第十二章齿轮传动

第十二章齿轮传动

一、选择题

12－1 在机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的是___.

（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动（4）摩擦轮传动

12－2 在机械传动中，传动效率高、结构紧凑、功率和速度适用范围最广的是___.

（1）带传动（2）摩擦轮传动（3）链传动（4）齿轮传动

12－3 成本较高，不宜用于轴间距离较大的单级传动是___.

（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动

12－4 能缓冲减振，并能起到过载安全保护作用的是___.

（1）带传动（2）链传动（3）齿轮传动

12－5 要实现两平行轴之间的传动，可采用___.

（1）圆柱齿轮传动（2）直齿锥齿轮传动（3）准双曲面齿轮传动

（4）曲线齿锥齿轮传动

12－6 要实现两相交轴之间的传动，可采用___.

（1）圆柱直齿轮传动（2）圆柱斜齿轮传动（3）直齿锥齿轮传动

（4）准双曲面齿轮传动

12－7 要实现两交错轴之间的传动，除了采用交错轴斜齿轮传动外，还可采用___.

（1）圆柱直齿轮传动（2）曲线齿锥齿轮传动（3）直齿锥齿轮传动

（4）准双曲面齿轮传动

12－8 一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是___.

（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面磨粒磨损（4）齿面胶合

12－9 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是___.

（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面塑性变形（4）齿面胶合

12－10 高速重载且散热条件不良的闭式齿轮传动，其最可能出现的失效形式是___.

（1）轮齿折断（2）齿面磨粒磨损（3）齿面塑性变形（4）齿面胶合

12－11 齿轮因齿面塑性变形而失效最可能出现在___齿轮传动中.

（1）高速轻载的闭式硬齿面（2）低速重载的闭式软齿面（3）润滑油粘度较高的硬齿面

12－12 一般参数的开式齿轮传动，其主要的失效形式是___。

（1）齿面点蚀（2）轮齿折断（3）齿面胶合（4）齿面塑性变形

12－13 发生全齿折断而失效的齿轮，一般是___。

（1）齿宽较小的直齿圆柱齿轮（2）齿宽较大、齿向受载不均的直齿圆柱齿轮（3）斜齿圆柱齿轮（4）人字齿轮

12－14 下列措施中，___不利于提高轮齿抗疲劳折断能力。

（1）减小齿面粗糙度值（2）减轻加工损伤（3）表面强化处理（4）减小齿根过渡曲线半径

12－15 下列措施中，___不利于减轻和防止点蚀，不利于提高齿面接触强度。

（1）提高齿面硬度（2）采用粘度低的润滑油（3）降低齿面粗糙度值（4）

采用较大的变位系数和

12－16 下列措施中，___对防止和减轻齿面胶合不利。

（1）减小模数，降低齿高（2）选用抗胶合性能好的齿轮材料和润滑油

（3）降低齿面硬度（4）大、小齿轮有一定的硬度差

12－17 下列措施中，不利于减轻和防止齿轮磨粒磨损的是___.

(1)降低齿面硬度（2）减小齿面粗糙度值（3）降低滑动系数（4）经常更换润滑油

12－18 防止或减轻齿面塑性变形的有效措施是___。

（1）提高齿面硬度（2）选用粘度较高的润滑油（3）提高加工精度等级

（4）采用变位齿轮

12－19 设计一般闭式齿轮传动时，计算接触强度是为了避免___失效。

（1）胶合（2）磨粒磨损（3）齿面点蚀（4）轮齿折断

12－20 设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲疲劳强度计算主要针对的失效形式是___。

（1）齿面塑性变形（2）轮齿疲劳折断（3）齿面点蚀（4）磨损

12－21 磨损尚无完善的计算方法，故目前设计开式齿轮传动时，一般按弯曲疲劳强度设计计算，用适当增大模数的方法以考虑___的影响。

（1）齿面点蚀（2）齿面塑性变形（3）磨粒磨损（4）齿面胶合

12－22 对齿轮轮齿材料的基本要求是___。

（1）齿面要硬，齿芯要韧（2）齿面要硬，齿芯要脆（3）齿面要软，齿芯要脆

（4）齿面要软，齿芯要韧

12－23 机床传动齿轮应用最广泛的齿轮材料是___。

（1）铸铁（2）优质碳素钢或合金钢（3）工程塑料（4）铸钢

12－24 航空上使用的齿轮，要求质量小、传递功率大和可靠性高。因此，常用的齿轮材料是___。

（1）铸铁（2）铸钢（3）高性能合金钢（4）工程塑料

12－25 矿山机械中使用的齿轮，一般工作速度较低、传递功率较大、环境粉尘含量高。因此往往选用的齿轮材料是___。

（1）高性能合金钢 (2)铸铁或铸钢（3）工程塑料（4）尼龙

12－26 家用电器如录像机中使用的齿轮，传递功率很小，但要求传动平稳、低噪声和无润滑。比较适宜的齿轮材料是___。

（1）铸铁 (2)铸钢（3）锻钢（4）工程塑料

12－27 灰铸铁齿轮常用于___场合。

（1）低速、无冲击和大尺寸（2）高速和有较大冲击（3）有较大冲击和小尺寸

12－28 已知一齿轮的制造工艺过程是：加工齿坯、滚齿、表面淬火和磨齿，则该齿轮的材料是___。

（1）20CrMnTi (2)40Cr (3)Q235 (4)ZChSnSb12-6

12－29 材料为20Cr的齿轮要达到硬齿面，适宜的热处理方法是___。

（1）整体淬火（2）渗碳淬火（3）调质（4）表面淬火

12－30 材料为45钢的硬齿面齿轮常用的热处理方法是___。

（1）表面淬火（2）渗碳（3）渗碳淬火（4）碳氮共渗

12－31 各种齿面硬化处理方法中，___处理的轮齿变形最小，因此处理后不许再磨齿，适用于内齿轮和难于磨削的齿轮。

（1）渗碳（2）渗碳淬火（3）高频淬火（4）整体淬火

12－32 除了正火以外，软齿面齿轮常用的热处理方法还有___。

（1）渗碳（2）调质（3）碳氮共渗（4）渗碳淬火

12－33 设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时，一般使小齿轮齿面硬度HBS1和大齿轮齿面硬度HBS2的关系为___。

