值。减小接触应力。
பைடு நூலகம்课题
§3-8齿轮轮齿的失效形式
授课日期
教材
分析
本节内容主要介绍了齿轮轮齿的五种失效形式及产生的原因、方位及主要的防治措施。
学情
分析
学生没有这方面的工作经验，在教学时主要依靠一些直观的教学手段给学生以感性认识。从而达到强化记忆的目的。
教学
目标
分析、理解各类失效形式的产生原因及后果，掌握各类失效形式的预防措施。
齿轮常见的失效形式与设计准则
10.9 齿轮的常用材料及许用应力
10.9.3 许用应力
安全系数SN和SF
安全系数 软齿面 （HBS≤ 350） 硬齿面 （HBS> 350） 重要的传动、渗碳淬火 齿轮或铸造齿轮
SN
1.0~1.1
1.3~1.4
1.1~1.2 1.4~1.6
1.3 1.6~2.2
SF
10.9 齿轮的常用材料及许用应力
• 正火，又称常化，是将工件加热到一定温 度并保温一段时间后，从炉中取出在空气 中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理 工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物 分布均匀化，去除材料的内应力，降低材 料的硬度。 • 应力：受力物体截面上内力的集度，即单 位面积上的内力。
• 钢的淬火是将钢加热到临界温度以上温度， 保温一段时间，然后以大于临界冷却速度 的冷速快冷转变的热处理工艺。通常也将 铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材 料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处 理工艺称为淬火。
4. 正火 正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切 削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处 理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。 5. 渗氮 渗氮是一种化学处理。渗氮后齿面硬度可达 60~62HRC。氮化处理温度低，轮齿变形小，适用于难 以磨齿的场合，如内齿轮。材料为：38CrMoAlA.
• 渗碳淬火是金属材料常见的一种热处理工艺，它 可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高 其耐磨程度。 • 渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多 为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具 有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度,保温足 够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入 钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的 一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获 得很高的硬度，提高其耐磨程度。
齿轮轮齿的失效形式
传动中，由于靠近节线的齿顶表面处相 对速度大，因此胶合常发生在该部位。
图3 齿面胶合
防止胶合产生的方法：
（1）对于低速传动，可采用黏度大的润滑油。 （2）对于高速传动，则可采用硫化润滑油，使 其较牢固地吸附在齿面上而不易被挤掉。 （3）提高齿面的硬度和减小齿轮表面的粗糙度， 以及两齿轮选择不同材料均可减少胶合的发生。
四、轮齿折断
齿轮轮齿在传递动力时，相当于一根悬臂梁。在 齿根处受到的弯曲应力最大，且在齿根的过渡圆角处具 有较大的应力集中，传递载荷时，轮齿在交变载荷的不 断作用下，在轮齿根部的应力集中便会产生疲劳裂纹。 随着重复次数的增加，裂纹逐渐扩展，直至轮齿折断。 这种折断称为“疲劳折断”。如图4。 此外，用脆性较大的材料（如铸铁、淬火钢等） 制成的齿轮，由于材料在受到短时过载或过大的冲击载 荷时，常会引起轮齿的突然折断。这种折断称为“过载 折断”。
图5
