机械设计试题及答案第八章齿轮传动.ppt

第八章齿轮传动 填空题 判断题 力分析题 计算题 问答题 8 1齿轮传动若按装置型式来分类 可分为 三种类型 若按使用情况分类 可分为 和 若按齿轮材料性能及热处理工艺的不同 可有 或 之别 答案 开式 半开式 闭式 低速 高速和轻载 重载 较脆 较韧或较硬 较软 8 2齿轮轮齿的主要失效形式为 其中 失效形式常发生在 齿轮传动中 答案 折断 磨损 点蚀 胶合 塑性变形 点蚀 润滑良好的闭式软齿面 8 3在设计开式齿轮传动时 一般选择保证 作为设计准则 对于闭式较齿面齿轮传动 通常以保证 为主 校核其 答案 齿根弯曲疲劳强度 齿面接触疲劳强度 齿根弯曲疲劳强度 8 4对齿轮轮齿材料性能的基本要求为 齿轮材料的选择原则 答案 齿面要硬 齿芯要韧 齿轮材料必须满足工作条件的要求 应考虑齿轮尺寸的大小 毛坯成型方法 热处理和制造工艺 8 5金属制的软齿面齿轮 配对的两轮齿面硬度差应保持为 其原因在于 在运转过程中 较硬的小齿轮齿面对软的大齿轮齿面有 作用 从而提高了大齿轮齿面的 答案 30 50HBS 冷作硬化 疲劳极限 8 6在齿轮传动的载荷计算时 由于 的影响 引入了载荷系数K 来计算出齿轮传动的计算载荷 答案 原动机及工作机性能 齿轮的制造误差 同时啮合的齿对间载荷分布不均匀 同一齿对上载荷沿接触线不均匀分布 8 7载荷系数K为 系数的乘积 其中 系数是为了计及动载荷的影响而引入的 系数对直齿轮传动时 其数值等于1 答案 工作情况系数KA 动载荷系数KV 啮合齿对间载荷分配系数Ka 载荷分布不均匀系数K 动载荷系数KV 啮合齿对间载荷分配系数Ka 8 8在标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析时 法向载荷Fn的作用点为 可分解为 和 二个分力 对于主动齿轮两个分力的方向为 和 对于被动齿轮二个分力的方向为 和 二个分力的大小与 大小有关 答案 节点 径向分力和圆周力 径向力Fr1指向轴心 圆周力Ft1 切于分度圆且与其转动方向相反 径向力Fr2指向轴心 圆周力Ft2切于分度圆且与其转动方向相同 传递功率 转速 分度圆直径 压力角 8 9计算直齿圆柱齿轮的齿根弯曲疲劳强度时 首先确定出齿根承受最大弯矩时轮齿的啮合位置 对4 5 6级精度的齿轮传动 按 来计算齿根的弯曲强度 对于7 8 9级精度的齿轮传动 通常按 来计算齿根的弯曲强度 答案 载荷作用于单齿对啮合的最高点 全部载荷作用于齿顶 8 10直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中 引入了齿形系数YFa和应力校正系数YSa 随着齿轮齿数的增多 YFa的值 将 YSa的值将 答案 减小 增大 8 11在直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算时 在小齿轮单齿对啮合的 所产生的接触应力为最大 但通常以节点啮合为代表进行齿面接触强度计算 其原因是 答案 最低点 按单齿对啮合的最低点所计算出的接触应力与按节点啮合计得的接触应力极为相近 为了计算方便 故按节点啮合为代表计算齿面接触强度 8 12直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算的基本公式为 H ZE Pca 其中 1 为 它的值与 有关 答案 综合曲率 分度圆直径 压力角 齿数比 8 13作用于斜齿圆柱齿轮齿面上的法向载荷Fn可分解为 三个分力 对于主动齿轮 三个分力的方向判定法则为 力的大小与齿轮的 参数有关 答案 径向力Fr 圆周力Ft 轴向力Fa 径向力Fr1的方向指向轴心 圆周力Ft1切于分度圆且与其转动方向相反 若齿轮为右旋则用右手定则 若齿轮为左旋则用左手定则来判定轴向力Fa1 的方向 力的大小与齿轮所传递的功率 转速 分度圆直径 法向压力角 螺旋角有关 8 14斜齿圆柱齿轮传动啮合线总长与直齿圆柱齿轮传动啮合线长的区别是 可用 作为斜齿圆柱齿轮传动啮合线总长的代表值 答案 直齿圆柱齿轮传动的啮合线长等于齿宽而斜齿圆柱齿轮传动的啮合线总长一般是变动的 b a cos b 8 15斜齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度计算特点是 答案 斜齿轮的计算载荷比直齿轮多计入一个多数 a 还应计入螺旋角影响系数Y 