（1）HBS1HBS2

12－34 对于一对材料相同的钢制软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是___。

（1）小齿轮淬火，大齿轮调质（2）小齿轮淬火，大齿轮正火（3）小齿轮调质，大齿轮正火（4）小齿轮正火，大齿轮调质

12－35 一对材料为45钢要求6级精度的硬齿面齿轮，其制造工艺过程可在齿坯加工以后顺序进行___。

（1）滚齿、表面淬火、磨齿（2）滚齿、磨齿、表面淬火（3）渗碳淬火、滚齿、磨齿（4）渗碳淬火、磨齿、滚齿

12－36 一材料为20CrMnTi的齿轮要达到5级精度，其制造工艺过程可在齿坯加工以后顺序进行___。

（1）滚齿、表面淬火、剃齿（2）滚齿、渗碳淬火、磨齿（3）插齿、磨齿、剃齿

（4）插齿、磨齿、珩齿

12－37 一材料为45钢的软齿面齿轮，要求8级精度，加工轮齿适宜的工艺过程是___。

（1）滚齿后调质（2）正火后滚齿（3）滚齿后表面淬火再磨齿（4）调质后滚齿再磨齿

12－38 一材料为35SiMn的软齿面齿轮，要求6级精度，其轮齿的加工工艺过程可顺序进行___。

（1）插齿、淬火（2）滚齿、剃齿（3）珩齿、插齿（4）磨齿、滚齿

12－39 选择齿轮传动第Ⅱ公差组精度等级时，除了考虑传动用途和工作条件以外，主要依据是___。

（1）承受的转矩（2）传递的功率（3）圆周速度

12－40 仪表和机床分度机构中的齿轮传动，主要要求传递运动的准确性。因此，在选择等级精度时，应首先考虑第___公差组的精度要求。

（1）Ⅰ（2）Ⅱ（3）Ⅲ

12－41 轧钢机或锻压机械中的低速重载齿轮传动，对齿面载荷分布的均匀性要求较

高，以传递较大动力。因此，应首先考虑第___公差组精度的选取。

（1）Ⅰ（2）Ⅱ（3）Ⅲ

12－42 选择齿轮毛坯的成型方法时（锻造、铸造、轧制圆钢等），除了考虑材料等因素外，主要依据___。

（1）齿轮的几何尺寸（2）齿轮的精度（3）齿轮的齿面粗糙度（4）齿轮在轴上的位置

12－43 计算载荷中的使用系数K A不包含___对齿轮实际承受载荷的影响。

（1）工作机性能（2）原动机性能（3）载荷变动情况 (4)齿轮制造及装配误差

12－44 为了降低齿轮传动的附加动载荷，除了提高齿轮的精度外，还可以___。

（1）在设计时尽量减少齿轮直径以减少质量和圆周速度（2）提高表面粗糙度（3）提高齿面硬度

12－45 有A、B两对齿轮传动，尺寸和运转条件都相同，但A对齿轮的精度高，则转动中的附加载荷___。

（1）A对齿轮大（2）B对齿轮大（3）A、B两对齿轮相同

12－46 有A、B两对齿轮传动、尺寸和精度相同，但A对齿轮的圆周速度较高，则转动的附加载荷___。

（1）A对齿轮大（2）B对齿轮大（3）A、B两对齿轮相同

12－47 对于重要的齿轮传动，可将齿轮进行齿顶修缘，目的是___。

（1）减小齿间载荷分配不均（2）减小齿向载荷的分布不均（3）减小附加动载荷

12－48 齿轮传动中，齿间载荷分配不均，除与轮齿变形有关外，还主要与___有关。

（1）齿面粗糙度（2）润滑油粘度（3）齿轮制造精度

12－49 有A、B两对齿轮传动，材料、热处理和制造精度相同，但A对齿轮重合度较大。则齿间载荷分配系数Kα___。

（1）A对齿轮大（2）B对齿轮大（3）A、B两对齿轮相同

12－50 计算载荷中的齿向载荷分布系数Kβ与___无关。

（1）齿轮所在轴的刚度（2）齿轮在轴上的位置（3）工作机性能（4）齿轮的宽度（5）齿面硬度

12－51 有A、B两对齿轮传动，A对齿轮宽度比B对大，其它条件相同。则齿向载荷分布不均的程度___。

（1）A对小（2）B对小（3）A、B对相同

12－52 有A、B、C三对齿轮传动，A对齿轮相对两轴承对称布置，B对为非对称布置，C对为悬臂布置，其它条件相同。则它们的齿向载荷分布不均的程度为___。

（1）A对最大（2）B对最大（3）A、B、C对相同（4）C对最大

12－53 有A、B两对齿轮传动，A对齿轮所在轴的刚性比B对大的多，其它条件相同。则它们的齿向载荷分布不均的程度为___。

（1）A对大（2）B对大（3）A、B对相同

12－54 有A、B两对齿轮传动，A对为硬齿面齿轮，B对为软齿面齿轮，其它条件相同。则齿向载荷分布不均系数Kβ为___。

（1）A对小（2）B对小（3）A、B对相同

12－55 为了降低齿轮传动中齿向载荷分布不均的程度，可以___。

（1）增大重合度（2）进行轮齿齿顶修缘（3）将轮齿作鼓形修整（4）降低齿轮支承系统的刚度

12－56 齿轮接触强度计算中的弹性系数Z E反映了___对齿面接触应力的影响。

（1）齿轮副材料的强度极限（2）齿轮副材料的弹性模量和泊松比（3）齿轮副材料的弹性极限（4）齿轮副材料的硬度

12－57 齿轮接触疲劳强度计算中的节点区域系数Z H与___无关。

（1）变为系数（2）分度圆压力角（3）分度圆螺旋角（4）齿数

12－58 斜齿轮接触强度计算中的重合度系数Zε考虑了重合度对单位齿宽载荷的影响，它___。

（1）与端面重合度和纵向重合度有关（2）只与端面重合度有关（3）只与纵向重合度有关

12－59 齿轮抗弯强度计算中的重合度系数Yε与___有关。

（1）齿高（2）齿宽（3）端面重合度（4）纵向重合度

12－60 斜齿圆柱齿轮强度计算中的螺旋角系数Zβ和Yβ是考虑接触线倾斜对轮齿强度的影响。它们的值为___。

（1）Zβ>1, Yβ>1 (2) Zβ<1, Yβ<1 (3) Zβ>1, Yβ<1 (4) Zβ<1, Yβ>1

12－61 齿轮抗弯曲计算中的齿形系数Y Fa反映了___对轮齿抗弯强度的影响。

（1）轮齿的形状（2）轮齿的大小（3）齿面硬度（4）齿面粗糙度

12－62 标准直齿圆柱齿轮的齿形系数Y Fa取决于___。

（1）模数（2）齿数（3）齿宽系数（4）齿面硬度

12－63 有两个标准直齿圆柱齿轮，齿轮1的模数m1＝5mm，齿数z1＝20；齿轮2的模数m2＝3mm，齿数z2＝60，则它们的齿形系数___。

（1）Y Fa1Y Fa2

12-64 有三个齿轮，它们的模数、齿数和压力角均相同，但齿轮1为标准齿轮，齿轮2为正变位齿轮，齿轮3为负变位齿轮，则它们的齿形系数为___。

(1）Y Fa1> Y Fa2> Y Fa3 (2) Y Fa1> Y Fa3> Y Fa2 (3) Y Fa2> Y Fa1> YF a3

(4) Y Fa3> Y Fa1> Y Fa2

12－65 齿轮抗弯强度计算中的应力修正系数Y sa不包含___对齿根应力的影响。

（1）齿根过渡曲线处的应力集中（2）弯曲应力外其余应力（3）齿面硬度12－66 有两个标准直齿圆柱齿轮，齿数z1

（1）Y sa1>Y sa2 (2) Y sa1＝Y sa2（3）Y sa1< Y sa2

12－67 有三个直齿圆柱齿轮，齿轮1是标准齿轮，齿轮2是正变位齿轮，齿轮3是负变位齿轮，它们的齿数和压力角相同。则它们的应力修正系数关系为___。

(1）Y sa1> Y sa2> Y sa3 (2) Y sa1> Y sa3> Y sa2 (3) Y sa2> Y sa1> Y sa3

(4) Y sa3> Y sa1> Y sa2

12－68 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Y Fa和应力修正系数Y sa应按___查图表。

（1）实际齿数（2）当量齿数（3）不发生根切的最小齿数

12－69 一减速齿轮传动，主动轮1用45调质钢，从动轮2用45钢正火，则它们的齿面接触应力的关系为___。

（1）ζH1<ζH2 (2) ζH1=ζH2 (3) ζH1>ζH2

12－70 一标准直齿圆柱齿轮传动，主动轮1和从动轮2的材料和热处理硬度相同，齿数z1

（1）ζF1>ζF2 (2) ζF1 =ζF2 (3) ζF1 <ζF2

12－71 有一标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮1和齿轮2的齿数分别为z1和z2，且z1

（1）两齿轮接触强度相同，齿轮2比齿轮1抗弯强度高（2）两齿轮抗弯强度相等，齿轮2比齿轮1接触强度高（3）齿轮1和齿轮2的接触强度和抗弯强度均相等（4）齿轮1比齿轮2的接触强度和抗弯强度都高

12－72 为了有效提高齿面接触强度，可___。

（1）保持分度圆直径不变而增大模数（2）增大分度圆直径（3）保持分度圆直径不变而增加齿数

12－73 有一传递动力的闭式直齿圆柱齿轮传动，现设计主、从动轮均为软齿面钢制齿轮，精度等级取为7级。如欲在中心距和传动比不变的条件下提高其接触强度，在下列措施中，最有效地是___。

（1）增大模数（2）提高主、从动轮的齿面硬度（3）提高加工精度的等级（4）增大齿根圆角半径

12－74 为了提高齿根抗弯强度，可___。

（1）增大模数（2）保持分度圆直径不变而增大模数（3）采用负变位齿轮12－75 对于闭式软齿面齿轮传动，在传动尺寸不变并满足弯曲疲劳强度的前提下，齿数宜适当取多些。其目的是___。

（1）提高轮齿的抗弯强度（2）提高齿面的接触强度（3）提高传动平稳性12－76 对于闭式硬齿面齿轮传动，宜取较少齿数以增大模数。其目的是___。

（1）提高齿面的接触强度（2）减小滑动系数，提高传动效率（3）减小轮齿的切削量（4）保证轮齿的抗弯强度

12－77 设计开式齿轮传动时，在保证不根切的情况下，宜取较少齿数。其目的是___。

（1）增大重合度，提高传动平稳性（2）减小齿面发生胶合的可能性（3）增大模数，提高轮齿的抗弯强度（4）提高齿面接触强度

12－78 在设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的宽度比大齿轮宽一些，其目的是___。

（1）使小齿轮和大齿轮的强度接近相等（2）为了使传动更平稳（3）为了补偿可能的安装误差以保证接触线长度

12－79 设计齿轮传动时，增大齿宽可提高轮齿的强度，但过大的齿宽又会使齿向载

荷分布不均的程度增大，因此，选取齿宽系数要适当。在___情况下，齿宽系数应取较小值。

（1）齿轮相对两支承对称布置（2）齿轮相对两支撑非对称布置，且其所在轴刚性较大（3）齿轮悬臂布置（4）齿轮所在位置径向空间较小

12－80 在传递转矩和齿轮许用应力一定的情况下，若适当选取较大的齿宽系数，可___。

（1）减小齿轮传动的径向尺寸和圆周速度（2）减小齿轮传动的轴向尺寸（3）降低齿向载荷分布不均的程度

12－81 与标准圆柱齿轮传动相比，采用高度变位齿轮传动可以___。

（1）使大、小齿轮的抗弯强度趋近（2）提高齿轮的接触强度（3）使大、小齿轮齿根磨损程度都减小

12－82 设计变位齿轮传动时，若齿轮的变位系数分别为X1和X2，为提高齿轮传动的接触强度，应使变位系数之和为___。

（1）X1+X2<0 （2）X1+X2＝0 （3）X1+X2>0

12-83 设计斜齿圆柱齿轮传动时,螺旋角β一般在8°～20°范围内选取, β太小斜齿轮传动的优点不明显,太大则会引起___.

(1)啮合不良 (2)制造困难 (3)轴向力太大 (4)传动平稳性下降

12-84 当齿轮的材料和热处理一定的情况下,许用应力的值与可靠度及寿命要求的关系是___.

(1)可靠度要求越高,许用应力值越大 (2) 寿命要求越长,许用应力值越大(3)可靠度和寿命要求越高,许用应力值越小

12-85当齿轮的材料和热处理一定的情况下,许用弯曲应力在___情况下的值较大.

(1)轮齿受单向弯曲 (2)齿轮在传动中为惰轮 (3)齿轮双向运转 (4)齿轮是行星轮

12-86 在齿轮强度计算中,可靠性要求与安全系数取值之间的关系是___.

(1)可靠度要求越低,安全系数取值越大 (2)可靠度要求越高,安全系数取值应越大 (3)失效概率要求越小,安全系数取值应越小

12-87 由于断齿破坏比点蚀破坏更具有严重的后果,所以通常设计齿轮时,抗弯强度的安全系数S F应____接触强度的安全系数S H.

(1)大于 (2)等于 (3)小于

12-88 ζHlim和ζFlim值是试验齿轮在持久寿命期内按____,通过长期持续重复载荷作用或经长期持续的脉动载荷作用而获得的齿面接触疲劳极限应力和齿根弯曲疲劳极限应力.

(1)可靠度为90% (2)失效概率为1% (3)失效概率为99% (4)可靠度为10%

12-89 齿轮弯曲疲劳强度计算中的尺寸系数Y x是考虑尺寸大小对材料强度和许用应力的影响.它的值与____无关.

(1)材料种类 (2)材料硬度 (3)齿轮的模数 (4)齿数

12-90 直齿锥齿轮的标准模数是____.

(1)小端模数 (2)大端端面模数 (3)齿宽中点法向模数 (4)齿宽中点的平均模数

12-91 直齿锥齿轮传动的强度计算方法是以____的当量圆柱齿轮为计算基础.

(1)小端 (2)大端 (3)齿宽中点处

12-92 下列计算正交支持锥齿轮传动的传动比公式中,____是不正确的.

(1)i=d2/d1 (2)i=z2/z1 (3)i=tgδ2=ctgδ1 (4)i=tgδ1

12-93 不等顶隙收缩齿直齿锥齿轮传动,其主要缺点是____.

(1)所有锥顶交于一点,安装困难 (2)齿轮加工制造困难 (3)小端顶隙较小,对存储润滑油不利

12-94 若设计成等顶隙收缩齿直齿锥齿轮传动,则齿轮的____交于同一点.

