第5章齿轮机构作业及答案

一 选择题1（B ） 2 (A) 3 (C) 4 (A ) 5(C) 6(A) 7(A) 8(C) 9(A) 10(C) 11(A) 12（C ）13(B) 14(C) 15(A) 16(B) 17(C) 18(D)二 判断题1×2×3×4×5√6√7√8√9√10√11×三 填空题1 平面齿轮机构 空间齿轮机构2 齿顶圆 齿槽 齿根圆3 该点所受外力与该点的速度之间的夹角 越大4 分度圆 分度圆5 齿距 齿槽宽 模数 压力角6 重合度 啮合弧大于法向齿距7 仿形法 展成法 展成法8端面和法面模数、压力角分别相等，外啮合螺旋角大小相等方向相反，内啮合螺旋角大小相等，方向相同。

9 螺旋角 齿宽 β=8°-15°10 大端面模数和压力角相等且等于标准模数和压力角11 分度圆上模数和压力角相等且等于标准模数和压力角四 简答题1能保证瞬时传动比恒定；传动比范围大；应用范围广；传动效率高；寿命长；机构紧凑。

2直齿、斜齿、人字齿3每个齿轮都有分度圆但是只有啮合的齿轮才有节圆。

在标准齿轮标准安装时，分度圆和节圆才相等。

4要求是渐开线齿廓5刀具的顶部切入到轮齿的根部，使轮齿根部渐开线齿廓被多切去一部分称为根切现象。

是否发生根切取决于齿数。

6利用与齿廓曲线完全相同的盘状铣刀或指状铣刀在铣床上直接切除齿槽，加工出齿廓的加工方法 ，常用刀具有盘状铣刀或指状铣刀7啮合性能好；重合度大；结构紧凑8在端面上相当与直齿轮传动，将法面上的参数作为标准参数五 计算题 1 12()2cos n m z z a β+= 15β= 2 12()2cos n m z z a β+= 72a = 3 12()2cos n m z z a β+=8β= 1145cos n m z d β== 290d = 290295a a d h =+= 145250a a d h =+= 4、解（1）1132781.8cos 0.9900n m z d mm β⨯===22360181.8cos 0.9900n m z d mm β⨯===11281.8281.821387.8a a an n d d h h m mm *=+=+=+⨯⨯= 122181.82181.8213187.8a a an n d d h h m mm*=+=+=+⨯⨯= 11122()81.82(10.25)374.3f f an n n n d d h d h m c m mm **=-=-+=-+⨯=22222()181.82(10.25)3174.3f f an n n n d d h d h m c m mm**=-=-+=-+⨯= （2）12()3(2760)131.82cos 20.99n m z z a mm β+⨯+===⨯ 5、解（1）cos n t m m β=所以5 5.32cos cos 20n t m m mm β=== （2）tan tan 20tan 0.387cos cos 20n t a a β===（3）11525133cos cos 20n m z D mm β⨯===22540212.8cos cos 20n m z D mm β⨯=== （4）12()5(2540)172.932cos 2cos 20n m z z a mm β++===6、解(1) 11122a a a D d h d h m *=+=+230(1)mq m =+=1222111()()48(2)2222mq a d d z mq z =+=+=+=(1) (2) 联立得m=2mm q=13 （2）1222623570D qm mmD mz mm ====⨯=7、解（1）1146n d m z mm ==2268n d m z mm ==121()57592a d d mm mm =+=所以该对齿轮不能采用标准直齿圆柱齿轮传动 （2）12()2cos n m z z a β+=12()cos 0.9662n m z z a β+== 15β=1147.6cos n m z D mm β==2270.4cos n m z D mm β== 因为1211()(47.670.4)5922D D mm +=+=所以该安装为标准安装1147.6D D mm '== 2270.4D D mm'== 8 221cos n a a n m D D h z m β=+=+⨯⨯298c o s 0.887222522n a n m z D m β⨯===--⨯27.52β=298220.97c o s 0.887n m d z m m β⨯=== 2220.972(10.25)22f f d d h =--+⨯= 9、（1）2121z i z = 2 2.540100z =⨯=121215()()(40100)350222m a d d z z mm =+=+=+=（2）11540200d mz mm ==⨯=215100500d mz mm ==⨯=11122002(15)210a a d d h mm =+=+⨯⨯=222250025510a a d d h mm =+=+⨯=11122002(1.255)187.5f f d d h mm =-=-⨯⨯= 22225002(1.255)487.5f f d d h mm=-=-⨯⨯= 11cos 200cos20b d d α==⨯ =187.94mm22cos 500cos20469.85b d d mm α==⨯= （3）57.8522m s e mm ππ====215.7p s mm ==cos 15.7cos2014.75b p p mm α==⨯= 10、（1）20αα'==11520100d mz mm ==⨯= 11502d r mm '== 22560300d mz mm ==⨯= 221502d r mm '==（2） 121()2002a d d mm =+= 200cos cos cos 200.92205a a αα'==≈'arccos0.9223.54α'==11、（1）12()4(2398)cos 0.9682250n m z z a β++===⨯arccos0.96814.53β==4 4.13cos 0.968n t m m β===tan tan 20tan 0.376cos 0.968t t ααβ===20.6t α=（2）11 4.132394.99t d m z mm ==⨯=22 4.1398404.74t d m z mm ==⨯=111294.992(14)102.99a a d d h mm =+=+⨯= 2222404.742(14)412.74a a d d h mm =+=+⨯=（3）11332325.36cos (0.968)z zv β===223398108.04cos (0.968)z zv β=== 12、50cos 39.7265b k k r r α====t a n 50t a n 41.53k b k k p r m m αα=== 13、2(22)( 2.5)(1)f f a d d h z h c m z m **=-=--=- c o s c o s c o s 20b d d m z m z α===又因为f b d d =所以由1、2解得41.4542z =≈( 2.5)cos20{(1cos20) 2.5}f b d d z m mz m z -=--=-- 由图形得42z 时0f b d d -即齿根圆大。

