机械原理总复习题及解答第五章.pdf

陆宁编著机械原理总复习书稿 第 5 章 齿轮机构及其设计 5.1 填空填空题 5.1.1按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与 重 合，啮合角在数值上等于 上的压力角。 5.1.2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 线。 5.1.3渐开线上任意点的法线必定与基圆 5.1.4渐开线齿轮的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差时， 。 5.1.5共轭齿廓是指一对 的齿廓。 5.1.6用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是 。 5.1.7一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，当齿轮的模数m增大一倍时， 其重合度 ，各齿轮的齿顶圆上的压力角 a ，各齿 轮的分度圆齿厚s 。 5.1.8在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比 较，下列参数的变化是：齿厚 ；基圆半径 ；齿根高 。 5.1.9 一个负变位渐开线直齿圆柱齿轮同除变位系数外的其它基本参数均 相同的标准齿轮相比较，其 圆及 圆变小了，而 圆及 圆的大小则没有变。 5.1.10斜齿轮在 上具有标准数和标准压力角。 5.1.11 一 对 斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 的 重 合 度 由 两部分组成，斜齿轮的当量齿轮是指 的 直齿轮。 5. 2 判断题 5.2.1一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚 度大。( ) 5.2.2一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 2b1b pp=。 ( ) 5.2.3一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。 ( ) 5.2.4一对直齿圆柱齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。( ) 5.2.5一对相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时,其分度圆压力角也 随之加大。( ) 66 陆宁编著机械原理总复习书稿 5.2.6标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距。( ) 5.2.7渐开线直齿圆柱齿轮同一基圆的两同向渐开线为等距线。( ) 5.2.8一个渐开线圆柱外齿轮，当基圆大于齿根圆时，基圆以内部分的齿 廓曲线，都不是渐开线。( ) 5.2.9对于单个齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。( ) 5.2.10共轭齿廓就是一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓。( ) 5.2.11 在渐开线齿轮传动中， 齿轮与齿条传动的啮合角始终与分度圆上的 压力角相等。( ) 5.2.12范成法切削渐开线齿轮时，一把模数为 m、压力角为的刀具可以 切削相同模数和压力角的任何齿数的齿轮。( ) 5.2.13一对正传动的渐开线直齿圆柱齿轮传动中，也可以有负变位齿轮。 ( ) 5.2.14一对渐开线直齿圆柱齿轮在无侧隙传动且中心距am zz=+ 1 2 12 () 时，则必定是一对标准齿轮传动。 ( ) 5.2.15 齿数、 模数分别对应相同的一对渐开线直齿圆柱齿轮传动和一对斜 齿圆柱齿轮传动，后者的重合度比前者要大。 ( ) 5.2.16齿数少于 17 的正常齿制斜齿圆柱齿轮用范成法加工时，一定会发 生根切。 ( ) 5.2.17一对斜齿圆柱齿轮啮合传动时，轮齿接触线平行于齿轮轴线。 ( ) 5.2.18一对能正确啮合传动的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数一定相等。 ( ) 5.2.19 斜齿圆柱齿轮不产生根切的最小齿数肯定比相同参数的直齿圆柱齿 轮不产生根切的最少齿数要少。( ) 5.2.20 一对外啮合斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是两斜齿圆柱齿轮的端面 模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等，旋向相同。( ) 5.2.21若斜齿圆柱齿轮 A 比直齿圆柱齿轮 B 的齿数少得多,但轮 A 的法面 模数、压力角与轮 B 的模数、压 力角相同，则这两个齿轮还是可能用同 一把齿轮滚刀加工的。( ) 5.2.22在斜齿圆柱齿轮传动中，为满足给定的中心距，只能采用移距变位 法。( ) 5.2.23从端面看，渐开线斜齿圆柱齿轮传动是渐开线啮合。( ) 5.2.24 斜齿圆柱齿轮法面上的齿廓曲线理论上应该是渐开线。 ( ) 5.2.25蜗杆的分度圆直径为dmz 1=1，蜗轮的分度圆直径为d mz 22 =。 ( ) 5.2.26蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向一定相同。 ( ) 67 陆宁编著机械原理总复习书稿 5.2.27和斜齿轮相似，蜗轮的齿向也有螺旋角，因此蜗轮的法面模数应 为标准值。( ) 5.2.28自锁的蜗杆蜗轮机构中，蜗杆不能反向旋转来驱动蜗轮。( ) 5.2.29蜗轮的螺旋角2一定等于蜗杆的螺旋升角 1。( ) 5.2.30蜗杆蜗轮传动中，蜗轮与蜗杆的旋向相同，且它们的螺旋角相等。 ( ) 5.2.31 直齿圆锥齿轮机构可以传递两交错轴之间的运动和动力 。 ( ) 5.2.32 与圆柱直齿轮一样， 正常齿制的渐开线直齿圆锥齿轮的齿顶高系数 ，顶隙系数h*=1 a c*.= 0 25。 ( ) 5.2.33直齿圆锥齿轮背锥上的齿廓曲线是球面渐开线。( ) 5. 3 选择题 5.3.1已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25，齿顶高系数， 顶圆直径 ha * =1 da=135mm，则其模数大小应为 。 (A)2mm；(B)4mm；(C)5mm；(D)6mm。 齿轮齿廓上的渐开线在 上的压力角、曲率半径最小。 (A)根圆；(B)基圆；(C)分度圆。 5.3.2一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 。 (A)两分度圆；(B)两基圆；(C)两齿根圆。 5.3.3一对直齿圆柱齿轮的中心距 等于两分度圆半径之和，但 等于两节圆半径之和。 (A)一定；(B)不一定；(C)一定不。 5.3.4用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线 与齿轮的分度圆 。 (A)相切；(B)相割；(C)相离。 5.3.5渐开线齿轮的标准压力角可通过测量 求得。 (A)分度圆齿厚；(B)齿距；(C)公法线长度。 5.3.6一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，节点附近的滑动速度 。 (A)最大；(B)最小。 5.3.7在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动过程中，齿廓接触处所受的法向作 用力 。 (A)不断增大；(B)不断减小；(C)保持不变。 5.3.8一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，如重合度等于 1，这时实际啮合 线的长度等于 。 (A)基圆齿距；(B)分度圆齿距；(C)节圆齿距。 68 陆宁编著机械原理总复习书稿 5.3.9用滚刀切制z= 90，=20，ha * =1的渐开线直齿圆柱齿轮，变位 系数x= 2， 则 。 (A)产生根切；(B)不产生根切 5.3.10渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角 法面压力角。 (A)大于； (B)小于； (C)等于。 5.3.11斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角b与分度圆上的螺旋角相比 。 (A) b; (B) b=; (C) b。 5.3.12 一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中， 一对齿廓上的接触线 长度是 变化的。 (A) 由小到大逐渐； (B)由大到小逐渐； (C)由小到大再到小逐渐； (D)始终保持定值。 5.3.13斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的 。 (A)端截面中； (B)法截面中； (C)轴截面中。 5.3.14增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起 。 (A)重合度减小，轴向力增加； (B)重合度减小，轴向力减小； (C)重合度增加，轴向力减小； (D)重合度增加，轴向力增加。 5.3.15用齿条型刀具加工n an =20,=1,=30的斜齿圆柱齿轮时不根切 的最少齿数是 h* (A)17; (B)14; (C)12; (D)26。 5.3.16一个压力角为n=20的正常齿制标准斜齿轮，已知其当量齿轮 的基圆半径与斜齿 轮的分度圆 半径相等， 则该斜齿轮的螺旋角 。(四舍五入) (A)8; (B)14; (C)18; (D)20。 5.3.17 阿基米德蜗杆 上的廓线是直线， 上的廓线是阿基米德 螺线。 (A)法面； (B)端面； (C)轴面。 5.3.18在蜗杆蜗轮传动中，轮齿间的啮合是 。 (A)点接触； (B)线接触； (C)面接触。 5.3.19蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向 。 (A)一定相同； (B)一定相反； (C)既可相同，亦可相反。 5.3.20蜗杆蜗轮传动的标准中心距a= 。 69 陆宁编著机械原理总复习书稿 (A)(5 . 0 21 zzm+； (B) )(5 . 0 2 zqm+ ； (C)； (D)。 )(5 . 0 1 zq+ )(5 . 0 2 zq+ 5.3.21渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数zv= 。 (A)cos/z； (B)； ( 2 cos/zC)。 3 cos/z 5.4 简答题 5.4.1什么是齿轮的模数？为什么齿轮的模数，压力角，齿顶高系数和顶 隙系数用标准值？ 