机械设计习题卡10答案

1.某三级减速传动系统，由齿轮传动、链传动和带传动组成，试问该如何选择其先后次序？为什么？

答：次序应选择为带传动、齿轮传动和链传动。

带传动平稳性好，能缓冲吸振，具有过载保护能力（过载即打滑），但承载能力较小。所以宜布置在高速级。链传动承载力比较大，但因存在多边形效应，其瞬时传动比不稳定，工作中振动、冲击、噪声较大，所以宜布置在低速级。

2. 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？通常哪一级传动比大？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。其原因是：

⑴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。

⑵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。

⑶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，且锥齿轮的传动比选择比较小。其主要原因是：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。

3.齿轮传动常见的失效形式有哪些？简要说明闭式硬齿面、闭式软齿面和开式齿轮传动的

设计准则。

答：齿轮传动常见的失效形式有以下几种：（1）轮齿折断；（2）齿面点蚀；（3）齿面磨损；（4）齿面胶合；（5）塑性变形。

闭式硬齿面的设计以保证齿根弯曲疲劳强度为主；

闭式软齿面的设计通常以保证齿面接触疲劳强度为主；

开式齿轮传动的设计目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，并将模数适当放大。

4. 对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为 E 。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合 E. 塑性变形

5. 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 B 。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合 E. 塑性变形

6.高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为 D 。

A．轮齿疲劳折断B．齿面磨损

C．齿面疲劳点蚀D．齿面胶合 E. 塑性变形

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，并适当放大模数

D. 只需按弯曲强度设计，并适当放大模数

8.对于闭式齿轮传动中，在工程设计中，一般 A 。

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

9.闭式齿轮传动，如果齿面很硬，而齿芯强度又比较低的齿轮或材质较脆的齿轮，一般 B 。

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

⒑软齿面齿轮传动设计时，为何小齿轮的齿面硬度应比大齿轮的齿面硬度大30～50 HBS？答：金属制的软齿面齿轮配对的两轮齿中，小齿轮齿根强度较弱，且小齿轮的应力循环次数较多，当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度。所以要求小齿轮齿面硬度比大齿轮大30~50HBS。

⒒45钢齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱齿轮，其加工工艺过程为 A 。

A. 齿坯加工→滚齿→调质→表面淬火→磨齿

B. 齿坯加工→滚齿→磨齿→调质→表面淬火

C. 齿坯加工→滚齿→磨齿→调质→表面淬火

D. 齿坯加工→滚齿→调质→氮化→磨齿

⒓45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。

A. 45～50 HRC

B. 217～255 HBS

C. 160～180 HBS

D. 320～350 HBS

⒔齿面硬度为58～62HRC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

⒕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. ZG340-640

C. 40Cr

D. 20CrMnTi

⒖一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用 C 的齿轮代替。

A．40Cr调质B．适当增大模数m

C．45钢调质后齿面高频淬火D．铸钢ZG310-570

⒗对于要求不高的齿面硬度≤350 HBS的齿轮传动，若大、小齿轮均采用45钢，一般采取的热处理方式为 C 。

A．小齿轮淬火，大齿轮调质B．小齿轮淬火，大齿轮正火

C．小齿轮调质，大齿轮正火D．小齿轮正火，大齿轮调质

⒘计算齿轮强度时引入载荷系数K由哪几部分组成？影响各组成部分取值的因素有哪些？答：载荷系数：

K A—工作情况系数K V—动载荷系数Kα—齿间载荷分配系数Kβ—齿向载荷分布系数

⑴工作情况系数K A

考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响.

它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关

⑵动载荷系数K V

考虑齿轮制造误差和装配误差及弹性变形等内部因素引起的附加动载荷的影响

主要影响因素：①齿轮的制造精度P b1≠P b2②圆周速度V