并参照直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算公式 8 16斜齿圆柱齿轮的节点处的法面曲率半径 n与端面曲率半径 t的关系是 在综合曲率计算时 使用的是 曲率半径 答案 n t cos b 法面 8 17斜齿圆柱齿轮传动齿面的接触疲劳强度应取决于 实用的许用接触应力约可取为 答案 大 小齿轮 H H1 H2 2 8 18直齿圆锥齿轮传动以 端参数为标准值 在强度计算时 以 作为计算的依据 答案 大端 齿宽中点处的当量齿轮 8 19直齿圆锥齿轮的当量齿轮齿数与圆锥齿轮齿数的关系为 当量齿轮的齿数比与原来的圆锥齿轮的齿数比的关系是 当量齿轮的齿数应大于 答案 ZV Z COS uV u2直齿圆柱齿轮的根切齿数 8 20直齿圆锥齿轮齿面上所承受的法向载荷Fn通常被视为集中作用在 Fn可分解为 三个分力 三个分力的方向的判定法则为 其大小与 有关 答案 平均分度国上 径向力Fr 圆周力Ft 轴向力Fa 径向力Fr指向轴心 主动齿轮的圆周Ft切于分度圆且与其转动方向相反 轴向力指向大端 所传递的功率 转速 平均分度圆直径 压力角 分度圆锥角 8一21直齿圆锥齿轮传动的弯曲疲劳强度计算与直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算的区别是 其齿宽系数的区别是 答案 直齿圆锥齿轮的弯曲疲劳强度可近似地按平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮进行计算 因此可直接沿用直齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度计算公式 但公式中的模数m改为平均模数mm 按当量齿数查取齿形系数YFa和应力校正系数YSa 圆锥齿轮的齿 R b R 直齿轮的齿宽系数为人 d b d 答案 平均分度圆处的当量齿轮 圆锥齿轮 当量齿轮 8 23变位齿轮传动的受力分析与强度计算和标准齿轮传动 进行弯曲疲劳强度计算 标准齿轮传动的公式 在一定的齿数范围内 对齿轮采取正变位修正 可 轮齿的弯曲疲劳强度 对变位系数为0的高度变位齿轮 轮齿的接触强度 对变位系数不为0的角度变位齿轮传动 轮齿的接触强度是 的 并由 来体现 答案 一样 仍沿用 提高 不变 变化的 区域系数 8 24齿轮传动的设计参数有 可由设计者选择 其中 规定为标准值 有取值范围 规定荐用值 答案 压力角a 小齿轮齿数z1 齿宽系数 d 压力角a 小齿轮齿数z1 齿宽系数 d 8 25若保持齿轮传动的中心距a不变 增加齿数的好处为 对闭式齿轮传动 小齿轮的齿数可取为 对开齿轮传动 小齿轮的齿数可取为 8 22直齿圆锥齿轮的齿面接触疲劳强度仍按 计算 工作齿宽即为 的齿宽 其综合曲率计算时使用的是 的曲单半径 答案 增大重叠系数 改善传动的平稳性 减小模数 降低齿高 减小滑动速度 减小胶合的可能性 减少金属切削用量 降低制造费用 提高齿面接触疲劳强度 z1 20 40 z1 17 20 8 26齿轮的材料和热处理方法选定之后 其极限应力值均有上 下极限值 设计者在选用时一般取其 当齿轮上的应力为对称循环变应力时 则其极限应力值应为所查取值的 答案 中偏下值 70 8 27齿轮传动的精度等级由 三种精度组成 其 是指传递运动的准确程度 是指齿轮传动的平稳程度 是指实际接触程度 答案 运动精度 工作平稳性精度 接触精度 运动精度 工作平稳性精度 接触精度 8 28应根据齿轮传动的 来选择精度等级 答案 用途 工作条件 传递的功率 圆周速度 其它技术要求 并以主要的精度要求 8 29齿轮的制造精度及传动精度由规定的精度等级和齿侧间隙决定 在啮合齿对的齿厚与齿间留有适当的侧隙的原因是 留侧隙的原则是 答案 为防止啮合轮齿卡死 在啮合轮齿之间存留润滑剂等 对高速 高温 重载工作的齿轮传动 应留有较大的间隙 一般齿轮传动留有中等大小的间隙 经常正 反转 转速不高的齿轮传动应留有较小的间隙 8 30代号7 6 5FKJB179 83表示 齿轮精度 7表示 6表示 5表示 FK表示 代号6EKJB179 83则表示 答案 渐开线圆柱齿轮 运动精度为7级 工作平稳性精度为6级 接触精度为5级 齿厚的上偏差和下偏差 渐开线圆柱齿轮的三种精度均为6级 齿厚的上偏差和下偏差为EK 8 31代号6DcJB180 60表示 答案 一般的圆锥齿轮传动的三种精度均为6级 其侧隙结合形式为DC 8 32配对齿轮的弯曲疲劳强度 