机械设计·7习题+D

⼀、填空题：

1.若齿轮传动的传动⽐、中⼼距和齿宽不变，增加两轮的齿数和，则弯曲强度____________，接触强度______________。

2.闭式软齿⾯齿轮传动⾸先按____________强度进⾏设计计算，确定传动的⼏何尺⼨，然后校核____________强度。

3.在齿轮传动中，当其它条件不变，作⽤于齿轮轮齿上的载荷增加为2倍时，弯曲应⼒增加为___________倍；接触应⼒增加为______倍。

4.在单向转动的齿轮上，由于齿轮的弯曲疲劳强度不够所产⽣的疲劳裂纹，⼀般容易在轮齿的______________⾸先出现和扩展。

5.齿轮的主要失效形式有___________、_____________、____________、__________、__________。

减⼩，则齿向载荷分布（不均）系数6.在齿轮传动设计中，齿宽系数d

K_____________。

7.轮齿齿⾯塑性变形破坏的原因是________________________________，预防措施是___________________________________________________。8.标准直齿圆柱齿轮传动，轮齿弯曲强度计算中的齿形系数只决定于。9.轮齿齿⾯塑性变形破坏的原因是、；特点

为、；预防措施是________________、______________________。10.选择齿轮的结构形式和⽑坯获得的⽅法，主要与____________有关。⼆、单项选择题：

1.圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，⽽增加齿数时，可以__________。A.提⾼轮齿的弯曲强度B.提⾼齿⾯的接触强度

C.改善传动的平稳性和降低振动噪声D.提⾼抗磨损寿命

2. 选择齿轮的结构形式和⽑坯获得的⽅法与_______有关。A.齿圈宽度B.齿轮直径

C.齿轮在轴上的位置D.齿轮的精度

3. ⼀对圆柱齿轮，在确定⼤⼩齿轮的宽度时，通常把⼩齿轮的齿宽做得⽐⼤齿轮的宽⼀些，其⽬的是______。

A.为了使⼩齿轮的弯曲强度⽐⼤齿轮的⾼⼀些

B.为了便于安装，保证接触线长度C.为了使传动平稳，提⾼效率

D.为了使⼩齿轮每个齿啮合次数⽐⼤齿轮多

4. 开式齿轮传动中，强度条件[]σσF F ≤主要是针对___________。A.齿⾯磨损及轮齿折断B.齿⾯塑性变形C.齿⾯胶合D.齿⾯点蚀

5. 当设计圆柱齿轮传动时，在______时接触强度可提⾼。A.中⼼距不变，增⼤模数B.齿数不变，增⼤中⼼距C.中⼼距不变，增⼤齿数

D.中⼼距不变，减⼩传动⽐ 6. 开式齿轮传动中，强度条件[]σσF F ≤主要是针对___________。A.齿⾯磨损及轮齿折断B.齿⾯塑性变形C.齿⾯胶合D.齿⾯点蚀

7. ⼀齿轮传动装置如图所⽰，轮2主动，轮1与轮3从动，则轮2的齿⾯接触应⼒按________⽽变化，齿根弯曲应⼒按________⽽变化。 A.对称循环B.脉动循环C.不对称循环D.以上三种都不对

8. 与齿轮传动和链传动相⽐，带传动的主要优点是______________。A.⼯作平稳，⽆噪声B.传动的重量轻C.摩擦损失⼩，效率⾼D.寿命较长

9. 对齿⾯硬度≤350HBS 的⼀对齿轮传动，选取齿⾯硬度时应使_________。A.⼩齿轮齿⾯硬度<⼤齿轮齿⾯硬度B.⼩齿轮齿⾯硬度=⼤齿轮齿⾯硬度C.⼩齿轮齿⾯硬度>⼤齿轮齿⾯硬度D.⼩齿轮齿⾯硬度≤⼤齿轮齿⾯硬度