齿面的塑性变形破坏了齿廓的形状，导致 齿轮轮齿失效。提高齿面硬度和采用黏度较高 的润滑油，有利于防止或减轻齿面的塑性变形。
小结：
常见轮齿的失效形式： 1、齿面点蚀 2、齿面磨损 3、齿面胶合 4、轮齿折断 5、齿面塑性变形
作业：
P72 习题19
产生齿面磨损的主要原因：
1、齿轮在传动过程中，工作齿面间有相对滑 动。 2、齿面不干净，有金属微粒、尘埃、污物等 进入轮齿啮合区域，引起磨料性磨损。 3、润滑不好。 齿面磨损是润滑条件不好、易受灰尘及 有害物质侵袭的开式齿轮传动的主要失效 形式之一。
减少齿面磨损的措施：
1、尽可能采用润滑条件良好的闭式传动。 2、同时提高齿面硬度 3、减小齿轮表面粗糙度值
实践表明，点蚀多发生在靠近节线的齿 根表面处，如图1所示：
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教 触应力状态下， 当应力超过材料的耐久极限时， 将使表面层产生疲劳裂纹，
进而扩展成小块金属剥落，称为点蚀。 润滑油对点蚀的影响见图 3－34。
学
产生原因：当轮齿在靠近节线处啮合时，相对滑动速度较低，润滑油 膜不易形成，而且当轮齿在节线附近啮合时，同时啮合齿对数也少，对直 齿轮往往只有一对齿轮接触，因此接触应力也最大，则节线附近最易出现
过ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在较大的载荷和摩擦力作用，主动轮在齿面沿节线处形成凹坑；从 动轮在齿面沿节线处形成凸棱。 防止措施：提高齿面硬度和采用黏度较高的润滑油。
程
五、轮齿折断 由于齿根处存在较大的应力集中、交变载荷或材料脆性较大，出现 折断情况。 疲劳折断：在交变载荷的不断作用下，在齿轮根部所产生的疲劳裂 纹，随之裂纹逐渐扩展，直到轮齿折断。 过载折断：脆性材料在短时过载或较大的冲击载荷时，引起轮齿的突然 折断。 防止措施： （1）选择适当的模数和齿数，以增强轮齿的强度； （2）采用适合的材料和热处理方法； （3）减小齿根处的应力集中，如圆角过渡、表面粗糙度等。 对于润滑良好的闭式齿轮传动中轮齿失效的主要形式之一。开式齿 轮磨损较快，当点蚀来不及出现或扩展就被磨损掉。 防止措施：提高齿面的硬度，减小齿面的表面粗糙度值；增大润滑 油的粘度。 减小轮齿表面粗糙度，两啮合齿轮选用不同材料等。
小 结
渐开线齿轮失效形式：齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑变、 轮齿折断。
作业 情况
过
点蚀。另外轮齿间润滑油可以减小摩擦，但是当疲劳裂纹一旦发生，则润 滑油就会浸入裂纹，粘度愈低的油愈易浸入，在轮齿啮合时，由于齿面的 滚压使裂纹内的油压升高，对裂纹起挤胀作用，从而加快了裂纹的扩展。
程
点蚀使轮齿工作表面损坏，造成传动不平稳和产生噪声，轮齿啮合情 况会逐渐恶化而报废。 二、齿面胶合 在重载传动中，齿轮副两齿轮工作齿面发生金属表面直接接触而形成 “焊接”的现象，称为齿面胶合。 产生原因： （1）低速重载传动中，散热条件差，工作表面间的油膜不 易形成或被破坏； （2）低速重载传动中，齿面之间压力过大，润滑油膜不易形成。 一般出现在靠近节线的齿顶表面处，其相对速度较大，易发生胶合现 象。 防止措施：低速传动，采用粘度大的润滑油；高速传动，采用硫化润 滑油，以提高其强度和附着能力；提高齿面硬度和 三、齿面磨损
年 级 课 题 重 点 难 点
三系 渐开线齿轮失效形式
科目 课堂 类型
机械基础 讲授
课时 教法
齿轮轮齿失效形式、产生原因及防止措施。 齿轮轮齿失效产生原因及防止措施。
渐开线齿轮失效形式
失效——齿轮传动过程中，若发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮会 失去正常工作能力称为失效。详见表 4－5. 一、齿面点蚀 组成高副的两构件（齿轮、凸轮及滚动轴承）的工作表面，在交变接
如果硬质物质进入两齿轮的工作表面之间，或齿面加工粗糙，轮齿 工作表面会引起磨损，使齿面失去正确的齿形，严重时导致轮齿过薄而 折断。 产生原因： （1）传动过程中出现工作齿面间有相对滑动； （2）齿面间有杂质进入轮齿啮合区域，引起磨料磨损； （3）润滑不正常；
教
学
防止措施：采用润滑条件较好的闭式传动；提高齿面硬度；减小轮 齿面表面粗糙度值。 四、齿面塑变