在进行齿根弯曲疲劳强度计算时 应将YFa1YSa1 F1和YFa2YSa2 F2中的 代入设计公式中 答案 不一样 较大者 8 33配对齿轮的齿面的接触应力 在直齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度计算时 应将 H1和 H2中 代人设计公式 答案 皆一样 较小者 8 34当配对齿轮的齿面均为硬齿面时 两轮的材料 热处理方法 硬度均取为一样 可分别按 分别进行设计计算 并取其作 为设计结果 答案 齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度 较大者 8 35在进行齿轮的强度计算时 由于模数m 或分度圆直径d1 未定 所以动载荷系数KV和啮合齿对间载荷分配系数Ka也未定 此时对载荷系数可 则计算出模数mt 或分度圆直径d1t 为一个 然后按d1t查取KV和Ka后 再计算出载荷系数K 比较K与原来的载荷系数 二者相差大时 对 进行修正 答案 初选一个值Kt 试算值 分度圆直径d1t 或模数mt 8 36曲齿圆锥齿轮传动有 等 其中 平均分度圆处的轮齿螺旋角 m为0 零度弧齿圆锥齿轮 者多用来取代直齿圆锥齿轮传动 答案 圆弧齿 格里森制齿轮 长幅外摆线齿 奥里康制齿轮 圆弧齿 8 37汽车 拖拉机 机床的变速箱中应选用哪种齿轮 1 直齿圆柱齿轮 2 斜齿圆柱齿轮 3 人字齿圆柱齿轮 4 圆弧齿齿轮 答案 直齿圆柱齿轮 在变速箱中 一根轴上常有几个齿轮 有的齿轮还要在轴上滑移 滑移齿轮 来达到变速的目的 8 38一生产塑料薄膜机器中的平行轴齿轮传动 已知传递动力较大 速度不高 要求运转平稳 在安装齿轮的轴的两端采用两个滚针轴承支承 该齿轮传动宜选下列哪种齿轮 l 直齿圆柱齿轮 2 斜齿圆柱齿轮 3 人字齿圆柱齿轮 4 直齿圆锥齿轮 答案 人字齿圆柱齿轮 8 39链传动 直齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 斜齿圆锥齿轮传动 曲齿圆锥齿轮传动 螺旋齿轮传动 蜗杆传动中 有几种传动可以用在两轴平行的场合 1 一种 2 二种 3 三种 4 四种 5 五种 答案 四种 8 40对齿面硬度HBS 350的闭式钢制齿轮传动 主要失效形式是下列形式中的哪种 l 轮齿折断 2 点蚀 3 齿面磨损 4 齿面胶合 5 齿面塑性变形 答案 点蚀 8 41开式齿轮传动的主要失效形式是下面所列失效中的哪种 l 轮齿折断 2 点蚀 3 齿面磨损 4 齿面胶合 5 齿面塑性变形 答案 齿面磨损 8 42高速重载齿轮传动中 当散热条件不良时 齿轮传动的主要失效形式是下列失效中的哪种 1 轮齿折断 2 点蚀 3 齿面磨损 4 齿面胶合 5 齿面塑性变形 答案 齿面胶合 8一43双向运转的硬齿面闭式齿轮传动 其主要失效形式为下列哪种 1 轮齿折断 2 点蚀 3 齿面磨损 4 齿面胶合 5 齿面塑性变形 答案 轮齿折断 8 44在闭式软齿面齿轮传动中 轮齿的点蚀通常发生在哪种部位 1 齿顶部分 2 齿根部分 3 节线上 4 靠近节线的齿顶部分 5 靠近节线的齿根部分 答案 靠近节线的齿根部分 8 45在不反转的齿轮传动中 由于齿轮的弯曲疲劳强度不够而产生裂纹 裂纹一般首先出现在轮齿的哪个部分 1 受压侧的节线上 2 受压侧的齿根部分 3 受拉侧的节线上 4 受拉侧的齿根部分 答案 受拉侧的齿根部分 8 46对于软齿面闭式齿轮传动 设计时 应遵循哪种设计准则 1 只保证齿根弯曲疲劳强度 2 只保证齿面接触疲劳强度 3 以保证齿面接触疲劳强度为主 校核弯曲疲劳强度 4 按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度分别计算 取设计结果中较大者 答案 以保证齿面接触疲劳强度为主 校核齿根弯曲疲劳强度 8 47有一齿面硬度HRC 50的闭式齿轮传动 设计时 应遵循哪种设计准则 l 只保证齿根弯曲疲劳疲劳强度 2 只保证齿面接触疲劳强度 3 以保证齿面接触疲劳强度为主 校核齿根弯曲疲劳强度 4 按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度分别计算 取设计结果中较大者 答案 按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度分别计算 取设计结果中较大者 8 48对于开式齿轮传动 设计时 