10. 两个齿轮的材料、齿宽、齿数相同，模数m 1=2mm ，m 2=4mm ，它们的弯曲强度承载能⼒__________。

A.相同

B.第⼆个⽐第⼀个⼤C.第⼀个⽐第⼆个⼤D.承载能⼒与模数⽆关

11. 锥齿轮的弯曲疲劳强度计算是按________上齿形相同的当量圆柱齿轮进⾏计算的。A.⼤端分度圆锥B.⼤端背锥

C.齿宽中点处分度圆锥D.齿宽中点处背锥三、判断对错：

1. 对于硬齿⾯闭式齿轮传动，若接触强度校核不⾜，可以增⼤传动尺⼨或提⾼齿⾯硬度。

2. 对于硬齿⾯闭式齿轮传动，若接触强度校核不⾜，解决办法是增⼤传动尺⼨或提⾼齿⾯硬度。

3. ⼀对标准齿轮传动，若z 1 < z 2，则其齿根弯曲应⼒⼀定是F14. 设计软齿⾯圆柱齿轮传动时，应取⼩齿轮的齿⾯硬度与⼤齿轮的齿⾯硬度相同。5. 对于普通机械⽤的齿轮传动，齿轮的精度等级⼀般为7～9级。6. 闭式齿轮传动的主要失效形式是磨损。

7. ⼀对啮合的直齿圆柱齿轮z 1＝18，z 2＝44，⼩轮齿⾯的接触应⼒⽐较⼤。 8. 设计圆柱齿轮传动时，应取⼩齿轮的齿宽⼩于或等于⼤齿轮的齿宽。

9. 开式齿轮传动应按接触疲劳强度设计。 10. 其他条件相同时，齿宽系数d

越⼤，则齿⾯上的载荷分布越不均匀。

11. 齿轮传动中，从动齿轮齿⾯上产⽣塑性变形后，齿⾯上节线附近上凸。 12. 影响⼀对齿轮齿⾯接触强度的主要尺⼨是中⼼距和齿宽。

13. 润滑良好的闭式软齿⾯齿轮传动，齿⾯点蚀失效不是设计中考虑的主要失效⽅式。

四、简要回答以下问题。

1. ⼀对圆柱齿轮传动，⼀般⼩齿轮齿宽b 1⼤于⼤齿轮齿宽b 2，这是为什么？强度计算时，齿宽系数φd b d =1中的齿宽b 应代⼊哪⼀个？

2. 试述闭式软齿⾯及闭式硬齿⾯齿轮传动的设计准则。

3. 斜齿轮传动如图所⽰（不计效率），试分析中间轴齿轮的受⼒。（在啮合点画出圆周⼒、径向⼒及轴向⼒的⽅向）

4. ⼀对标准直齿圆柱齿轮传动，已知：z 1＝20，z 2＝40，⼩轮材料为40Cr ，⼤轮材料为45钢，齿形系数Y Fa1=2.8，Y Fa2=2.4，应⼒修正系数Y Sa1=1.55，Y Sa2

=1.67,许⽤应⼒[]σH 1MPa =600，[]σH MPa 2500=，[]σF 1MPa =179，[]σF 2MPa =144。问：1）哪个齿轮的接触强度弱？2）哪个齿轮的弯曲强度弱？为什么？

5. ⼀对传动⽐⼤于1的标准齿轮啮合时，哪个齿轮的齿⾯接触应⼒较⼤？哪个齿轮的齿根弯曲应⼒较⼤？为什么？五、计算题：

1. ⼆级直齿圆柱齿轮减速器中尺⼨参数和转向如图，压⼒⾓=20，忽略功

率损失。问：1）⽤⼿拨动传动系统检查齿轮啮合情况应转动哪根轴？为什么？（此时⽆载荷） 2）计算齿轮3的圆周⼒和径向⼒。

2. 分析图中斜齿圆柱齿轮传动的⼤齿轮受⼒，忽略摩擦损失。已知：⼩齿轮齿

数z 1=23，⼤齿轮齿数z 2=71，法向模数m n =5mm ，中⼼距a =245mm ，传递功率P =15kW ，⼤齿轮转速n 2=145r/min ，⼩齿轮螺旋线⽅向右旋。求：1）⼤齿轮螺旋⾓

的⼤⼩和⽅向；2）⼤齿轮转矩T 2；3）⼤齿轮分度圆直

径d 2；4）⼤齿轮受⼒（⽤三个分⼒表⽰）的⼤⼩和⽅向，并在图上画出。3. ⼀对斜齿圆柱齿轮传动，由强度设计得：m n =3mm ，z 1=25，z 2=75，=80634

