机械设计习题 第十章

3．图示为直齿锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器，齿轮1主动，转向如图示。锥齿轮的参数为m＝2mm,z1＝20,z2＝40,ψR＝0.3；斜齿轮的参数为mn＝3mm,z3＝20,z4＝40,试求最小，画出齿轮3、4的螺旋线方向；
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。
三、综合题：
1．解： ∵「Fa2」＝「Fa3」 即 Ft2tanβ2＝Ft3tanβ3∴tanβ3＝Ft2/ Ft3tanβ2
又∵TⅡ＝Ft2d2/2＝Ft3d3/2,
A．直齿圆锥齿轮B．斜齿圆锥齿轮C．直齿圆柱齿轮
10．在下列措施中不利于提高轮齿抗疲劳折断能力。
A．减轻加工损伤 B．表面强化处理 C．减小齿根过渡曲线半径
11．对齿轮轮齿材料性能的基本要求是。
A．齿面要硬，齿芯要韧 B．齿面要硬，齿芯要脆 C．齿面要软，齿芯要韧
12．灰铸铁齿轮常用于的场合。
A．低速、无冲击和大尺寸 B．高速、有较大冲击 C．有较大冲击、较小尺寸
∴tanβ3＝d3/d2tanβ2
sinβ3＝mn3Z3/mn2Z2sinβ2＝（5×21/3×57）×sin140＝0.14855 ∴ β3＝8032＇34＇＇
2．
3．解：⑴、⑵、⑶ 题解已示于图中；
⑷若使Ⅱ轴上的轴承不受轴向力，则要求「Fa2」＝「Fa3」。
∴tanδ1＝1/u＝ z1/z2＝20/40＝0.5 ∴ δ＝ 26033＇54＇＇
21．齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是。
A．45钢B．ZG340—640 C．20CrMnTi
22．齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在。
A．跑合阶段B．稳定性磨损阶段C．剧烈磨损阶段
二、简答题：
1．试分析润滑油的存在对齿轮齿面点蚀的形成与扩展有何影响？
2．软齿面齿轮传动中，两配对齿轮的齿面硬度是否相同？为什么
3．点蚀为什么首先发生在靠近节线的齿根一侧？
4．为了提高齿轮轮齿的抗折断能力，可采取哪些措施？
5．齿轮传动的失效形式有哪些？开式、闭式齿轮传动的失效形式有什么不同？
6．两级圆柱齿轮传动中,若一级为斜齿轮,另一级为直齿轮,试问斜齿圆柱齿轮应置于高速级还是低速级?为什么?
7．若为直齿锥齿轮和圆柱齿轮组成的两级齿轮传动,锥齿轮应置于高速级还是低速级?为什么?
13．对于重要的齿轮传动，可将齿轮齿顶进行修缘，其目的是。
A．减小齿间载荷分配不均 B．减小齿向载荷分布不均 C．减小附加动载荷
14．标准直齿圆柱齿轮的齿形系数取决于。
A．模数 B．齿数 C．齿宽系数
15．一减速齿轮传动，主动轮1用45#钢调质，从动轮2用45#钢正火。则它们的齿面接触应力关系是。
A．σH1＜σH2B．σH1＝σH2C．σH1＞σH2
Fa3＝Ft3tanβ＝(T1cosβtanβ)/15＝T1sinβ/15
∴(T1tanаcosδ1)/17＝T1sinβ/15
sinβ＝(15 tanаcosδ1)/17＝15/17×tan200cos26033＇54＇＇＝0.28725 ∴ β３＝16041＇35＇＇
16．一标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料与热处理硬度均相同，Z1＜Z2，则它们的齿根弯曲应力。
A．σF1＜σF2B．σF1＝σF2C．σF1＞σF2
17．直齿圆锥齿轮的标准模数是。
A．小端模数B．大端端面模数C．齿宽中点平均模数
18．已知一齿轮的制造工艺过程是：加工齿坯、滚齿、表面淬火、磨齿，则该齿轮的材料是。
三、综合题：
1．图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器,已知：齿轮１的螺旋线方向和轴Ⅲ的转向,齿轮２的参数：mn=3mmZ2＝57,β2＝140齿轮３的参数：mn＝5mmZ3＝21。
求：若使Ⅱ轴的轴承不受轴向力，则齿轮３的螺旋角β３＝？
2．如:图示二级闭式圆锥——斜齿圆柱齿轮减速器，试判断出其中各齿轮的转向与旋向，并画出Ⅱ轴上齿轮2、3所受力的方向（包括Fa、Ft、Fr、）。
一、选择题：
1．一般开式齿轮传动的主要失效形失是。
A．齿面胶合 B.齿面疲劳点蚀 C.齿面磨损或轮齿疲劳折断
2．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
3．为了降低齿轮传动中的齿向载荷分布不均的程度，可以。
A．齿轮齿顶进行修缘 B．将轮齿作鼓形修整 C．降低支承刚度
4．①用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；
②增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；
③采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；
④采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。
5．①轮齿折断②齿面点蚀③齿面磨损④齿面胶合⑤齿面塑性变形
开式齿轮传动的主要失效形式：齿面磨损或轮齿折断；
A.Ysa1＞Ysa2B.Ysa1＝Ysa2C.Ysa1＜Ysa2
7．齿轮传动中，轮齿的齿面疲劳点蚀破坏，通常先发生在。
A．靠近节线的齿顶部分B．靠齿根处C．靠近节线的齿根部分
8．一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是。
A． 齿面点蚀B． 齿面胶合 C． 齿面磨损
9．机床主轴箱中的变速滑移齿轮应选用（ ）。
4．．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，应使。
A.两者硬度相等 B.小齿轮采用硬齿面,大齿轮采用软齿面
C.大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D. 小齿轮硬度高于大齿轮硬度
5．轮齿弯曲强度计算中的齿形系数YFa与无关。
A.齿数Z1B.变位系数X C.模数m
6．两个标准直齿圆柱齿轮，齿数Z1＜Z2，则它们的应力校正系数的关系是。
闭式齿轮传动的主要失效形式：齿面点蚀，齿面胶合，齿面塑性变形。
6．在两级圆柱齿轮传动中,斜齿圆柱齿轮应置于高速级,因为高速级的转速高,用斜齿圆柱齿轮传动工作平稳,在精度等级相同时,允许传动的圆周速度较高；在忽略摩擦阻力影响时，高速级小齿轮的转矩是低速级小齿轮的转矩的1/i (i为
高速级的传动比），其轴向力小。
∵ dm1＝(1－0.5ψR)d1＝(1－0.5×0.3)mz1＝0.85×2×20＝34 mm
∴ Ft1＝2T1/ dm1＝T1/17 Fa2＝Fr1＝Ft1tanаcosδ1＝(T1tanаcosδ1)/17
∵Ft3＝2T2/d3＝2iT1/ d3＝(2×2T1)/(3×20/cosβ)＝T1cosβ/15