应遵循下列哪种设计准则 1 只保证齿根弯曲疲劳强度 2 只保证齿面接触疲劳强度 3 以保证齿面接触疲劳强度为主 校核齿根弯曲疲劳强度 答案 只保证齿根弯曲疲劳强度 8 49在计算精度为7 8 9级的齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度时 把轮齿看作一悬臂梁 假定全部载荷作用在轮齿哪个部位 1 齿根处 2 节圆处 3 齿顶处 4 任何部位 答案 齿顶处 8 50对于齿面硬度HBS 350的齿轮传动 选取齿面硬度时 大 小齿轮的齿面硬度应保持下列哪种关系 1 HBS1 HBS2 2 HBS1 HBS2 3 HBS1 HBS2 下标1表示小齿轮 2表示大齿轮 答案 HBS1 HBS2 8 51对于软齿面的齿轮传动 当采用同一种钢材制造时 一般采用下列哪种热处理方法 1 小齿轮淬火 大齿轮调质 2 小齿轮淬火 大齿轮常化 3 小齿轮调质 大齿轮常化 4 小齿轮常化 大齿轮调质 答案 小齿轮调质 大齿轮常化 8 52齿轮传动的载荷系数中 动载荷系数KV与下列哪些因素有关 1 齿数 2 模数 3 转速 4 齿轮宽度 5 端面重合度 6 齿面粗糙度 7 齿轮制造精度 8 齿轮布置形式 答案 齿数 模数 转速 齿轮制造精度 8 53有A B两对圆柱齿轮传动 四周速度相等 A对齿轮的制造精度为6级 B对齿轮为8级 试问它们的动载荷系数应为下列的哪种关系 答案 8 54齿轮传动的载荷系数中 载荷分布不均匀系数K 与下列哪些因素有关 1 齿数 2 模数 3 转速 4 齿轮宽度 5 端面重合度 6 齿面硬度 7 齿面粗糙度 8 制造精度 9 齿轮布置形式 10 齿轮的结构形式 答案 齿数 模数 齿轮宽度 齿面硬度 齿轮布置形式 8 55A B两对圆柱齿轮传动 已知A对齿轮轴的刚性好 B对齿轮轴的刚性差 则面对齿轮的载荷分布不均匀系数 有何种关系 答案 8 56有A B两对圆柱齿轮传动 A对齿轮为软齿面 B对齿轮为硬齿面 且两对齿轮的齿宽系数及布置形式都一样 两对齿轮的载荷分布不均匀系数 有何种关系 1 K A K B 2 K A K B 3 K A K B 答案 K A K B 8 57有一对悬臂布置的铸铁直齿圆柱齿轮传动 已知齿轮的模数m 2mm 齿数z1 40 z2 50 齿宽B 32 该传动的载荷分布不均匀系数KH 为下列数值中的哪一个值 1 1 22 2 1 18 3 1 122 4 1 08 答案 1 12 8 58有一对硬齿面圆柱齿轮传动 已知小齿轮宽度B1 110mm 直径d1 100mm 大齿轮宽度B2 100mm 直径d2 200mm 齿轮为对称布置 则该齿轮传动的载荷分布不均匀系数KH 等于多少 1 1 15 2 1 1 3 l 07 4 1 05 答案 1 1 8 59齿轮传动的载荷系数中 啮合齿对间载荷分配系数Ka 除决定于端面重合度以外 还与下列因素中的哪个因素有关 l 齿面粗糙度 2 齿轮制造精度 3 齿面硬度 4 轮齿宽度 答案 齿轮制造精度 8 60为减小齿轮传动的动载荷系数KV 可采用下列哪种措施 1 将轮齿加工成鼓形 2 将两齿轮做成变位齿轮 3 将一个齿轮的齿项修缘 答案 将一个齿轮的齿项修缘 8 61为减小载荷分布不均匀系数K 可采用下列哪种措施 1 将轮齿加工成鼓形 2 将两齿轮做成变位齿轮 3 将轮齿的齿顶修缘 答案 将轮齿加工成鼓形 8 62标准直齿圆柱齿轮传动 作用于齿面的法向载荷Fn 可分解为径向力Fr和圆周力Ft 试问一对齿轮中哪个齿轮的圆周力Ft与其转动方向相同 1 主动齿轮 2 被动齿轮 3 两个齿轮均可 答案 被动齿轮 8 63可用径向力Fr和圆周力Ft来表示标准直齿圆柱齿轮传动的受力情况 试问Fr与下列参数中的哪些参数有关 l 齿轮宽度 2 所传递的功率 3 转速 4 模数 5 齿数 6 传动比 7 压力角 8 载荷系数 9 齿形系数 10 应力校正系数 答案 所传递的功率 转速 模数 齿数 压力角 8 64在标准直齿圆柱齿轮的轮齿齿根弯曲疲劳强度计算时 需查取齿形系数YFa 试问齿形系数YFa 与下列哪个参数有关 1 模数 2 齿数 3 齿宽系数 答案 齿数 8 65有A B C三个标准直齿圆柱齿轮 已知齿数ZA 20 ZB 40 ZC 60 模数mA 2mm mB 4mm mC 3mm 它们的齿形系数哪个最大 1 YA 2 YB 3 YC 答案 YA 8 66有A B C三个标准直齿圆柱齿轮 已知齿数ZA 40 ZB 40 ZC 40 