第5章 齿轮机构及其设计5.1 已知一对外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮123, 1941m mm z ===，z ，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径，基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。

解：()1212121219357,413123133,1.253 3.753.7530.75,0.55712390572363,12323129572 3.7549.5,1232 3.75115.557cos2053.563,123cos20a f a a f f b b d mm d mm h mm h mmc mm a mmd mm d mmd mm d mm d mm d =⨯==⨯==⨯==⨯====⨯+==+⨯==+⨯==⨯==⨯==⨯︒==⨯︒=－－－115.58339.425mmp ==mmπ5.2 已知一正常齿标准直齿圆柱齿轮20,540m mm z α=︒==，，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。

解：分度圆上：0.554010020sin 100sin 2034.20r mmr mmαρα=⨯⨯====︒=o基圆上： 100cos2093.9700b b b r r cos mmααρ=⨯=⨯︒==︒=齿顶圆上：11005105cos (/ )26.5sin 105sin26.546.85a a b a a a a r mmr r r mmαρα-=+=====︒=o5.4 在某项技术革新中，需要采用一对齿轮传动，其中心距144a mm =，传动比2i =。

现在库房中存有四种现成的齿轮，已知它们都是国产的正常齿渐开线标准齿轮，压力角都是20°，这四种齿轮的齿数z 和齿顶圆直径a d 分别为：1a12a23a34a424,=104mm;47,196mm; 48,250mm; 48,200mm.z d z d z d z d =======试分析能否从这四种齿轮中选出符合要求的一对齿轮来。

第5章 齿轮机构及其设计5.1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 α ，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2b 1b p p =。

( )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。

( )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。

5-1解：蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即和。

图 5.5图5.6 5-2解：这是一个定轴轮系，依题意有：齿条 6 的线速度和齿轮5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等，因此有：通过箭头法判断得到齿轮5 ′的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。