(1)齿根圆锥与齿顶圆锥的锥顶 (2)分度圆锥与齿顶圆锥的锥顶 (3)分度圆锥与齿根圆锥的锥顶

12-95 等顶隙收缩齿直齿锥齿轮传动,其主要优点是____.

(1)小端顶隙增大,改善了润滑条件 (2)安装和测量顶隙容易 (3)锥齿轮的加工制造比较方便

12-96 设计径向变位的直齿锥齿轮传动时,多采用高度变位,其主要原因是____.

(1)不使两齿轮的节锥角发生变化 (2)不使齿轮的锥距发生变化 (3)不使两齿轮的轴间夹角发生变化

12-97 设计直齿锥齿轮传动时,若采用切向变位可使____.

(1)齿轮的抗弯强度和接触强度相等 (2)大、小齿轮齿根弯曲强度接近相等 (3)大、小齿轮的齿面接触强度接近相等

12-98 与直齿锥齿轮传动比较,弧齿锥齿轮传动的特点是____.

(1)不能磨削加工,达不到高精度 (2)传动平稳,承载能力大 (3)不允许有安装误差 (4)不适用于高速、重载的情况

12-99 与锥齿轮传动比较,准双曲面齿轮传动的特点是____.

(1)能实现两偏置(交错)轴之间的传动 (2)不允许小齿轮轴的直径较大,传动的刚性差 (3)齿向滑动小,不易产生胶合,故常设计成软齿面 (4)不适用于高速、重载和大传动比的场合

12-100 与渐开线齿轮传动相比,圆弧齿轮传动的特点是____.

(1)外啮合时,接触点的综合曲率半径较小,接触强度较低 (2)理论上轮齿为点接触,齿轮对轴线不平行和支座变形的敏感性较小 (3)容易根切,齿数不能很少,不易实现较大传动比的传动 (4)要实现连续定传动比传动,轮齿必须是直齿,且端面重合度和纵向重合度都应大于1

二、分析与思考题

12-101 齿轮传动有那些主要类型?各种类型的特点和应用场合如何?齿轮传动与其它机械传动相比特点怎样?试举出若干现代机械中应用齿轮传动的实例.

12-102 对齿轮传动的基本要求是什么?

12-103 齿轮传动常见的失效形式有那些?各种失效形式常在何种情况下发生?试对工

程实际中所见到的齿轮失效的形式和原因进行分析.

12-104 齿轮传动的设计计算准则是根据什么来确定的?目前常用的计算方法有那些,它们分别针对何种失效形式?针对其余失效形式的计算方法怎样?在工程设计实践中,对于一般使用的闭式硬齿面、闭式软尺面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么?

12-105 分析轮齿折断的原因,说明提高轮齿抗折断能力的措施.

12-106 轮齿折断一般起始于轮齿的那一侧?全齿折断和局部折断通常在什么条件下发生?轮齿疲劳折断和过载折断的特征如何?

12-107 试分析齿面产生疲劳点蚀的原因.润滑油的存在对点蚀的形成和扩展有何影响?

12-108 齿面点蚀一般首先发生在节线附近的齿根面上.试对这一现象加以解释.

12-109 试述防止或减缓齿面点蚀可采取的有效措施.

12-120 有一闭式齿面传动,满载工作几个月后,发现在硬度为220～240HBS的齿面上出现小的凹坑,问:

(1)这是什么现象;

(2)如何判断该齿轮是否可以继续使用;

(3)应采取什么措施.

12-121 齿面胶合破坏是怎样产生的,其特征如何?说明提高齿面抗胶合能力的措施.

12-122 试说明齿面磨损的成因及后果,可采取哪些措施防止或减轻齿面磨损?

12-123 试说明齿面塑性变形的特征和产生的原因,如何防止或减轻齿面塑性变形?

12-124 选择齿轮材料时,应考虑那些主要因素?对齿轮材料的性能要求怎样?

12-125 常用的齿轮材料有哪些,应用场合如何?钢制齿轮常用的热处理方法有哪些,它们各在何种情况下采用?试举出若干不同机械中所使用齿轮的材料和热处理方法的实例.

12-126 试比较软齿面齿轮和硬齿面齿轮的工艺过程,并说明各自的适用场合及发展趋势.

12-127 在设计软齿面齿轮传动时,为什么常使小齿轮的齿面硬度高于大齿轮齿面硬度30～50HBS?

12-128 试说明选择齿轮精度等级的原则.如何根据具体情况进行合理选择?

12-129 试说明齿轮粗糙度对齿轮弯曲强度和接触强度有何影响,怎样进行合理的选择?

12-120 试分析润滑状况对齿轮传动性能和强度的影响.如何选择齿轮传动的润滑方式和润滑剂?

12-121 齿轮传动的效率和哪些因素有关,如何提高齿轮传动的效率?

12-122 应主要根据那些因素来决定齿轮的结构形式?常见的齿轮结构形式有哪几种?它们分别应用于何种场合?

12-123 试阐述建立直齿圆柱齿轮齿根弯曲强度计算公式时所采用的力学模型.

12-125 试比较直齿和斜齿圆柱齿轮强度计算的不同点.

12-126 试说明锥齿轮强度计算方法及其齿宽中点处的当量圆柱齿轮为计算基础的原

因及合理性.

12-127 在进行齿轮强度计算时,为什么要引入载荷系数K?

12-128 根据齿轮啮合原理,渐开线齿轮传动可以实现瞬时传动比不变,为什么齿轮啮合过程中还会产生内部附加动载荷?动载荷系数K v反映了哪些产生动载荷的影响因素?如何减小作用在轮齿上的内部附加动载荷?

12-129 为什么要引入齿间载荷分布系数Kα,它取决于哪些主要因素?

12-130 齿轮强度计算中为什么要引入齿间载荷分布系数Kβ,它的值主要受那些因素影响?可采取哪些措施来减小齿间载荷分布不均的程度?

12-131 对相对两支承非对称布置的齿轮传动,从减小齿向载荷分布不均的角度考虑,齿轮应远离还是靠近转矩输入端来布置?

12-132 试说明弹性系数Z E的物理意义,它如何影响齿面的接触应力?

12-133 试说明节点区域系数Z H的物理意义,它对齿面接触强度影响如何?它与齿轮的那些参数有关?

12-134 为什么齿轮接触强度和抗弯强度计算分别引入重合度系数Zε和Yε?在强度公式中还有什么参数与重合度有关,说明重合度对接触强度和抗弯强度的综合影响.

12-135 试说明齿形系数Y Fα的物理意义.它与齿轮的那些参数有关,是如何影响齿轮抗弯强度的?

12-136 试说明应力修正系数Y sα的物理意义.它考虑了那些因素对抗弯强度的影响?

12-137 试说明变位系数对接触强度和抗顽强度的影响在齿轮强度公式中是如何体现的?

12-138 试说明齿轮制造精度对齿轮接触强度和抗弯强度的影响在强度计算公式中是如何体现的?

12-139 为什么斜齿圆柱齿轮传动的强度计算中要引入螺旋角系数Zβ和Yβ,它们分别对齿轮的接触强度和抗弯强度有何影响?

12-140 试验齿轮的接触疲劳极限ζⅡlim值和弯曲疲劳极限ζFlim值主要与那些因素有关?为什么图中给出的是一个范围,设计中如何根据具体情况查取?

12-141 设计齿轮传动时,若大、小齿轮的疲劳极限值相同,这时它们的许用应力是否相同?为什么?

12-142 设计一齿轮传动时,如何根据不同可靠度要求来选取安全系数?

12-143 一对圆柱齿轮传动,大、小齿轮齿面接触应力是否相等?大、小齿轮的接触强度是否相等?在什么条件下两齿轮的接触强度相等?

12-144 一圆柱齿轮传动,一般大、小齿轮齿根抗弯应力是否相等?大、小齿轮弯曲强度相等的条件是什么?

12-145 对于闭式软齿面、闭式硬齿面和开式齿轮传动,齿数选得太多或太少,将分别出现什么问题?设计时应分别按什么原则选取?

12-146 试分析一标准直齿圆柱齿轮传动,在中心距和传动比一定得情况下,齿数和模数的不同选择方案各有什么利弊?

12-147 在中心距a为200mm的两根平行轴上安装一对标准斜齿圆柱齿轮传动,要求齿

数比u严格为2,螺旋角β在8°～15°之间.试选择齿数、模数和螺旋角,并分析不同方案的利弊.

12-148 现有A、B两对闭式软齿面直齿圆柱齿轮传动,A对参数为:模数m=4mm,齿数z1=20,z2=45,齿宽b=60mm.两对齿轮精度为8级,小齿轮转速均为1450r/min,其它条件分别相同.试比较两对齿轮接触强度及抗弯强度的高低.

12-149 齿宽系数Ψd的大小对齿轮传动的尺寸和强度影响如何?为什么选取时要考虑齿轮制造精度、轴的刚度和齿轮在轴上的位置以及齿面硬度?设计齿轮传动时,如何根据具体情况取值?

12-150 在圆柱齿轮传动设计中,为什么通常取小齿轮的齿宽大于大齿轮齿宽?锥齿轮传动如何?

12-151 一标准直齿圆柱齿轮传动,若传递载荷不变,齿轮齿数、中心距和许用应力不变,小齿轮转速从960r/min降为720r/min.试问要改变何参数,并使该值与原用值之比大致等于多少才能保证该传动具有原来的抗弯强度?

12-152 在两级直齿圆柱齿轮减速器设计中,如发现低速级的大齿轮直径比高速级大齿轮直径大的多,为使两级齿轮传动均能浸油润滑,在不改变齿轮材料和硬度前提下,试问两级传动比及齿宽系数应如何调整?

12-153 通常齿轮变位的目的有哪些,如何根据不同目的的要求选择变位方法和变位系数?对于一对圆柱齿轮传动分别采用怎样的变位方法可提高其接触强度和抗弯强度?若采用高度变位齿轮传动,对齿轮接触强度和抗顽强度影响如何?

12-154 为什么锥齿轮传动径向变位时多采用高度变位而不采用角度变位?说明切向变位对锥齿轮的强度有何影响?

12-155 现有A、B两对直齿圆柱齿轮传动,A对是标准齿轮传动,模数m=2mm,齿数z1=20,z2=40;B对为变位齿轮传动,其模数和齿数与A对相同,中心距为a=62mm.若其它条件相同,试比较两对齿轮传动接触强度的高低.

12-156 有A、B两对闭式直齿圆柱齿轮传动,它们的模数相等,齿数大、小齿轮对应相等.A对大、小齿轮均为标准齿轮,B对大、小齿轮均为正变位齿轮.若其它条件相同,试分析哪个齿轮齿根抗弯强度最差?