模数mA 2mm mB 4mm mC 3mm 它们的应力校正系数为下列哪种关系 1 YSaAYSaC 2 YSaA YSaB YSaC 3 YSaA YSaB YSaC 答案 YSaA YSaB YSaC 8 67一对标准直齿圆柱齿轮传动 其它条件都一样 只是将小齿轮的宽度很高1倍 则小齿轮的齿根弯曲应力 F与原来的 F有下列哪种关系 1 F 2 F 2 F F 3 F略大于1 2 F 4 F略小于1 4 F 答案 F略大于1 2 F 8 68有一个标准直齿圆柱齿轮传动 在传递扭矩 中心距 齿宽不变的情况下 将齿轮的齿数增加1倍 则齿根弯曲应力 F与原来的 F有哪种关系 1 F 2 F 2 F F 3 F 1 2 F 4 F接近于2 F 5 F接近于 F 6 F接近于1 2 F 答案 F接近于1 2 F 8 69一对直齿圆柱齿轮 其它条件均不变 若将传递扭矩增加1倍 其齿根弯曲应力将为原来的几倍 1 0 5倍 2 五倍 3 2倍 4 4倍 答案 2倍 8 70一对齿轮啮合组成齿轮传动 已知Z1 Z2 其齿根弯曲应力有什么关系 其齿面接触应力有什么关系 1 F1 F2 2 F1 F2 3 F1 H2 5 H1 H2 6 H1 H2 答案 F1 F2 H1 H2 8 71对于圆柱齿轮传动 当其它条件不变 载荷增大到4倍时 其齿面接触应力将如何变化 1 不变 2 增为2倍 3 增为4倍 4 增为16倍 答案 增为2倍 8 72在斜齿圆柱齿轮传动中 作用于齿面上的法向载荷Fn可分解为径向力Fr 圆周力Ft 轴向力Fa三个分力 轴向力Fa与下列哪些参数有关 1 模数 2 齿数 3 齿宽系数 4 法面压力角 5 端面压力角 6 螺旋角 答案 模数 齿数 螺旋角 8 73螺旋角为 的一个斜齿圆柱齿轮传动 已知主动齿轮的节圆直径为d1 传递扭矩为T1 法面压力角为an 计算径向分力Fr的公式是下列数学表达式中的哪一个 8 74对于斜齿轮传动 齿对啮合时 其接触线长与齿宽有什么关系 1 等于齿宽 2 小于齿宽 3 大于齿宽 答案 大于齿宽 8 75在斜齿圆柱齿轮传动中 其齿根弯曲应力与下列哪些参数有关 1 法面模数 2 端面模数 3 法面压力角 4 端面压力角 5 齿数 6 齿轮宽度 7 螺旋角 8 纵向重合度 9 端面重合度 10 齿数比 答案 法面模数 齿数 齿轮宽度 螺旋角 纵向重合度 8 76斜齿圆柱齿轮传动中 在进齿面接触疲劳强度计算时 其综合曲率1 与下列哪些参数有关 1 模数 2 齿数 3 压力角 4 齿轮宽度 5 螺旋角 6 端面重合度 7 齿数比 8 当量齿轮的齿数 答案 模数 齿数 压力角 螺旋角 齿数比 8 77斜齿圆柱齿轮传动 其齿轮的螺旋角取得越大 传动的平稳性将如何变化 1 降低 2 不变 3 提高 答案 不变 8 78斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度应取决于哪种情况 1 取决于小齿轮 2 取决于大齿轮 3 取决于大 小齿轮 4 与大 小齿轮无关 答案 取决于大 小齿轮 8 79直齿圆锥齿轮传动以何处的参数为标准值 l 小端参数 2 平均分度国处参数 3 大端参数 答案 大端参数 8 80直齿圆锥齿轮传动的齿宽系数为哪两个参数的比值 l 齿轮宽度与分度圆直径 2 齿轮宽度与平均分度圆直径 3 齿轮宽度与锥距 答案 齿轮宽度与雅距 8 81直齿圆锥齿轮传动的大端模数与平均模数有下列哪种关系 1 大端模数大于平均模数 2 两者相等 3 大端模数小于平均模效 答案 大端模数大于平均模效 8 82直齿圆锥齿轮传动中 齿面所承受的法面载荷Fn可分解为径向力Fr 圆周力Ft 轴向力Fa三个分力 轴向力Fa的方向如何判定 l 指向轴心 2 与转动方向相反且切于分度圆 3 用左 右手定则判定 4 指向大端 5 指向小端 答案 指向大端 8 83直齿圆锥齿轮的径向力Fr的大小与下列哪些参数有关了 1 大端模数 2 大端压力角 3 平均分度圆直径 4 转速 5 分度圆锥角 6 齿轮宽度 答案 大端压力角 平均分度圆直径 转速 分度圆锥角 8 84以在直齿圆锥齿轮传动的弯曲疲劳强度计算时 用设计公式来计算出模数 模数的大小与下列哪些参数有关 l 转速 2 所传递功率 3 大端分度圆直径 4 平均分度圆直径 5 齿数 6 齿轮宽度 7 分度圆锥角 8 压力角 答案 转速 所传递功率 齿数 齿轮宽度 8 85直齿圆锥齿轮传动的接触应力与下列哪些参数有关 1 转速 2 所传递功率 