。已知：传递的功率P 1＝70kW ，转速n 1=750r/min 。求从动轮所受各分⼒（忽略摩擦损失），并在图中⽰出各分⼒的⽅向。⼀、填空题：[1]降低，不变

[2]接触疲劳强度，弯曲疲劳强度[3]2，2

[4]受拉⼀侧的齿根部分

[5]齿⾯磨损，齿⾯点蚀，胶合，齿⾯塑性变形，轮齿折断[6]减⼩

[7]轮齿材料较软⽽载荷和摩擦⼜都很⼤；提⾼齿⾯硬度、采⽤粘度较⼤的润滑油等[8]齿数

[9]轮齿材料较软，⽽载荷和摩擦⼜都很⼤

主动轮齿⾯沿节线处形成凹沟，从动轮齿⾯沿节线处形成凸棱提⾼齿⾯硬度，采⽤粘度较⼤的润滑油[10]齿轮的直径⼆、单项选择题：[1]C[2]B[3] B[4]A[5]B[6]A[7]B，B[8]A[9]C[10] B [11] D三、判断对错：

[1] √ [2] √ [3] × [4] × [5] √ [6] × [7] × [8] ×[9] × [10] √ [11] √ [12] √ [13]×

四、简要回答以下问题。[1]

1）选择b 1>b 2，主要是为了使装配时容易保证轮齿沿全齿宽啮合，以保

证强度。另⼀⽅⾯，取b 1>b 2，⽽不是取b 2>b 1，是为了节省材料和加⼯齿轮的⼯时，降低成本。2）φd bd =1

中的齿宽b 应代⼊b 2。[2]

2、（6分）1）闭式软齿⾯齿轮传动的设计准则：⽤齿⾯接触疲劳强度设计，⽤齿根弯曲疲劳强度校核。

2）闭式硬齿⾯齿轮传动的设计准则：⽤齿根弯曲疲劳强度设计，⽤齿⾯接触疲劳强度校核。[3][4]

1）⼤齿轮的接触强度弱。因为相互啮合的⼀对齿轮，其接触应⼒相等，

⽽⼤轮的许⽤应⼒⼩。

2）⼤齿轮的弯曲强度弱。弯曲强度的⼤⼩主要取决于⽐值：[]

Y Y Fa SaF σ。[]Y Y Fa1Sa1F 1σ=

=281551790024...， []Y Y Fa2Sa2F σ2241671440028=?=..

. ⽐值⼤的弯曲强度低，故⼤齿轮的弯曲强度低。[5]

1、(本⼩题6分) 两轮齿⾯接触应⼒相等，因为互为反作⽤⼒。⼩齿轮的齿根弯曲应⼒较⼤，因为F

FY Fa Y Sa /(mb )，两轮作⽤⼒F 相等，

齿宽b 1=b 2，模数m 相同，⽽⼩轮齿根较薄，使齿形系数Y Fa 较⼤，Y Sa ⼩⼀些，但乘积Y Fa Y Sa 较⼤，故齿根弯曲应⼒较⼤。五、计算题：

1) 1）⽤⼿拨动接电动机的⼩齿轮轴。因为在传动系统中各轴传递功率相同（忽

略效率的影响），⽽此轴转速最⾼，传递转矩最⼩，拨动起来省⼒。4分 2）T 169551011930112957=??=?../.N mmT T i 211129574020229514==?=?η./.N mm （η=1） 2分 N .)./(./t3790320524225912232=??==d T F 2分 N tan .tant3r3329207903=??=?=αF F 2分2) 2、(本⼩题15分)齿轮螺旋⾓β=+=?+?=='''arccos()arccos ()

.m z z a n 12252371224512162535 (2分)

⼤齿轮分度圆直径d m z 2257112370106===n mm cos cos ..β(2分) ⼤齿轮转矩T P n 2626955109551015145

987931=?=??=?..N mm (2分) 切向⼒F T d t N ==?=22987931

370106533922.

(2分) 轴向⼒F F a t =1574N ==?tan tan .β533912 (2分) 径向⼒F F r t n =2026N ==?tan /cos tan /cos .αβ53392012(2分)

(3分)

3) 3、(本⼩题10分)T P n 16

1163955109551070750

13310=?=??=??...N mm 2分d m z 113525806347576==?'''

=n cos mm β.cos .2分

F T d t ==??=221331075762353036113...N 1分

F F a t N ==?'''=tan .tan .β235303680634335282 1分

F F r t n N ==??'''=tan /cos .tan /cos .αβ23530362080634865086 1分3分

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