12-157 一对直齿圆柱齿轮传动,已知模数m=3mm,齿数z1=21,z2=63,两齿轮材料和热处理相同.按无限寿命考虑,哪个齿轮抗弯强度高?若对两齿轮变位,变位系数为x1=0.3,x2=-0.3,则两齿轮的抗弯强度如何变化?接触强度有无变化?

12-158 斜齿于直齿圆柱齿轮传动相比有何特点?螺旋角β太大或太小会怎样,为什么一般在8°～25°范围内取值?应按什么原则选取?

12-159 有两对闭式直齿圆柱齿轮传动,A对模数m=4mm,齿数z1=18,z2=41;B对模数m=2mm,齿数z1=36,z2=82;齿轮精度为8级,小齿轮转速均为1450r/min.若其它条件两队齿轮均相同,试分析:

(1)按接触强度考虑,哪对齿轮允许传递的转矩大?

(2)按抗弯强度考虑,哪对齿轮允许传递的转矩大?

12-160有A、B两对闭式直齿圆柱齿轮传动,传递载荷、工况、尺寸参数以及材料和

热处理硬度均相同.不同的是,A对制造精度为8级,B对为6级.按无限寿命考虑,试比较两对齿轮接触强度及抗弯强度的高低.

12-161有A、B两对闭式直齿圆柱齿轮传动, 传递载荷、工况、尺寸参数以及制造精度均相同.两对齿轮传动的小齿轮都是45钢调质250HBS,而A对大齿轮用ZG310-570正火108HBS,B对大齿轮用HT300 240HBS.试问哪对齿轮接触强的高?

12-162 有一对闭式直齿圆柱齿轮传动,已知齿数z1=21,z2=100,大、小齿轮材料均用45钢调质.试按无限寿命分析:

(1)为使大、小齿轮接触强度相等,两齿轮的齿面硬度应如何要求?

(2)为使大、小齿轮的抗弯强度相等,大、小齿轮的齿面硬度应如何配置?

12-163 在图示的直齿圆柱齿轮传动中,已知齿轮1为主动轮,其转向如图所示.试在图中标出:

(1)齿轮2的转向

(2)齿轮1和2所受切向力F t和径向力F r的关系.

12-164 在上题中,若:

(1)改齿轮2为主动轮,齿轮1的转向不变,试确定齿轮2的转向及齿轮啮合点处所受各分力的方向.

(2)齿轮1仍为主动轮,但改变其转向,试确定齿轮2的转向及两齿轮啮合处各分力的方向.

题12-163图题12-165图题12-166图12-165 在图示的内啮合直齿圆柱齿轮传动中,已知齿轮1为主动轮,齿轮2的转向如图所示.试确定齿轮1的转向,并标出啮合处两齿轮所受切向力F t和径向力F r的方向.

12-166 在图示的单级斜齿圆柱齿轮传动中,已知齿轮1是主动论,轮齿为右旋,齿轮2的转向如图所示.试:

(1)确定并标出从动轮2的轮齿旋向.

(2)在啮合点处分别标出齿轮1和齿轮2所受切向力F t、径向力F r和轴向力F x的方向.

12-167 在上题中,若改齿轮2为主动轮,其转向仍如图所示.试确定齿轮1的转向和齿轮2的轮齿旋向,并标出两齿轮啮合点处所受各分力的方向.

12-168 在图示的齿轮传动中,已知动力从齿轮1输入,齿轮3输出,齿轮1为右旋齿轮,其转向如图所示.试:

(1)标出齿轮2和3的转向及轮齿的旋向.

(2)标出各齿轮在啮合点处所受切向力F t、径向力F r和轴向力F x的方向.

(3)说明中间轮2齿面接触应力和齿根弯曲应力的变化特性.

题12-168图题12-170图

12-169 在上题中,若中间轮2改作主动轮,而齿轮1的转向和轮齿旋向仍如图所示.试:

(1)标出齿轮2和3的转向及轮齿的旋向.

(2)标出各齿轮所受切向力F t、径向力F r和轴向力F x的方向.

12-170 在图示的正交标准直齿锥齿轮传动中,已知,模数m=3mm,齿数z1=24,z2=55,齿宽b=30mm,锥齿轮1为主动轮,其传递的功率P1=2KW,转速n1=160r/min,转向如图所示.试确定:

(1)齿轮2的转向.

(2)齿轮1和2在啮合点处所受切向力F t、径向力F r和轴向力F x的方向和大小.

12-171 在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知:Ⅰ轴为输入轴,输入功率P1=10KW,转速n1=1450r/min,转向如图所示,Ⅲ轴为输出轴;高速级齿轮参数为:模数m n1=3mm,齿数z1=21,z2=52,螺旋角β1=12°7′43″,齿轮1的轮齿为右旋;低速级齿轮参数为:模数m n3=5mm,齿数z3=27,z4=54;齿轮啮合效率η1=0.98,滚动轴承效率η2=0.99.试解答:

(1)确定齿轮2、3和4的轮齿旋向,要求使Ⅱ轴上2和3齿轮的轴向力相互抵消一部分以减轻轴承所受的载荷.

(2)欲使Ⅱ轴上齿轮2和齿轮3的轴向力完全抵消,求齿轮3的螺旋角β3应为多少.

(3)在图中标出各轴转向,并求出各轴所受转矩的大小.

(3) 标出各齿轮在啮合点处所受切向力F t、径向力F r和轴向力F x的方向,并求出各力的大小.

题12-171图题12-172图

1、2、3、4-齿轮 1、2、3、4-齿轮

12-172在图示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中,已知:动力从Ⅰ轴输入 ,Ⅲ轴为

输出轴,其转动方向如图所示,齿轮4的轮齿旋向为右旋.试解答:

(1)标出输入轴Ⅰ和中间轴Ⅱ的转向.

(2)确定并标出齿轮1、2和3的轮齿旋向,要求使轴Ⅱ上所受轴向力尽可能小.

(3)标出各齿轮在啮合点处所受各分力的方向.

(4)画出Ⅱ轴联同齿轮2和3一体的空间受力图.

12-173 图示为二级展开式标准斜齿圆柱齿轮减速器.已知:高速级齿数z1=44,z2=94,模数m n1=2.5mm,中心距a12=175mm,齿宽b2=90mm;低速级齿数z3=40,z4=75,模数m n3=3mm,中心距a34=175mm,齿宽b4=100mm;四个齿轮的材料相同,许用接触应力分别为:ζHP1=ζHP3=550MPa, ζHP2=ζHP4=420MPa;传动的摩擦损耗忽略不计,假设两对齿轮传动的载荷系数K 相同.试解答:

(1)标出齿轮2轮齿螺旋线的旋向,以使Ⅱ轴轴承上所受轴向力小些.

(2)画出轴Ⅱ联同齿轮2和3一体的空间受力图(力的作用点和方向).

(3)判断哪个齿轮的接触强度最弱.

12-174 图示为圆锥—斜齿圆柱齿轮二级减速器,已知:轴Ⅰ的输入功率为P1,转速为n1,转动方向如图所示,各齿轮齿数分别为z1、z2、z3和z4;齿轮1和3的模数分别为m1和m3;锥齿轮齿宽为b.试解答:

题12-173图题12-174图

1、2、3、4-齿轮 1、2、3、4-齿轮

(1)标出轴Ⅱ和轴Ⅲ的转动方向,并用已知条件写出各轴所受转据的表达式.

(2)为使Ⅱ轴上齿轮2和3的轴向力完全抵消,试确定齿轮3和4的轮齿旋向,并用已知条件写出齿轮1的分锥角δ1和齿轮3的螺旋角β3之间的关系式.

(3)标出各齿轮在啮合点处所受切向力F t、径向力F r和轴向力F x的方向.

12-175 图示直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮减速器,已知:输出轴功率PⅡ=10KW,转速nⅡ=157r/min,转向如图所示;直齿锥齿轮传动的几何参数为:模数m=4mm,齿数z1=25,z2=60,齿宽系数ΨR=0.3;斜齿圆柱齿轮的几何参数为:模数m n=5mm,齿数z3=22,z4=84.试解答:

(1)在图中标出各轴的转向.

(2)计算各轴所受转据.

(3)为使Ⅱ轴上两齿轮的轴向力完全抵消,确定齿轮3螺旋角β3的大小,并在图中标出其轮齿旋向.

(4)画出轴Ⅱ联同齿轮2和3为一体的空间受力图.

12-176 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器和一对开式锥齿轮所组成的传动系统.已知:动力由Ⅰ轴输入,转动方向如图所示.为使Ⅱ和Ⅲ轴上的轴向力尽可能小,试确定减速器中

各斜齿轮的轮齿旋向.

题12-175图题12-176图

1、2、3、4-齿轮 1、2、3、4-斜齿圆拄齿轮 5、6-锥齿轮

12-177 图示为一行星轮系.已知:轮1主动,输入功率P1=2KW,转速n1=955r/min,齿轮模数m=2mm,齿数z1=20,z2=40,z3=100,要求使用寿命L h=10000h,设机械效率为100%,求:

(1)系杆H输出转矩;

(2)齿轮2在A、B、C三点所受切向力的大小和方向;

(3)分析齿轮2的轮齿所受弯曲应力和接触应力的循环特性;

(4)齿轮1、2和3弯曲应力循环次数;

(5)若三个齿轮轮齿的材料和热处理相同,则三个齿轮轮齿的抗弯强度哪个最低?哪个最高?

题12-177图

三、设计计算题

12-178 有一通用机械上用的闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=20,齿数比u=3,模数m=6mm,齿宽b1=125mm,b2=120mm,齿轮制造精度为8级,小齿轮用45钢调质255HBS,大齿轮用45钢正火200HBS;齿轮在轴上相对两轴承对称布置,传动功率P1=22KW,转速n1=730r/min,单向装动,原动机为电动机,工作机载荷由中等振动,两半制工作,使用寿命12年.试校核该齿轮传动的强度.

12-179 有一内啮合闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=25,z2=100,模数m=3mm,齿宽b1=35mm,b2=30mm,齿轮制造精度为8级,小齿轮45钢调质230HBS,大齿轮45钢正火200HBS;小齿轮悬臂布置,要求传递功率P1=7.5KW,转速n1=960r/min,单向转动,载荷平稳.按无限寿命考虑,试校核该齿轮传动的强度.