3 大端分度圆直径 4 平均分度圆直径 5 齿数 6 齿轮宽度 7 分度圆锥角 8 压力角 9 当量齿轮的齿数 10 锥距 答案 转速 所传递功率 大端分度圆直径 平均分度圆直径 齿数 齿轮宽度 分度圆锥角 压力角 当量齿轮的齿数 8 86既在变位齿轮传动中 若采用正变位 对齿轮的弯曲强度将起什么作用 1 降低弯曲强度 2 弯曲强度不变 3 弯曲强度提高 答案 弯曲强度提高 8 87在变位齿轮传动中 若使轮齿的接触强度保持不变 试问应采用哪种变位方法 l 高度变位 x 0 2 x 0的角度变位 3 两者均可 答案 x 0的高度变位 8 88对于x 0的角度变位齿轮 齿面接触强度的变化由下列哪个参数来体现 1 齿轮材料的弹性影响系数ZE 2 区域系数ZH 3 齿宽系数 d 4 齿轮的端面重合度 答案 区域系数 8 89在设计轧钢机的低速机齿轮传动时 应以哪种精度为主 l 运动精度 2 工作平稳性精度 3 接触精度 答案 接触精度 8 90设计齿轮传动时 若要提高轮齿的齿根弯曲疲劳强度 在设计公式中应代人哪个数值 8 91有一闭式齿轮传动 齿轮的圆周速度为20m s 应采用哪种润滑方式 1 人工作周期性润滑 2 浸油润滑 3 喷油润滑 答案 喷油润滑 8 92分析图中齿轮2的圆周力的方向 1 当齿轮1为主动轮时 2 当齿轮2为主动轮时 齿轮1 2 3均为标准直齿圆柱齿轮 解 1 当齿轮1为主动轮时 图8 1 a 其转动方向为顺时针 齿轮2为被动轮 其转动方向为逆时针 Ft1的方向与其转动方向相反 Ft2的方向与Ft1的方向相反 Ft3与Ft2方向相反 2 当齿轮2为主动轮时 图8 1 b 齿轮2的转动方向为逆时针 Ft2的方向与转动方向相反 Ft1 Ft3的方向均与Ft2的方向相反 从图中可看出 Ft3方向未变 8 94图为斜齿圆柱齿轮二级传动示意图 已知齿轮1为左旋齿轮 其转动方向如图所示 动力传递路线为齿轮1 齿轮2 齿轮3 齿轮4 设计时 轴上的轴向力应互相抵消一部分 试求 1 齿轮2 3 4的螺旋线方向 2 用Ft Ft Fa来表示齿轮1 2 3 4的受力情况 解 首先根据n1的方向把n2 n3的方向标出 然后从齿轮1开始 得出齿轮2应为右旋斜齿轮 利用左手定则求出Fa1 Fr1指向轴心 Fa2与n1方向相反 Fr1 Fr2 Ft1 Ft2 Fa1 Fa2 由题意可知 轴上齿轮2和齿轮3的轴向力方向相反 即Fa2 Fa3 由此可求得Fa3的方向 由Fa3的方向和转动方向n2可判定出齿轮3为右旋斜齿轮 则齿轮4为左旋斜齿轮 由前述的方法判定出Fr3 Fa3 Ft3和Fr4 Fa34 Ft4 8 95用有如图所示的二级齿轮传动的减速器 动力传递路线为小直齿圆锥齿轮1 大直齿圆锥齿轮2 斜齿轮3 斜齿轮4 已知齿轮1的转动方向n1 要求 轴上齿轮2和齿轮3的轴向力互相抵消一部分 试求 1 齿轮3 齿轮4的转动方向和螺旋线方向 2 用Fr Ft1 Fa三个分力来表示齿轮1 2 3 4的受力情况 解 根据n1标注出n2 n3的方向 从齿轮1开始进行力分析 径向力Fr指向其轴心 圆周力Ft1切于平均分度圆且与n1方向相反 轴向力Fa1 指向大端 由Ft1 Ft2 Fr1 Fa2 Fa1 Fr2关系 标出Fr2 Fa2 Ft2的方向 根据 轴上齿轮2和齿轮3的轴向力互相抵消 即方向相反 由此可知Fa3的方向 Fa3 Fa2 根据Fa3的方向和n2的方向 用右手定则判定出齿轮3为右旋斜齿轮 齿轮4应为左旋斜齿轮 对于齿轮3 其径向力Fr3指向轴心 圆周力Ft3切于分度圆且与n2方向相反 根据Fr3 Fr4 Ft3 Ft4 Fa1 Fa4的关系 标出Fr4 Ft4 Fa4的方向 例8 1 试设计一带式运输机的减速器高速级齿轮传动 已知 此减速器为二级标准直齿圆柱齿轮传动 功率p1 5kw 小齿轮转速n1 960r min 齿数比u 4 8 该机器每日两班工作 每班8h 工作寿命15年 每年300个工作日 带式运输机工作平稳 转向不变 解 分析题意可知 本题为闭式标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算 通过此题掌握设计程序与步骤 正确地选用设计准则 设计参数和有关数据 1 选定精度等级 材料及齿数 l 由于运输机为一般机器 速度不高 故齿轮选用8级精度 2 由机器的用途和工作条件 选用便于制造且价格便宜的材料 齿轮选用软齿面 由表10 1选小齿轮材料为45钢 调质 HBS1 