5-3解：秒针到分针的传递路线为： 6→5→4→3，齿轮3上带着分针，齿轮6上带着秒针，因此有：。

分针到时针的传递路线为：9→10→11→12，齿轮9上带着分针，齿轮12上带着时针，因此有：。

图 5.7图5.85-4解：从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星架。

则有：∵∴∴当手柄转过，即时，转盘转过的角度，方向与手柄方向相同。

5-5解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，构件为行星架。

则有：∵，∴∴传动比为10，构件与的转向相同。

图 5.9 图5.105-6解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星架。

则有：∵，，∵∴∴5-7解：这是由四组完全一样的周转轮系组成的轮系，因此只需要计算一组即可。

取其中一组作分析，齿轮 4、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件1为行星架。

这里行星轮2是惰轮，因此它的齿数与传动比大小无关，可以自由选取。

（1）由图知（2）又挖叉固定在齿轮上，要使其始终保持一定的方向应有：（3）联立（ 1）、（2）、（3）式得：图 5.11 图5.125-8解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。

∵，∴∴与方向相同5-9解：这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。

∵设齿轮 1方向为正，则，∴∴与方向相同图 5.13图5.145-10解：这是一个混合轮系。

其中齿轮 1、2、2′3、组成周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。

机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？2）、机器与机构有什么异同点？3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。

4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。

2、填空题1)、机器或机构，都是由组合而成的。

2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。

3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。

4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。

5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。

6）、构件是机器的单元。

零件是机器的单元。

7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。

8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。

9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。

3、判断题1)、构件都是可动的。

（）2）、机器的传动部分都是机构。

（）3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。

（）4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。

（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。

（）6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

（）7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。

（）2 填空题答案1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件3判断题答案1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。

第五、六、七章作业5-2. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数z1=28, z2=15, z2’=15, z3=35, z5’=1, z6=100,被切蜗轮的齿数为60,滚刀为单头.试确定齿数比z3’/z5和滚刀的旋向.(说明:用滚刀切制蜗轮相当于蜗杆蜗轮传动.)解: 以1轮为主动轮,方向如图所示,可得蜗轮6的旋向,进而得滚刀的旋向.依题意可得, i41错误!未找到引用源。

i46错误!未找到引用源。

;应有: 错误!未找到引用源。

解之,得错误!未找到引用源。

5-5. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数z1=60, z2=z2’=30, z3=z3’=40, z4=120, 轮1的转速n1=30r/min(转向如图所示).试求转臂H的转速n h.解:图中的周转齿轮系,其转化轮系的传动比的计算公式为i H14错误!未找到引用源。

由此可解得: 错误!未找到引用源。

(负号表示与n1反向) ;5-8. 在下图所示齿轮系中,已知各轮齿数z1=20, z2=40, z3=20, z4=80, z4’=60, z5=50,z5’=55, z6=65, z6’=1, z7=60, 轮1、3的转速n1=n3=3000r/min(转向如图所示). 试求转速n7.解依题意, 错误!未找到引用源。

n2错误!未找到引用源。

i 34错误!未找到引用源。

对于周围齿轮系4’-5-5’-6; 此转化轮系的传动比计算公式为:i H 36错误!未找到引用源。

;由此解出 错误!未找到引用源。

(负号表示与n 2反向);进而n 7=错误!未找到引用源。

;5.12 在如图所示齿轮系中，已知各轮齿数1z =20，2z =40，3z =35，'3z =30，''3z =1，4z =20，5z =75，'5z =80，6z =30，7z =90，8z =30，9z =20，10z =50，轮1的转速1n =100r/min,试求轮10的转速10n 。

5.１ 设已知一对渐开线齿轮的基圆、齿顶圆及主动轮1的角速度1ω的方向如图5.4（a ）所示。

试作出啮合线，并指出理论啮合线和实际啮合线。

【分析】根据渐开线的性质，啮合线必和两轮的基圆相切，由于1ω逆时针方向旋转，故其应切于轮1基圆的左下方和轮2的右上方，设切点分别为1N 、212N N N ，与轮1和轮2齿顶圆的交点分别为21B B 和，则21N N 为理论啮合线，21B B 为实际啮合线。