12-180 有一闭式直齿圆柱齿轮—齿条传动,已知:齿轮齿数z1=18,模数m=4mm,齿宽

b1=35mm,齿条宽b2=30mm,齿轮和齿条的许用接触应力分别为: ζHP1=570MPa, ζHP2=540MPa,许用弯曲应力ζFP1=420MPa, ζFP2=400MPa,要求传递的转据T1=6.53104N2mm,载荷系数K=1.3计.试校核该齿轮齿条传动的强度.

12-181 若12-178题改用斜齿圆柱齿轮传动,并取螺旋角β=16°15′36″,其它条件不变,试校核该斜齿轮传动的强度.

12-182 有一正交直齿锥齿轮传动,已知:齿数z1=24,z2=72,模数m=3mm,齿宽b=35mm,齿轮制造精度为8级,小齿轮材料为45钢调质250HBS,大齿轮45钢正火210HBS;要求传递功率P1=4KW,转速n1=720r/min,单向转动,两班制工作,使用寿命8年,小齿轮悬臂布置,载荷稳定.试校核该齿轮传动的强度.

12-183 有一闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=32,z2=108,中心距a=210mm,齿宽b1=75mm,b2=70mm,小齿轮材料为38SiMnMo调质250HBS,大齿轮45钢正火210HBS,齿轮制造精度7级;齿轮相对两支承非对称布置,但轴的刚性较大,单向转动,转速n1=1450r/min,载荷平稳,要求工作寿命t h=24000h.试计算该齿轮传动允许传递的最大功率P max.

12-184 若上题改为斜齿圆柱齿轮传动,螺旋角β=17°20′24″,其它条件都不变.试计算该齿轮传动所能传递的最大功率P max.

12-185 有一单级直齿圆柱齿轮减速器,已知:齿数z1=25,z2=74,模数m=4mm,齿宽b1=45mm,b2=40mm,大、小齿轮均用40C r表面淬火50HRC;齿轮双向转动.若载荷系数K=1.4,并按无限寿命考虑,试计算该齿轮传动所允许传递的最大转矩T1max.

12-186 有一开式圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=19,z2=51,模数m=5mm,齿宽b1=35mm,b2=30mm,大、小齿轮材料均为HT300硬度200HBS;单向转动,转速n1=50r/min,每天工作4h,使用寿命8年,若载荷系数按K=1.3计,试求该齿轮传动所能承受的最大转矩T2max.

12-187 有一正交直齿锥齿轮传动,已知:齿数z1=20,z2=40,模数m=3mm,齿数b=20mm,齿轮制造精度为8级,小齿轮用45钢调质260HBS,大齿轮用45钢正火210HBS;小齿轮悬臂布置.单向转动,转速n1=960r/min,由电动机驱动,工作机载荷平稳,要求工作寿命24000h,试计算该齿轮传动所允许传递的最大功率P max.

12-188 有一闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:模数m=4mm,齿数z1=20,z2=60,齿宽b1=45mm,b2=40mm,变位系数X1=0.1,X2=0,齿轮制造精度7级,大、小齿轮均为45钢表面淬火50HRC;要求传递功率P1=12KW,单向转动,转速n1=100r/min,若载荷系数按K=1.3计,试按弯曲疲劳强度估计该齿轮传动的工作寿命.

12-189 有一闭式斜齿圆柱齿轮传动,已知:齿数z1=24,z2=108,模数m=4mm,螺旋角β=12°6′,齿宽b1=85mm,b2=80mm,齿轮制造精度7级,小齿轮45钢调质230HBS,大齿轮45钢正火200HBS;要求传递功率P1=15KW,转速n1=150r/min,单向转动,若载荷系数K=1.25,试按接触疲劳强度估计该齿轮传动的工作寿命.

12-190 现欲设计一闭式直齿圆柱齿轮传动,已知:要求传递功率P1=30KW,转速n1=970r/min,传动比i=2.8;齿轮在轴上非对称布置,但轴刚性较大,电动机驱动,工作机载荷有中等振动,单向转动,要求使用寿命t h=24000若以选定齿数z1=21,z2=59,模数m=4mm,制造精度6级,大、小齿轮均用45钢表面淬火50HRC.试确定该齿轮传动的齿宽.

12-191 有一用于螺旋输送机的单级直齿圆柱齿轮减速器,已知:大齿轮轴输出功率P2=12KW,转速n2=240r/min,齿轮相对两支承对称布置.经过一定时间运转后已不能正常工作,现欲更换一对齿轮,但又无原设计样图,通过测绘得知原齿轮传动参数为:中心距a=200mm,齿数z1=20,z2=80,齿宽b1=85mm,b2=80mm,若按制造精度8级,工作寿命40000h考虑,试选择适宜的齿轮材料和热处理.

12-192 设计图示卷扬机用闭式二级直齿圆柱齿轮减速器中的告高速齿轮传动.已知:传递功率P1=7.5KW,转速n1=960r/min,高速传动比i=3.5,每天工作8h,使用寿命15年.

12-193 设计铣床变速箱中的一对直齿圆柱齿轮传动,已知:小齿轮为主动轮,转速n1=1450r/min,单向转动,传递功率P1=7.5KW,小齿轮相对两支承非对称布置,但轴的刚性较大,要求结构紧凑,预期使用寿命t h=12000h;已选定齿数z1=26,z2=54,齿轮制造精度6级.

12-194 设计图示带式运输机传动系统中的开式齿轮传动.已知:开式小齿轮传递功率P1=4KW,

题12-192图 12-194图转速n1=180r/min,传动比i=3,单向转动,载荷平稳,平均每天工作4h,使用寿命15年.

12-195 设计一用于带式运输机的单级齿轮减速器中的斜齿圆柱齿轮传动.已知:传递功率P1=10KW,转速n1=1450r/min,n2=340r/min,允许转速误差±3%,电动机驱动,单向转动,载荷中有中等振动,两班制工作,要求使用寿命10年.

12-196 设计小型航空发动机中的一斜齿圆柱齿轮传动.已知:传递功率P1=130KW,转速n1=12640r/min,小齿轮悬臂布置,单向转动,预期工作寿命t h=100h,使用系数K A=1.25考虑,已确定:齿数z1=23,z2=73,齿轮制造精度6级,大、小齿轮均采用18Cr2Ni4WA渗碳淬火,齿面硬度60HRC.

12-197 设计一用于螺旋输送机的开式正交直齿锥齿轮传动.已知:传递功率P1=1.8KW,转速n1=250r/min,传动比i=2.3,允许传动比误差±3%,电动机驱动,单向转动,大齿轮悬臂布置,每天两班制工作,使用寿命10年.

12-198 设计机床进给系统中的直齿锥齿轮传动.已知:要求传递功率P1=0.72KW,转速n1=320r/min,小齿轮悬臂布置,使用寿命t h=12000h;已选定齿数z1=20,z2=25.

12-199 设计一用于航空发动机中的直齿锥齿轮传动.已知:传递功率P1=15KW,小齿轮转速n1=15300r/min,大齿轮悬臂布置,工作寿命t h=200h,使用系数按K A=1.25考虑,已确定齿数z1=17,z2=65.

12-200 设计一闭式内啮合直齿圆柱齿轮传动.已知:传递功率P1=1.1KW,小齿轮转速

n1=930r/min,传动比i=2.5,小齿轮悬臂布置,电动机驱动,单向转动,载荷平稳,要求工作寿命t h=15000h.

12-201 设计一闭式直齿圆柱齿轮—齿条传动的主要参数.已知:齿轮传递功率P1=3.5KW,转速n1=32r/min,齿轮相对两轴承非对称布置,轴的刚性较小,工作行程中齿条齿数z2是齿轮齿数z1的5倍,工作寿命t h=24000h,电动机驱动,载荷平稳.

12-202 设计一闭式直齿圆柱齿轮传动.已知:功率变化情况如图所示,t h为齿轮总工作时间,P=20KW,小齿轮转速n1=1000r/min,传动比i=3,齿轮相对两轴承对称布置.电动机驱动,工作有中等振动,传动不逆转,平均每天工作2h,使用寿命10年.

题12-202图

12-203 编制闭式斜齿圆柱齿轮传动设计计算的计算机程序,并用该程序上机计算12-195题.

四、结构设计题

12-204 指出下列齿轮轮齿所采取的结构措施的目的:

(1)题图12-204a在轮齿最优位置钻出适当直径的孔.

(2)题图12-204b轮齿齿顶修缘.

(3)题图12-204c轮齿修成鼓形齿.

题12-204图题12-205图

12-205 试对图示具有不同形式的齿坯的齿轮噪声进行比较.

12-206 试说明下列图中各齿轮所指结构处的作用:

(1)题图12-206a在齿轮上钻孔.

(2)题图12-206b在齿轮腹板两侧加约束阻尼层.

(3)题图12-265c在轮缘侧面上卡入阻尼环

12-207 图示锥齿轮模数m=3mm,欲通过键与轴联接,齿根圆到键槽底部距离e=3mm,试问这种齿轮结构形式是否合理?若不合理,提出改进方案.

题12-206图题12-207图12-208 如图所示齿轮结构,为减轻重量,节省材料,方便吊运,试按下列不同情况的要求,分别对齿轮结构型式进行改进:

(1)顶圆直径d a=360mm,材料45钢.

(2)顶圆直径d a=612mm,材料为铸钢.

(3)顶圆直径d a=976mm,轮齿部位材料为40C r.

12-209 图示标准直齿圆柱齿轮,毛坯自由锻,齿轮模数m=3mm,齿数z=94,齿宽b=70mm,轴孔直径为50mm.试解答:

(1)指出图示齿轮结构不合理之处,并加以改正.

(2)若采用单键与轴联接时,经验算键联接强度不够,试对齿轮结构提出几种可行的改进方案.

12-210 图示是为某减速器设计的一个齿轮,制造精度为8级,顶圆作为齿厚测量基准.试解答下列问题:

(1)图中径向尺寸的标注方法和数值是否合理?说明原因.

(2)哪些表面需要注出形为公差,并推荐公差项目?

(3)图中注出的几个表面粗糙度数值是否合理?为什么?

题12-208图题12-209图题12-210图题12-212图12-212 图示为一铸造毛坯直齿锥齿轮,模数m=6mm,制造精度为8级,端面B是定位面.试解答下列问题:

(1)指出图示结构中肋板、所注斜度及过渡圆角的作用.

(2)若图中尺寸A和C小于8mm是否合理?说明原因.

(3)图中轴向尺寸和角度的标注方法是否合理?若有不合理之处加以改正.哪些尺寸需要注出极限偏差?