240 大齿轮材料为45钢 常化 HBS2 200 3 选取小齿轮齿数z1 24 闭式齿轮传动 大齿轮齿数Z2 uZ1 4 8X24 115 此齿轮传动为软齿面闭式齿轮传动 故其设计准则为 按齿面接触疲劳强度设计 然后校核该传动的齿根弯曲疲劳强度 2 按齿面接触疲劳强度设计 设计公式为 1 确定上式中的各数值 初选载荷系数Kt 1 3 小齿轮传递的扭矩为 T1 95 5 105p1 n1 95 5 105 5 960 4980 0N mm 选取齿宽系数 d 0 8 查表10 4得ZE 189 8MPa1 2 均为锻钢 由图10 23 C 查得 H1lin 590MPa 由图10 23 b 查得 H2lin 470MPa 应力循环次数为 N1 60njLh 60 960 1 2 8 300 15 41 4 108 由图10 21查得KHN1 1 KHN2 1 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1 取安全系数S 1 由公式 10 12 得 2 计算小齿轮分度圆直径d1t 3 计算圆周速度 4 计算载荷系数 查图10 8 a 得KV 1 08 因系直齿圆柱齿轮 取从Ka 1 由表10 2查得KA 1 由图10 14查得KH 1 12 所以载荷系数为 5 校正分度圆直径 因计算载荷系数与初选载荷系数有差别 所以 6 计算模数 取m为标准值 m 2 5mm 7 计算分度圆直径 8 计算中心距 9 计算齿轮宽度 圆整 取B2 50mm B1 55mm公式 3 校核齿根弯曲疲劳强度 校核公式为 l 确定公式中各参数值 圆周力为 查取齿形系数和应力校正系数 查表10 3得 查弯曲疲劳极限和寿命系数 由图10 22 C 查得 F1lin 450MPa 由图16 22 b 查得 F2lin 390MPa 由图10 20查得KFN1 KFN2 1 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S SF 1 4 则 2 校核计算 上述计算中 b 50mm 而不是B2 55mm 是按最不利情况来计算弯曲应力的 其原因是当b变小时 F变大 在计算 F2时也可用校核式 4 结构设计设计从略 例8 2 设计一用电动机驱动的筛砂机的开式直齿圆柱齿轮传动 小齿轮为悬臂装置 如图10 14中的2所示 已知驱动所需转矩为9400N m 被动齿轮的转速为16 4r min 齿数比u 2 53 一班制工作 寿命为8年 每年300个工作日 解 根据题意 此问题是开式直齿圆柱齿轮传动的设计 在选择设计准则时 只保证齿根弯曲疲劳强度 不再校核其齿面接触疲劳强度 切记不要选错了设计准则 1 选定齿轮精度等级 材料及齿数 l 由于筛砂机转速低 故齿轮用9级精度 2 该开式齿轮传动应使用价格便宜的材料 由表10 1 选用小齿轮材料为45钢 调质 HBS1 240 大齿轮材料为45钢 常化 HBS2 200 齿轮材料也可采铸铁或球墨铸铁 3 开式齿轮传动小齿轮不宜选用过多的齿数 一般可取Z1 17 20 故选用Z1 20 则大齿轮的齿数Z2 uZ1 2 53X20 50 6 圆整 Z2 51 2 按齿根弯曲疲劳强度设计 设计公式为 1 初选载荷系数kt 1 2 2 转矩换算单位 T1 9400N m 9400000N mm 3 选取齿宽系数 因小齿轮为悬臂装置 由表10 5得知 d 0 4 0 6 选取 d 0 5 4 查齿形系数和应力校正系数 由表10 3查得 5 查取弯曲疲劳强度极限 由图10 22 C 查得 F1lin 450MPa 由图10 22 b 查得 F2lin 390MPa 6 查取寿命系数 计算应力循环次数 N1 60n1jLh 60 16 4 2 53 1 1 8 300 8 4 78 107 由图10 20查得 7 选取弯曲疲劳强度安全系数 8 计算弯曲疲劳许用应力 9 计算 比较 F YFa YSa值 将两者中较小者代人设计公式中 即把 F2 YFa2 YSa2 代人设计公式 10 计算模数 圆整 取mt 12mm 3 计算实际载荷系数 1 计算圆周速度 2 计算载荷系数 vz1 100 0 52 20 100 0 104m s由图10 8 a 查得 KV 1 01 因是直齿圆柱齿轮 取Ka 1 由图10 14查得 KF 1 3 由表10 2变得 KA 1 25 筛砂机为不均匀加料机器 4 修正模数 5 几何尺寸计算 计算从略 6 结构设计 