5.4.2渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆和节圆有何区别？在什么情况下，标 准直齿轮的分度圆和节圆是相等的？ 5.4.3为了实现定传动比传动，对齿轮的齿廓曲线有什么要求？传动连续 的一对齿廓是否一定满足齿廓啮合基本定律？ 5.4.4什么是啮合角？啮合角与压力角有何区别？ 5.4.5一对渐开线直齿圆柱齿轮传动中齿廓之间是否有相对滑动？一般在 齿廓的什么位置相对滑动较大？什么位置无相对滑动？ 5.4.6任意圆上的齿厚公式对齿轮上任意圆上的齿廓都适用吗？ 5.4.7与标准齿轮相比较，变位齿轮的哪些参数变了？哪些没变？ 5.4.8选择变位系数时要考虑那些因素？ 5.4.9试述外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动的传动的可分性。 5.4.10何谓斜齿轮的当量齿轮？对于螺旋角为，齿数为 Z 的斜齿圆柱齿 轮，试写出其当量齿数的表达式。简述渐开线标准斜齿圆柱齿轮当量齿数 是整数吗？ 5.4.11 圆锥齿轮的标准参数和压力角在什么地方？正确啮合条件是什 么？ 5.4.12 何谓圆锥齿轮的当量齿轮？何为背锥？ 5. 5 作图与作图与计算题 5.5.1. 齿廓中一条是渐开线，另一条是直线，中心距 100mm，两轮基圆半 径如图 5.1 求：1)若r1=40mm;r2=20mm;=30o,两轮瞬时的传动比是多少？ 2)该对齿轮能否恒传动比传动？为什么？ 5.5.2 已知半径为rb=30mm的基圆所生成的两条渐开线如图 5.2 所示。设 rk=35mm,kk=15mm,求：点k的半径和压力角 rk k 2) 以0为圆心，r为半径画圆交两条渐开线于点k和k”,则弧长kk” 长多少？ k 70 陆宁编著机械原理总复习书稿 图 5.1 题 5.5.1 图 图 5.2 题 5.5.2 图 5.5.3如图 5.3 是一对正在啮合的标准直齿圆柱齿轮，轮 1 是主动轮，转 向如图，试： 1） 在图上画出理论和实际啮合线 2） 量出基圆齿距 3） 粗估该对齿轮的模数,量出该对齿轮的啮合角和节圆半径 4） 画出轮 2 的齿廓工作段。 图 5.3 题 5.5.3 图 71 陆宁编著机械原理总复习书稿 5.5.4有一标准直齿圆柱齿轮与齿条传动，已知被加工齿轮毛坯角速度为 srad /1=，齿条刀移动线速度smmv/60=，模数4=m，刀具中心 线与齿轮毛坯圆心的中心距。求： mma58= 1） 加工出的齿轮分度圆半径是多少？齿数是多少？ 2） 加工出的齿轮是否是变位齿轮？变位系数多少？ 5.5.5 如图 5.4 所示,已知渐开线直齿圆柱外齿轮分度圆压力角= 20o， 齿 数 Z=24 牙，并已测得跨 2 齿和跨 3 齿的公法线长度 ，齿顶圆半径 104mm, 齿根圆半径 86mm。试确定该齿轮的模数，齿顶高系数，顶隙系数。 38.39 2 =Wmm985.62 mm, 3 =W 5.5.6.如图 5.5， 渐开线标准直齿圆柱齿轮与标准齿条做无侧隙的啮合传动。 如齿条为主动件，方向如图，试： 1） 画出轮 1 的分度圆 2） 标出啮合线 3） 根据图上量得的尺寸粗估齿轮齿条啮合的重合度。 图 5.4 题 5.5.5 图 图 5.5 题 5.5.6 图 5.5.7参照图 5.3 的基圆、理论啮合线、实际啮合线以及啮合角推出重合 度计算公式，并列出一对牙齿从进入啮合到脱开啮合所转过的角度。 5.5.8已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，m=4,Z1=36,Z2=60,若安装时中心 距比标准中心距大了 1mm，试计算： 1） 两轮的分度圆半径和节圆半径 2） 两轮的啮合角 3） 两轮节圆上的侧隙 4） 齿顶圆压力角 72 陆宁编著机械原理总复习书稿 5） 重合度 6） 若要把两齿轮安装到正好可以连续传动 （1=） ， 则中心距应取多少？ 5.5.9如图 5.6 所示的回归轮系中，所有齿轮的摸数均为 2，各轮齿数 Z1=15,Z2=32,Z2=20,Z3=30，要求齿轮 1，3 同轴中心线，问： 1） 这两对齿轮选什么传动类型较好？ 2） 若把齿轮 1，2 改为斜齿轮传动来配凑中心距，当齿数不变，法面摸数 为 2 时，斜齿轮的螺旋角应为多少？这一对斜齿轮的分度圆半径和节 圆半径多少？齿顶圆半径多少？ 图 5.6 题 5.5.9 图 5.5.10已知一对齿轮，m=10 ,Z1=12,Z2=36,ha*=1,c*=0.25,求： o 20= 1） 使齿轮 1 不根切的最小变位系数 2） 计算齿轮的啮合角，齿顶圆半径，齿根圆半径，基圆半径，重合度 5.5.11一对模数为 5 的齿轮，Z1=17,Z2=118,经过一段时间使用后，发现小 齿轮严重磨损，拟报废小齿轮，修复（切除磨损部分，即负变位）大齿轮， 修复中分度圆齿厚减少了0.75mm， 问两齿轮分别应取的变位系数是多少？ 5.5.12经测量得知：一阿基米德蜗杆蜗轮传动的中心距a=48mm，蜗杆齿 顶圆直径da1=30,头数Z1=1,蜗轮的齿数Z2=35。试求： 1） 蜗杆的模数 m，蜗杆的直径系数 q 2） 蜗杆和蜗轮的分度圆直径d1,d2 5.5.13 已知一对标准圆锥齿轮，Z1=20,Z2=40,大端模数m=5，压力角 ，轴交角 o 20= =90 o，求：两齿轮的分度圆锥角，分度圆直径，锥距， 齿顶圆直径和当量齿数。 73 陆宁编著机械原理总复习书稿 5.6 讨论题讨论题 5.6.1什么是变位齿轮的齿顶高削减系数？为什么变位齿轮的齿顶圆半径 不能用原来的标准齿轮齿顶圆半径加上 xm，而变位齿轮的齿根圆半径却 可用标准齿轮齿