(4)哪些表面需要注出形位公差?并指出所用公差项目.

12-212 (1)按12-195题的设计结果,画出大斜齿圆柱齿轮的零件图(轴孔尺寸自定).

(2)按12-197题的设计结果,画出大锥齿轮的零件图(轴孔尺寸自定).

齿轮和传动装置

外文资料译文 齿轮和齿轮传动装置 外部直齿圆柱齿轮是直齿圆柱齿轮沿轴线切割。齿轮传动在平行轴之间传输。牙齿加载无轴向推力。在中等速度时表现优良，但在高速运动下往往会有很大的噪声。轴旋转方向相反。内啮合圆柱齿轮为传输运动之间的平行轴提供紧凑的驱动安排使其旋转方向相同。 螺旋齿轮是圆柱齿轮的齿和轴线成一定角度切割。在轴旋转方向相反之间提供河，与直齿圆柱相比具有优越的负荷承载能力和安静性。牙齿负载产生轴向推力。 交错轴斜齿轮是非平行的轴线啮合在一起的螺旋齿轮。 直齿锥齿轮的牙是径向朝着顶点，并且是锥形的形式。由于设计为在交叉的轴上操作，锥齿轮常用于连接两轴上相交的轴。所述轴之间的角度等于啮合齿的两个轴之间的角度。轴向推力负荷下开发趋于分离齿轮。 螺旋伞齿轮具有弯曲斜齿彼此接触平滑并逐渐从一个齿的一端到另一端。齿间啮合类似于直齿锥齿轮，但是使用过程中更顺畅，更安静。左手螺旋牙倾斜远离轴反时针方向找小齿轮的小端或齿轮的面，右边的牙齿倾斜远离轴顺时针方向。小齿轮的螺旋的手总是相反的齿轮并常用于用于识别所述齿轮对的手。用于连接两轴相交上轴与直齿锥齿轮。螺旋角不仅不影响平滑性和操作的静音性或效率，而且不影响产生的推力负荷的方向。从所述小齿轮的大端观察时左手螺旋齿轮驱动顺时针创建一个轴向推力趋向于移动小齿轮脱离啮合。 零度锥齿轮具有弯曲的齿位于在大致相同的方向为直伞齿，但应被认为是螺旋伞齿轮与零螺旋角。 准双曲面锥齿轮是螺旋锥齿轮和蜗轮之间的交叉。双曲线锥齿轮的轴是不相交也不平行的。轴线之间的距离被称为偏移。偏移允许减持比例较高的比与其它锥齿轮相比是可行的。准双曲面锥齿轮具有弯曲斜齿在其上的接触开始逐渐并连续从齿的一端到另一端。 蜗轮用于在轴之间成直角传输，即不位于一个共同的平面，有时以连接轴在其它角度之间的运动。蜗轮具有线的齿面接触，并且用于电力传输，但比值越高效率越低。 齿轮术语的定义————以下术语通常适用于各类齿轮： 有源面宽度为使与配合齿轮接触的齿面宽度的尺寸。 补遗是节圆和齿的顶部之间的径向或垂直距离。 动作的弧是通过从与配合齿到接触终止点的第一个接触点的齿行进的节圆的圆弧。动作弧做法是弧通过从与配合齿的间距点的第一个接触点的齿行进的节圆的圆弧。 衰退弧是通过从它与配合齿在节点，直到接触停止接触的齿行进的节圆的圆弧。 轴向间距是平行于相邻的齿的对应边之间的轴线的距离。。

直齿锥齿轮传动计算例题

例题10-3试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。 [解]1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20°。 （2）齿轮精度和材料与例题10-1同。 （3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 （1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即 1) =1.3 计算小齿轮传递的转矩。 9.948 选取齿宽系数=0.3。 查得区域系数 查得材料的弹性影响系数。 [] 由图 由式（ ， 由图10-23查取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-14）得 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即

2）试算小齿轮分度圆直径 (2) 1 3.630m/s ②当量齿轮的齿宽系数 0.342.832mm 2) ①由表查得使用系数 ②根据级精度（降低了一级精度） ④由表 由此，得到实际载荷系数 3)由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 及相应的齿轮模数 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）由式（10-27）试算模数，即

1）确定公式中的各参数值。 ①试选 ②计算 由分锥角 由图 由图 由图查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 由图取弯曲疲劳寿命系数 ，由式（10-14）得 因为大齿轮的大于小齿轮，所以取 2)试算模数。 =1.840mm

齿轮传动强度计算例题01

同济大学《机械设计》 JXSJ 51 直齿圆柱齿轮传动例题： 如图设计带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率P 1=40KW ，小齿轮转速n 1=960r/min,齿数比u=3.2,由电动机驱动，工作寿命15年(每年 工作300天)，两班制，带式运输机工作平稳，转向不变。 解： 1. 选择齿轮类型、材料、精度等级和齿数 1) 选用直齿轮。 2) 材料：考虑到功率较大，大小齿轮均用硬齿面. 3) 材料为40Cr ；调质后表面淬火，齿面硬度为48~55HRC. 4) 选取精度等级：初取7级精度 5) 齿数：Z1=24；Z2=uZ1=77 2. 按齿面接触疲劳强度设计 1)设计公式： 2)确定各参数值 （1） 初取K t =1.3 （2） 转矩 T 1=95.5×105P/n 1=95.5×105×40/960=3.98×105N·m （3） 选取齿宽系数. ψd =0.9 （4） 弹性影响系数. ZE=189.8Mpa1/2 （5） 许用应力 a) 接触疲劳强度极限 σHlim = σHlim1= σHlim2=1170Mpa b)应力循环次数： N 1=60n 1γL h =60?960?1?(2?8?300?15)=4.147?109 N 2=N 1/u=4.147?109/3.2=1.296?109 c)寿命系数：K N1=0.88 K N2=0.90 d)许用安全系数 [s]=1 e)许用应力： [σHlim1]= K N1σHlim1/s=0.88?1170/1=1030Mpa [σHlim2]= K N2σHlim1/s=0.9?1170/1=1053Mpa [σHlim ]= [σHlim1]=1030Mpa （6） 初算直径 3)修正计算 （1） 速度： v=πd 1n 1/60?1000=3.14?68.39?960/60?1000=3.44(m/s) （2） 齿宽 b=ψd d 1t =0.9?68.39=61.55mm （3） 计算齿宽与齿高之比 模数：m t =d 1t/Z 1=68.39/24=2.85 齿高：h=2.25m t =2.25?2.85=6.413 b/h=61.55/6.413=9.6 （4） 计算载荷系数 a)动载系数 K v =1.12 b)使用系数 K A =1 b) 齿间载荷分配系数 设K A F t /b ≥100N/mm 则：K H α=K F α=1.1 c) 齿向载荷分布系数：K H β=1.43，K F β=1.37 载荷系数： K H =K A K V K H β K F β=1?1.12?1.1?1.43=1.72 K F = K A K V K H β K F β=1?1.12?1.1?1.37=1.69 （5） 修正分度圆： （6） 计算模数m m=d 1/Z 1=75.08/24=3.128mm 2.按齿面弯曲疲劳强度设计 1) 计算公式 2) 确定公式内的各参数值 (1) K F =1.69；T 1=3.98?105；ψd =0.9；Z 1=24 (2) 许用应力 a) 极限应力： σF1=σF2=680Mpa b) 寿命系数： K FN1=0.88；K FN2=0.90 c) 安全系数：S=1.4 d) 许用应力： [σF1]=K FN1σF1/S=0.88?680/1.4=427.4Mpa [σF2]=K FN2σF2/S=0.90?680/1.4=437.14Mpa (3) 齿形系数：Y Fa1=2.65；Y Fa2=2.226 (4) 应力校正系数：Y Sa1=1.58；Y Sa2=1.764 (5) 计算Y Fa Y Sa/[σF ] Y Fa1Y Sa1/[σF1]=2.65?1.58/427.4=0.0098 Y Fa2Y Sa2/[σF2]=2.226?1.764/437.14=0.00898 Y Fa Y Sa /[σF ]=0.0098 3) 计算 3. 几何计算 1) 分度圆直径： d 1=75mm ；d 2=mZ 2=3?80=240 2) 模数：由接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算，取m=3mm 3) 齿数：Z 1=d 1/m=75/3=25 Z 2=uZ 1=3.2?25=80 4) 齿轮宽度：b=ψd d 1=0.9?75=67.5mm 取B 1=73mm ；B 2=68mm 5) 验算： F t =2T 1/d 1=2?3.98?105=10613.33N K A F t /b=1?10613.33/68=156.08N/mm>100N/mm 合适 4. 结构设计（略） 1 2 3 4 5 6 7 []3 2 1112 32.2??? ? ??±≥H E d Z u u KT d σψ[])(39.6810308.1892.312.39.0103983.12 32.212 32.2325 3 2 11mm Z u u T K d H E d t t =? ?? ??±???=??? ? ??±≥σψ) (08.753.1/72.139.683311mm K K d d t t =?==[] 32 11 2sa Fa F d Y Y z KT m σψ≥mm m 94.20098.0249.01098.369.1232 5 =?????≥

单级圆柱齿轮减速器的高速级齿轮传动设计

优秀设计 单级圆柱齿轮减速器的高速级齿轮传动设计

目录 一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2) 二、V带选择 (4) 三．高速级齿轮传动设计 (6) 四、轴的设计计算 (9) 五、滚动轴承的选择及计算 (13) 六、键联接的选择及校核计算 (14) 七、联轴器的选择 (14) 八、减速器附件的选择 (14) 九、润滑与密封 (15) 十、设计小结 (16) 十一、参考资料目录 (16)

数据如下: 已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为?=82%。 一、拟定传动方案 由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即 5.953206 .1100060100060≈??=?= π πυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。 2.选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P w kw n T 3.19550 5.951309550P =?=?= ωω （2）电动机输出功率P kw d 59.1% 823 .1P P == = η ω 根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动?1=0.945；滚动轴承?2 =0.98；圆柱齿轮传动 ?3 =0.97；弹性联轴器?4 =0.99；滚筒轴滑动轴承?5 =0.94。 （3）电动机额定功率P ed 由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw 。