计算从略 例8 3 设计小型航空发动机中的一斜齿圆柱齿轮传动 已知P1 130kw n1 11640r min z1 23 Z2 73 寿命Lh 100h 小齿轮作悬臂布置 如图10 14中的1所示 工作情况系数KA 1 25 解 1 选择材料 精度及参数 l 选取齿轮的材料 热处理方法及齿面硬度 考虑到此齿轮传动传递功率大 且又使用在航空发动机中 所以采用闭式传动 且大 小齿轮均选用硬齿面 由表10 1选得大 小齿轮的材料均为18CrMnTi合金钢 并掺碳 表面淬火 齿面硬度为HRC55 60 2 选取精度等级 因采用表面淬火 轮齿变形不大 查表10 7 选用8级精度 JB179 83 3 计算齿数比 u Z2 Z1 73 23 3 17 4 初选螺旋角 11 2 按齿面接触疲劳强度设计 设计公式为 1 确定公式内各参数值 初选Kt 1 8 由图10 28查得 a1 0 78 a2 0 88 则 a a1 a2 0 78 0 88 1 66 计算转矩 因大 小齿轮皆为硬齿面 小齿轮作悬臂布置 由表10 5 查得 d 0 4 0 6 选取 d 0 5 选取区域系数 由图10 32 选取ZH 2 46 选取弹性影响系数 由表10 4 选取 锻钢对锻钢 查取大 小齿轮的接触疲劳极限 由图10 23 查得 H1lin 1500MPa H2lin 按齿面硬度HRC 60计 计算应力循环次数 查取寿命系数 由图10 21查得 KHN1 1 02 KHN1 1 07 不允许出现点蚀 使用曲线2 选取疲劳强度安全系数S l 计算接触疲劳许用应力 2 计算 计算小齿轮分度圆直径d1t 计算圆周速度 计算载荷系数 由已知条件得 KA 1 25 按 查图10 8 b 得 KV 1 37 由图10 14查得 KH 1 5 由图10 10 查得KHA 1 08 则 与初选Kt相差较大 故对K1t修正 计算法面模数 3 按齿根弯曲疲劳强度设计 设计公式为 l 确定公式中各参数值 计算载荷系数 由图10 14查得KF 1 9 由下式计算出KFa即 计算纵向重合度 查取螺旋角影响系数Y 查图10 30 得Y 0 94 计算当量齿数 查取齿形系数和应力校正系数 由表10 3查得 查取弯曲疲劳强度极限和寿命系数 由图10 22查得 F1lin F2lin 900MPa 查图10 20得 KFN1 KFN2 1 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S 1 4 则 计算YFaYSa F值并加以比较 2 计算 计算法面模数 对比计算结果 由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数大于由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 故取mn 2 4mm 将法面模数圆整为mn 2 5mm 计算中心距 圆整a 122mm 按圆整后的中心距计算螺旋角 值变化不大 故参数 a Ka ZH不必修正 计算分度圆直径 计算齿轮宽度 圆整 取 2 30mm 1 35mm 4 结构设计设计从略 8 96校核一对直齿圆锥齿轮传动所能传递的最大功率p1 已知 z1 18 z2 36 m 2mm b 13mm n1 930r min 由电动机驱动 单向转动 载荷平稳 工作寿命为24000h 齿轮材料均为45钢 小齿轮调质 HBS1 260 大齿轮常化 HBS2 210 制造精度等级为8级 小齿轮悬臂布置 解 1 传动参数及几何尺寸计算 1 齿数比 2 分度圆锥角 3 大端分度圆直径 4 锥距 5 齿宽系数 6 平均分度圆直径 7 全齿高 8 当量齿数 2 接接触疲劳强度计算所传递的功率 1 确定载荷系数 因载荷平稳 查表10 2 KA 1 因 可用公式 计算得 查图10 15 KH 1 12则 2 确定许用接触应力 计算接触疲劳强度极限 计算应力循环次数 查图10 21 取KHN1 KHN2 1 取S 1 计算许用应力 确定弹性影响系数 查表10 4 取 确定区域系数 取ZH 2 3 计算传递扭矩与功率 由校核式 变换为 3 按弯曲疲劳强度计算所传递的功率 1 确定载荷系数 查图10 15 KF 1 15 则 3 确定许用弯曲应力 计算极限应力 确定寿命系数 查图10 2O 取KFN1 KFN2 1 取疲劳强度安全系数SF1 SF2 1 5 计算许用弯曲应力 4 计算传递扭矩和功率 2 确定齿形系数和应力校正系