解：如图5.4（b ）所示。

【评注】本题主要考查对渐开线齿轮啮合原理和渐开线的性质及其相关知识的理解。

(a) (b)图5.45.2 在图 5.5所示轮系中，已知系杆H 为输入端，1000=H n min /r ，而齿轮4为输出端，min /104r n =，它们的转向如图所示。

20mm,3,99,101321=====αm z z z ，且均为直齿圆柱齿轮。

试求：（1）轮4的齿数4z ?（2）若齿轮1、2采用标准齿轮传动，求齿轮3、4的啮合角，说明无侧隙啮合时采用的传动类型。

（3）若齿轮1、2采用标准齿轮，而齿轮3、4改用斜齿圆柱齿轮，法面模数mm 3=n m ，3、4轮的β角应为多少？【分析】本题第一问涉及行星轮系传动比的计算，关于这方面的内容在第11章中将专门讨论。

其余二问涉及到齿轮传动与啮合角的关系，斜齿轮传动的中心距计算公式等，有关公式应当在理解基础上能够记住。

解：（1）求轮4的齿数。

21431441z z z z n n n n i H H H⋅=--=10010001010009910199412134=+⨯⨯=--⋅=HH n n n n z z z z图5.5（2）计算啮合角。

1，2为标准齿轮 mm 30023)10199(2)(2112=⨯+=+=mz z a而 mm 5.29823)10099(2)(4334=⨯+=+=mz z a要使轮系满足同心条件，则mm,300'34=a 故3，4轮的啮合角'34a 为 ︒=︒==773.2030020cos 5.298cos arccos1234'34a a a α由于mm 5.2983003412'34=>==a a a 故为正传动。

二．习题（一）思考题1. 渐开线具有哪些特性？答：（1) 发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长；（2) 因为发生线BK 沿基圆作纯滚动，所以它和基圆的切点B 就是它的速度瞬心，因此发生线BK 即为渐开线在K 点的法线。

又因为发生线恒切于基圆，故可知，渐开线上任意点的法线恒为基圆的切线。

（3)发生线与基圆的切点B 也是渐开线在K 点的曲率中心，线段BK 是渐开线在K 点的曲率半径。

因此，渐开线越接近其基圆的部分，其曲率半径越小。

（4) 同一基圆上任意两条渐开线(不论是同向或反向)的公法线处处相等。

（5) 基圆内无渐开线。

（6) 渐开线的形状取决于基圆的大小。

2. 何谓标准齿轮？何谓标准中心距？一对标准齿轮的实际中心距a′略大于标准中心距a 时，其传动比有无变化？仍能继续正确啮合吗？其顶隙、齿侧间隙和重合度有何变化？答：（1）通常所说的标准齿轮是指m 、α、h *a 、c *都为标准值，而且e=s 的齿轮。

即模数、压力角、齿顶高和齿根高均为标准值，且分度圆上齿厚与齿槽宽相等的齿轮称为标准齿轮。

（2）①保证啮合时两轮的顶隙为标准值；②标准齿轮分度圆的齿厚s 等于齿槽宽e ，有s 1=e 1；s 2=e 2，即s 1=e 2；s 2=e 1，即一对齿轮在保证顶隙为标准值时也保证齿侧间隙为零。

将满足上述两个条件的安装中心距称为标准安装中心距(简称标准中心距)，用a 表示。

（3）传动比没有变化。

仍能正确啮合。

顶隙、齿侧间隙增大，重合度减小。

3. 何谓齿廓的根切现象？齿廓的根切有什么危害？在什么情况下会产生根切现象？根切与何因素有关？如何避免根切？答：（1）用范成法加工渐开线齿轮时，在一定的条件下，齿条刀具的顶部会切入被加工齿轮轮齿的根部，将齿根部分的渐开线切去一部分，这种现象称为渐开线齿廓的根切。

（2）根切使得轮齿的弯曲强度和重合度都降低了，对齿轮的传动质量有较大的影响，所以根切是应该避免的。

（3）如果刀具的齿顶高增大，齿顶线超过啮合极限点N, 则刀具将轮齿基圆外的渐开线已全部切出时， 整个切削过程并未结束，随着范成运动的继续，刀具还将继续切削，使刀刃将已经切制好的一部分渐开线齿廓又切去了，从而产生根切。