机械设计齿轮传动设计答案解析

题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器, 第一级斜齿轮的螺旋角 1 β的旋 向已给出。 （1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向, 并画出各轮轴向力、径向力及圆周力的方向。 （2）若已知第一级齿轮的参数为:Z 1 =19,Z 2 =85,m n =5mm,0 20 = n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=,n 1 =275 r/min。试求轮1上所受各力的大小。 解答: 1．各力方向：见题解10-6图。 2．各力的大小：m N 045 . 217 m N 275 25 .6 9550 9550 1 1 1 ? = ? ? = ? =n P T 148 . 11 , 9811 .0 265 2 ) 85 19 ( 5 2 ) ( cos2 1 1= = ? + ? = + =β β a z z n m ； mm 83 . 96 cos 1 1 = =β z n m d； N 883 tan , N 1663 cos tan , N 4483 2000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = = = = = =β β α t a t r t F F n F F d T F ； 题10-7图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力 抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向 力及圆周力的方向。 解答：齿轮3为右旋，齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。 题解 题

↓ 题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。（建议两轮材料都选用硬齿面） 解题分析：选材料→确定许用应力→硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度 解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。 1. 选材料 大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火（[1]表11-2），硬度为56～62HRC ，由[1]图 11-12 和[1]图11-13查得：MPa 1500,MPa 430lim lim ==H F σσ 2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 （1）确定FP σ 按[1]式（11-7 P227）计算，取6.1,2min ==F ST S Y ；齿轮的循环次数： 8111038.41000017306060?=???==at n N ,取11=N Y ,则: 538MPa MPa 16 .124301m in lim 1=??== N F ST F FP Y S Y σσ （2）计算小齿轮的名义转矩T 1

机床主传动系统设计

机床主传动系统设计 多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱，与动力箱一起安装于进给滑台，可完成钻扩铰镗孔等加工工序。 通用主轴箱采用标准主轴，借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。 5.1大型主轴箱的组成 大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等 组成。有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件；主轴、传动 轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件；叶片泵、 分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。 5.2多轴箱通用零件 1．通用箱体类零件箱体材料为HT200，前、后、侧盖等材料为HT150。 多轴箱的标准厚度为180mm，前盖厚度为55mm，后盖厚度为90mm。 2．通用主轴 1)滚锥轴承主轴 2)滚针轴承主轴 3)滚珠轴承主轴：前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子 轴承。因推力球轴承设置在前端，能承受单方向的轴向力，适用于钻孔 主轴。 3．通用传动轴 通用传动轴一般用45＃钢，调质T235；滚针轴承传动轴用20Cr钢， 热处理S0.5～C59。 4．通用齿轮和套 多轴箱用通用齿轮有：传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。 5.3通用多轴箱设计 1．多轴箱设计原始依据图

1) 多轴箱设计原始依据图 图5－1.原始依据图 2) 主轴外伸及切削用量 表5－1.主轴参数表 3) 被加工零件：箱体类零件，材料及硬度，HT200，HB20～400 2． 主轴、齿轮的确定及动力的计算 1) 主轴型式和直径、齿轮模数的确定 主轴的型式和直径，主要取决于工艺方法、刀具主轴联结结构、刀具的进给抗力和切削转矩。钻孔采用滚珠轴承主轴。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。 齿轮模数m （单位为mm ）按下列公式估算： (30~m ≥=≈1.9（《组合机床设计简明手册》p62）

机械设计习题 (1)齿轮

一、选择题 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是＿C＿。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损或轮齿疲劳折断 D、轮齿塑性变形 2、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＿。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损 D、轮齿疲劳折断 3、45号钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为＿B＿。 A、HRC＝45~50 B、HBS=220~270 C、HBS=160~180 D、HBS=320~350 4、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为＿C＿。 A、齿坏加工、淬火、磨齿、滚齿 B、齿坏加工、淬火、滚齿、磨齿 C、齿坏加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 D、齿坏加工、滚齿、磨齿、淬火 5、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号钢 B、ZG340~640 C、20Cr D、20CrMnTi 6、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在＿A＿。 A、跑合阶段 B、稳定性磨损阶段 C、剧烈磨损阶段 D、齿面磨料磨损阶段 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 D、只需按弯曲强度设计 8、一对标准直齿圆柱齿轮，已知z1=18，a2=72，则这对齿轮的弯曲应力＿A＿。 A、sF1>sF2 B、sF1

机械设计基础习题

《机械设计基础》习题 机械设计部分 目录 8 机械零件设计概论 9 联接 10 齿轮传动 11 蜗杆传动 12 带传动 13 链传动 14 轴 15滑动轴承 16 滚动轴承 17 联轴器、离合器及制动器 18 弹簧 19机械传动系统设计 8机械零件设计概论 思考题 8-1 机械零件设计的基本要求是什么？ 8-2 什么叫失效？机械零件的主要失效形式有几种？各举一例说明。 8-3 什么是设计准则？设计准则的通式是什么？ 8-4 复习材料及热处理问题。复习公差与配合问题。 8-5 什么是零件的工艺性问题？主要包含哪几方面的问题？ 8-6 什么是变应力的循环特性？对称循环应力和脉动循环应力的循环特性为多少？8-7 什么是疲劳强度问题？如何确定疲劳极限和安全系数？ 8-8 主要的摩擦状态有哪四种？ 8-9 磨损过程分几个阶段？常见的磨损有哪几种？ 8-10 常见的润滑油加入方法有哪种？

9 联 接 思 考 题 9-1 螺纹的主要参数有哪些？螺距与导程有何不同？螺纹升角与哪些参数有关？ 9-2 为什么三角形螺纹多用于联接，而矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹多用于传动？为 什么多线螺纹主要用于传动？ 9-3 螺纹副的自锁条件是什么？理由是什么？ 9-4 试说明螺纹联接的主要类型和特点。 9-5 螺纹联接为什么要预紧？预紧力如何控制？ 9-6 螺纹联接为什么要防松？常见的防松方法有哪些？ 9-7 在紧螺栓联接强度计算中，为何要把螺栓所受的载荷增加30%？ 9-8 试分析比较普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接的特点、失效形式和设计准则。 9-9 简述受轴向工作载荷紧螺栓联接的预紧力和残余预紧力的区别，并说明螺栓工作时所 受的总拉力为什么不等于预紧力和工作载荷之和。 9-10 简述滑动螺旋传动的主要特点及其应用。 9-11 平键联接有哪些失效形式？普通平键的截面尺寸和长度如何确定？ 9-12 为什么采用两个平键时，一般布置在沿周向相隔180°的位置，采用两个楔键时，相 隔90°～120°，而采用两个半圆键时，却布置在轴的同一母线上？ 9-13 试比较平键和花键的相同点和不同点。 9-14 简述销联接、焊接、粘接、过盈联接、弹性环联接和成形联接的主要特点和应用场合。 习 题 9-1 试证明具有自锁性螺旋传动的效率恒小于50%。 9-2 试计算M24、M24×1.5螺纹的升角，并指出哪种螺纹的自锁性好。 9-3 图示为一升降机构，承受载荷F =150 kN ，采用梯形螺纹，d = 60 mm ，d 2 = 56 mm ，P = 8 mm ，线数n = 3。支撑面采用推力球轴承，升降台的上下移动处采用导向滚轮，它们的摩擦阻力近似为零。试计算： (1)工作台稳定上升时的效率（螺纹副当量摩擦系数为0.10）。 (2)稳定上升时加于螺杆上的力矩。 (3)若工作台以720 mm/min 的速度上升，试按稳定运转条件求螺杆所需转速和功率。 (4)欲使工作台在载荷F 作用下等速下降，是否需要制动装置？加于螺杆上的制动力矩是多少？ 题9-3图 题9-4图 题9-5图 9-4 图示起重吊 钩最大起重 量F = 50 kN ，吊钩材 料为35钢。牵曳力F R F F 导向滚轮 齿轮 制动轮 推力球轴承

443 高速级齿轮传动设计

目 录 一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2) 二、V 带选择 (4) 三．高速级齿轮传动设计 (6) 四、轴的设计计算 (9) 五、滚动轴承的选择及计算 (13) 六、键联接的选择及校核计算 (14) 七、联轴器的选择 (14) 八、减速器附件的选择 (14) 九、润滑与密封 (15) 十、设计小结 (16) 十一、参考资料目录 (16)

数据如下: 已知带式输送滚筒直径 320mm，转矩 T=130 N·m，带速 V=1.6m/s，传动装 置总效率为 ?=82%。 一、拟定传动方案 由已知条件计算驱动滚筒的转速 n ω,即 5 . 95 320 6 . 1 1000 60 1000 60 ? ′ ′ = ′ = p p u w D n r/min 一般选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机作为原动机，因此 传动装置传动比约为 10 或 15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为 主的多种传动方案。 2.选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y（IP44）系列三相异步电动机。 它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 （1）滚筒输出功率 P w kw n T 3 . 1 9550 5 . 95 130 9550 P = ′ = × = w w （2）电动机输出功率 P kw d 59 . 1 % 82 3 . 1 P P = = = h w 根据传动装置总效率及查表 2-4 得： V 带传动 ?1=0.945； 滚动轴承 ?2 =0.98； 圆柱齿轮传动 ?3 =0.97；弹性联轴器 ?4 =0.99；滚筒轴滑动轴承 ?5 =0.94。 （3）电动机额定功率 P ed 由表 20-1 选取电动机额定功率 P ed =2.2kw。

齿轮传动习题(含答案)

齿轮传动 一、选择题 7-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-3．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________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A ．靠近齿顶处 B ．靠近齿根处 C ．节线附近的齿顶一侧 D ．节线附近的齿根一侧 7-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。 A ．40Cr 调质 B ．适当增大模数m C ．45钢齿面高频淬火 D ．铸钢ZG310-570 7-6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。 A ．大、小齿轮的硬度相等 B ．小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C ．大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D ．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面 7-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr ；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。 A ．1H σ=2H σ B. 1H σ＜2H σ C ．1H σ＞2H σ D ．1H σ≤2H σ 7-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。 A ．不变 B ．增为原应力的2倍 C ．增为原应力的4倍 D ．增为原应力的16倍 7-9．一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z 2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。 A. 1F σ＞2F σ B. 1F σ＜2F σ C. 1F σ =2F σ D. 1F σ≤2F σ 7-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。 A ．先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B ．只需按接触强度设计 C ．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D ．只需按弯曲强度设计。 7-7．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z 1的原则是________。

机械设计基础齿轮传动设计例题

例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。 解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数 1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。 2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表5-6，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度220~250HBS ，σHLim1=595MPa ， σFE1=230MPa ；大齿轮选用 45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS ， σ HLim2=520MPa ，σFE2=200MPa 。 3）初选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62，与要求的传动比3.57的误差小于3%。 对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计 设计公式5-48 1d ≥1）查表5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数K=1.2。 2）小齿轮传递的转矩 11 2.7 9550955073.671 350 P N m n T =?= ?= ? 3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd =1。

4）查表5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。 5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数Z ε=0.9。 6）计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S σσ??=?? ①应力循环次数 小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108 ②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1=1，Z N2=1，两齿轮均为软齿面故ZW=1，ZX=1。 ③一般传动，取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力 11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===??2222 5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===?? 取小值[σ H2]代入计算。 7）计算 1 81.56mm d 8）计算主要尺寸 ①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2，取标准值m=4mm 。 ②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm

机械基础-案例07 闭式斜齿圆柱齿轮传动

闭式斜齿圆柱齿轮传动 设计一闭式斜齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=20kW ，小齿轮转速 n 1=1000r/min ，传动比i=3，每天工作16h ，使用寿命5年，每年工作300天，齿轮对称布置，轴的刚性较大，电机带动，中等冲击，传动尺寸无严格限制。 解：设计步骤见表 1．选定材料、热处理方式、精度等级、齿数等 小轮：40Cr 调质 HB 1=241～286，取260HBW ； 大轮：45调质 HB 2=197～255，取230HBW ； 7级精度 取z 1=27，则大轮齿数z 2=i z 1=3×27=81， 对该两级减速器，取z=1。 初选螺旋角 =14° 2．确定许用弯曲应力 δHlim1=710MPa ，δHlim2=580MPa ， δFlim1=600MPa ，δFlim2=450MPa ， 安全系数取S Hlim =1.1 S Flim =1.25 N 1=60×1000×5×300×16=14.4×108 N 2= N 1/i=14.4×108/3=4.8×108 得：Z N1=0.975 Z N2=1.043 Y N1=0.884 Y N2=0.903 MPa S Z H N H H 3 .6291.1975.0710][min 1 1lim 1=?== σσ MPa S Z H N H H 550 1 .1043 .1580][min 2 2lim 2=?= = σσ MPa S Y Y F X N F F 32 .42425.11884.0600][min 1 11lim 1=??== σσ MPa S Y Y F X N F F 08 .32525 .11 903.0600][min 2 22lim 2=??= = σσ

机械设计习题与答案18齿轮传动解析

十八齿轮传动习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是C 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 轮齿塑性变形 2 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 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC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 5 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. 20Cr D. 20CrMnTi 6 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 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般。 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 8 一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 9 对于齿面硬度≤350HBS的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 10 一减速齿轮传动，小齿轮1选用45钢调质；大齿轮选用45钢正火，它们的齿面接触应力。 A. σH1＞σH2 B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 11 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

机械传动系统设计实例

机械传动系统设计实例 设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下：

例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得

)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长 2 122 1004)()(2 2a d d d d a L -+++=π， 2 (425200)2800(200425)2597.62 4800 π -=?+ ++ =?mm 。 由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得 012013.57180?--=a d d α 000042520018057.3162.84120,751.2 -=-?=> 合适。 （6）确定带的根数z 由式(9-17)得 00l α ()c P z P P K K = +?， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03， 47.403 .196.0)3.077.3(18 =??+= z ， 取5根。 （7）计算轴上的压力F 0 由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α 500 2.5 (1)P F qv zv K = -+

齿轮设计实例

【例1】设计一电动机驱动的带式运输机的两级减速器高速级的直齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=5.5kW ，小轮转速n 1=960r/min ，齿数比u =4.45。 解： 1．轮齿部分主要几何尺寸的设计与校核 ① 选定材料、齿数、齿宽系数 由表10-7选择常用的调质钢 小轮：45调质 HB 1=210～230， 大轮：45正火 HB 2=170～210， 取小轮齿数Z 1=22，则大轮齿数Z 2=uZ 1=4.45×22≈98， 对该两级减速器，取φd =1。 ②确定许用应力： 许用接触应力 N H lim H H min []Z S σσ= 许用弯曲应力 Flim ST NT F F min []Y Y S σσ= 式中 σHlim1=560MPa ，σHlim2=520MPa （图8-7（c ））， σFlim1=210MPa ，σFlim2=200MPa （图8-7（c ））。 σFlim 按图8-26查取，应力修正系数Y ST =2，而最小安全系数σHlim =σFlim =1（表8-5），故 H11560 []5601σ?== MPa H21520 []5201σ?== MPa F12102 []4201σ?== MPa F22002 []4001 σ?= = MPa ③ 按齿面接触强度设计 由式 d 1 计算小轮直径。 载荷系数K =K A K V K β 取K A =1（表8-2），K V =1.15，K β=1.09（表8-3），故 K =1×1.15×1.09=1.25 小轮传递的转矩 T 1=9.55×106p /n =9.55×106×5.5/960=54713.5N ?mm 弹性变形系数Z E =189.8（表10-5）。 节点区域系数Z H =2.5。 将以上数据代入上式得

传动装置作业

1．新型干法水泥生产设备有哪些特征？ 答：（1）设备发展大型化（2）系统自动化程度高（3）高速化（4）精密化 2．传动装置有哪些作用？ 答：（1）机械传动的主要功能是将原动机轴的旋转运动和动力传递给另一根轴，并能改变转速的大小和方向。 3.水泥生产常用的机械传动装置有哪些？ 答：在水泥生产企业常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和涡轮蜗杆传动等。 4.简述带传动、链传动、齿轮转动的工作原理？ 答：（1）带转动：带传动是用挠性传动带做中间体而靠与带轮产生的摩擦力工作的一种传动。（2）链传动：链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在两链轮上的环形链条所组成，以环形链作中间挠性件，靠链与链轮轮齿的相互啮合来传递运动和动力。 （3）齿轮传动：齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。5.比较带传动、链传动、齿轮传动的差异？ 答：从结构、工作原理、特征方向解答。（详细简略） 6. 比较带传动、螺旋传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动的优缺点？ 答：1带传动；优点：传动平稳、结构简单、成本低、使用维护方便、有良好的挠性和弹性、过载打滑。 缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低 2螺旋传动：比较常见的就是螺杆，螺母。优点；小转矩产生较大的轴向推力，最重要的是能自锁， 缺点：加工精度要高，工作速度差，磨损大、寿命短，还可能出现爬行等现象 3 链传动：优点：无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 缺点：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。 4齿轮传动:优点：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围广。 缺点：制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。 5蜗杆传动：优点：传动比大，结构紧凑，传动平稳，无噪音，具有自锁性。缺点：蜗杆传动效率低，发热量大，齿面容易磨损，成本高。

齿轮传动设计计算例题详解精选.

齿轮传动设计计算的步骤 （1）根据题目提供的工作情况等条件，确定传动形式，选定合适的齿轮材料和热处理方法，查表确定相应的许用应力。 （2）分析失效形式，根据设计准则，设计m或d1； （3）选择齿轮的主要参数； （4）计算主要集合尺寸，公式见表9-2.表9-10或表9-11； （5）根据设计准则校核接触强度或弯曲强度； （6）校核齿轮的圆周速度，选择齿轮传动的静的等级和润滑方式等；（7）绘制齿轮零件工作图。

以下为设计齿轮传动的例题： 例题 试设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中得齿轮传动。已知：用电动机驱动，传递功率P=10KW ，小齿轮转速n 1=950r/min ，传动比i=4，单向运转，载荷平稳。使用寿命10年，单班制工作。 解：（1）选择材料与精度等级 小轮选用45钢，调质，硬度为229~286HBS （表9-4）大轮选用45钢，正火，硬度为169~217HBS(表9-4)。因为是普通减速器，由表9-13选IT8级精度。因硬度小于350HBS ，属软齿面，按接触疲劳强度设计，再校核弯曲疲劳强度。 （2）按接触疲劳强度设计 ①计算小轮传递的转矩为 T 1 =9.55×106 n1 P =9.55×106×95510 =105N ·mm ②载荷系数K 查表9-5取 K=1.1 ③齿数Z 和齿宽系数ψ d 取z 1=25，则 100254iz1z2=?== 因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表9-12选取ψ d =1。 ④许用接触应力【 σ H 】 由图9-19（c ）查得 MPa H 5701 lim =σ MPa H 5302lim =σ 由9-7表查得S H =1 9h 11101.19=）8×5×52×10（×955×60=j 60=L n ?N ()8 9 1 2 10 34 1019.1i =N N ?=?= 查图9-18得 11 =Z N ， 1.082=Z N 由式（9-13）可得 []MPa H S Z H H N 5701570 11 lim 1 1=?= ?= σσ []MPa H S Z H H N 4.5721 530 08.12 lim 2 2 =?= ?=σσ 查表9-6得 MPa Z E 8.189=,故由式（9-14）得

齿轮传动强度设计计算

直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析
阮超
传递：功率P，转速n，扭矩T
齿轮：齿数Z，齿宽b，模数m，材料强度σ 强度公式： 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2（体积关联） 条件变化： 1.齿轮箱外形尺寸不变，n2=3600r/min， m2=4mm，求P2？ 弯曲 模数变化4/3，转速变化3600/3000， P2=120*4/3KW 接触 体积不变，转速变化3600/3000，P2=120KW；
弯曲变化机理：齿形变大 接触变化机理：P=T*n/9550
已知：功率P1=100KW，转速n1=3000r/min,模数m1=3mm

直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析
阮超
传递：功率P，转速n，扭矩T
齿轮：齿数Z，齿宽b，模数m，材料强度σ 强度公式： 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2（体积关联） 条件变化： 2.齿轮箱齿数不变，n2=3600r/min， m2=4mm，求P2？ 弯曲 模数变化4/3，转速变化3600/3000， P =120*（4/3） KW 接触 模数变化4/3，转速变化3600/3000， P =120*（4/3） KW
2 2 2 2
弯曲变化机理：力臂和曲率半径增大 接触变化机理：单位齿宽负载和直径增大
已知：功率P1=100KW，转速n1=3000r/min,模数m1=3mm

直齿轮箱尺寸变化影响传动强度分析
阮超
传递：功率P，转速n，扭矩T
齿轮：齿数Z，齿宽b，模数m，材料强度σ 强度公式： 弯曲 T∝b(Zm)mσ 接触 T∝b(Zm)2σ2（体积关联） 条件变化： 3.齿轮箱尺寸放大4/3倍，n2=3600r/min， 求P2？ 弯曲 模数变化4/3，转速变化3600/3000， P =120*（4/3） KW 接触 模数变化4/3，转速变化3600/3000， P =120*（4/3） KW
2 2 3 3
弯曲变化机理：齿宽b，模数m增大 接触变化机理：齿宽b，模数m增大
已知：功率P1=100KW，转速n1=3000r/min,模数m1=3mm