第5章 齿轮传动设计一、选择题5-1 齿轮机构中有:D 直齿圆柱齿轮机构;2)斜齿圆柱齿轮机构;3)圆柱齿轮齿条机构；4)直齿圆锥齿轮机构;5)曲齿圆锥齿轮机构,6〉蜗杆蜗轮机构。

其中有多少种用于传递相交轴之间的运动和动力? ( )(A)1种;(B)2种,(B)3种,(D)4种。

5-2 能够实现两轴转向相同的齿轮机构是什么机构? ( )(A)外啮合圆柱齿轮机构, (B)内啮合圆柱齿轮机构;(C)圆锥齿轮机构; (D)蜗杆蜗轮机构。

5-3 为了将r 轴的转动,按图示途径,经ⅠⅠ轴传给ⅠⅠⅠ轴(ⅠⅠⅠ轴轴线垂直于纸面),拟配置什么齿轮机构? ( )(A) 圆柱齿轮机构→圆锥齿轮机构;（B ）圆柱齿轮机构→ 蜗杆蜗轮机构;(B) 圆锥齿轮机构→ 蜗杆蜗轮机构;(D)蜗杆蜗轮机构→ 圆锥齿轮机构。

5-4 与其他机构相比，齿轮机构有下列特点:1)瞬时传动比恒定,2)工作可靠,寿命长;3)效率高;4)制造和安装精度要求高;5)能适用于广泛的速度和功率;6）外形尺寸小。

其中有几条优点？ ( )(A)3条; (B)4条; (C)5条; (D)6条。

5-5 两齿轮的回转中心分别为O 1和O 2,角速度分别为ω1和ω2,为了满足传动比i 12=ω1/ω2恒定,两轮的齿廓不论在何处接触,过接触点的公法线必须交于连心线上的哪-点? ( )(A)中点； (B)C 点,且CO 2/CO 1=i 12； (C)P 点,且PO 1/PO 2= i12； (D)任意的一点。

5-6 齿轮传动时,一对节圆作什么运动? ( )(A)纯滚动; (B)滚动兼滑动; (C)滑动; (D)静止。

5-7 目前常用的齿廓曲线是什么？ ( )(A)摆线; (B)变态摆线; (C )渐开线; (D)圆弧。

5-8 传动比为i 12、中心距为a′的外啮合圆柱齿轮机构,主动轮节圆半径r 1′的计算式为哪一式?( ) (A)1''121+=i a r ； (B)121'i a r = ；(C)1''12121+=i i a r ； (D)1''121-=i a r 。

第五章5-1 齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？答： 齿轮传动最基本要求是其瞬时转速比（或传动比）要恒定不变； 如果采用的齿廓曲线能使两齿廓在任何位置啮合时，其公法线都通过中心连线上的定点P，则其任何瞬时传动比都为定值。

5-2 简单叙述齿廓啮合基本定律。

答：两齿轮转动角速度比（传动比i12）等于其中心连线O1O2被齿廓啮合点的公法线分成的两段的反比，即i12=ω1/ω2=O2N2/O1N1=O2P/O1P。

5-3 分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？答： 以齿轮转动中心（O1、O2）为圆心，过节点P所作的圆称为节圆，在节点P处圆周速度相等，且节圆是在啮合传动时存在，对于单个齿轮并不存在节圆；而分度圆是人为假想的一个圆，齿轮上模数和压力角均为标准值的圆，分度圆对于单个的齿轮是存在的。

当两个标准齿轮在标准中心距间啮合时，节圆与分度圆重合。

压力角是相对分度圆而言的，指齿轮分度圆处法线与速度方向之间所夹的锐角，而啮合角是相对于节圆而言的，指节圆的公切线与啮合线N1N2之间所夹的锐角，一对标准齿轮在标准中心距间啮合传动时，其啮合角α’等于分度圆压力角α；而对非标准中心距啮合传动时，啮合角与压力角关系是：a’*cosα’=a*cosα，其中a是标准中心距，a’是实际啮合中心距。

5-5 某直齿圆柱齿轮传动的小齿轮已丢失，但已知与之相配的大齿轮为标准齿轮，其齿数Z2=52，齿顶圆直径d a2=135mm，标准安装中心距a=112.5mm。

试求丢失的小齿轮的齿数、模数、分度圆直径、齿顶圆直径，齿根圆直径。

答：由公式d a2=d2+2h a=(z2+2h a*)m，且由于是标准齿轮，齿顶高系数h a*=1代入数值，可得模数m=2.5 mm，即小齿轮模数也为2.5 mm标准中心距a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2代入数值，可得小齿轮齿数Z1=38，分度圆直径d1=mz1=95mm齿顶圆直径d a1=d1+2h a=(z1+2h a*)m=(38+2*1)*2.5=100mm齿根圆直径d f1=d1-2h f=(z1-2h a*-2 c*)m=(38-2*1-2*0.25)*2.5=88.75mm5-7 当α=20o的正常齿渐开线标准齿圆柱齿轮的齿根圆和基圆相重合时，其齿数应为多少？又若齿数大于求出的数值，则基圆和齿根圆哪一个大？答： 对于正常齿渐开线标准圆柱齿轮，齿顶高系数h a*=1，顶隙系数c*=0.25齿根圆直径d f=d-2h f=(z-2h a*-2 c*)m基圆直径d b=dcosα=mzcosα联立上述两公式，可求z=41.45，取整z=42此外，d f/d b=(z-2h a*-2 c*)m/ mzcosα=(z-2.5)/zcosα由于压力角α不变，由上述公式可知，若齿数大于求出的数值，则d f/d b＞1，因此齿根圆大。

第5章思考题5-1 齿轮传动要匀速、连续、平稳地进行必须满足哪些条件?答 齿轮传动要均匀、平稳地进行，必须满足齿廓啮合基本定律．即i 12=ω1/ω2=O 2P ／O 1P ，其中P 为连心线O 1P 2与公法线的交点。

齿轮传动要连续、平稳地进行，必须满足重合度ε≥l ，同时满足一对齿轮的正确啮合条件。

5-2渐开线具有哪些重要的性质?渐开线齿轮传动具有哪些优点?答：参考教材。

5-3具有标准中心距的标准齿轮传动具有哪些特点?答 若两齿轮传动的中心距刚好等于两齿轮节圆半径之和，则称此中心距为标准中心距．按此中心距安装齿轮传动称为标准安装。

（1)两齿轮的分度圆将分别与各自的节圆重合。

(2)轮齿的齿侧间隙为零。

(3)顶隙刚好为标准顶隙，即c=c*m=O.25m 。

5-4何谓重合度?重合度的大小与齿数z 、模数m 、压力角α、齿顶高系数h a *、顶隙系数c*及中心距a 之间有何关系?答 通常把一对齿轮的实际啮合线长度与齿轮的法向齿距p b 的比值εα。

称为齿轮传动的重合度。

重合度的表达式为：εα=[z 1(tan αal —tan α’)±z 2(tan αa2-tan α’)/2π由重合度的计算公式可见，重合度εα与模数m 无关．随着齿数z 的增多而加大，对于按标准中心距安装的标准齿轮传动，当两轮的齿数趋于无穷大时的极限重合度εα=1.981 此外重合度还随啮合角α’的减小和齿顶高系数h a *的增大而增大。

重合度与中心距a 有关(涉及啮合角α’)，与压力角α、顶隙系数c*无关。

5-5 齿轮齿条啮合传动有何特点?为什么说无论齿条是否为标准安装，啮合线的位置都不会改变?答 由于不论齿条在任何位置，其齿廓总与原始位置的齿廓平行．而啮合线垂直于齿廓，因此，不论齿轮与齿条是否按标准安装，其啮合线的位置总是不变的，节点位置确定，齿轮的节圆确定；当齿轮与齿条按标准安装时，齿轮的分度圆应与齿条的分度线相切。