第四章齿轮机构习题

习 题（答案）1．选择题1）一般开式齿轮传动的主要失效形式是 3 。

（1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损或轮齿疲劳折断 （4）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 1 。

（1）齿面胶合 （2）齿面疲劳点蚀 （3）齿面磨损 （4）轮齿疲劳折断3）材料为45钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 2 。

（1）（45～50）HRC （2）（220～270）HBW （3）（160～180 ）HBW （4）（320～350）HBW 4）齿面硬度为（56～62）HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 3 。

（1）齿坯加工、淬火、磨齿、滚齿 （2）齿坯加工、淬火、滚齿、磨齿 （3）齿坯加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 （4）齿坯加工、滚齿、磨齿、淬火 5）齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 2 。

（1）跑合阶段 （2）稳定性磨损阶段 （3）剧烈磨损阶段 （4）齿面磨料磨损阶段 6）对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 4 。

（1）按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度（2）按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 （3）只需按接触强度设计 （4）只需按弯曲强度设计7）一对标准直齿圆柱齿轮，已知1z =18，2z =72，则这对齿轮的接触应力 3 。

（1）H2H1σσ> （2）H2H1σσ<（3）H2H1σσ= （4）H2H1σσ≤ 8）一对标准渐开线圆柱齿轮要正确啮合时，它们的 2 必须相等。

（1）直径 （2）模数（3）齿宽 （4）齿数9）设计闭式硬齿面齿轮传动时，若直径一定，则应取较少齿数，使模数增大以 2 。

（1）提高齿面接触强度 （2）提高齿根弯曲疲劳强度 （3）减少加工切削量，提高生产率 （4）提高抗塑性变形能力10）在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而把模数增大，则可以 2 。

（1）提高齿面接触强度 （2）提高轮齿的弯曲强度 （3）弯曲与接触强度均可提高 （4）弯曲与接触强度均不变11）当 4 ，则齿根弯曲强度增大。

1第4章 齿轮机构思考题1渐开线有哪些重要性质?一对渐开线齿廓相啮合的啮合特性是什么?2 齿距的定义是什么?何谓模数?为什么要规定模数的标准值?在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、蜗杆蜗轮和直齿圆锥齿轮上，何处的模数是标准值?3 渐开线直齿圆柱齿轮基本参数有哪几个?哪些是有标准的，其标准值为多少?4 分度圆与节圆有什么区别?在什么情况下节圆与分度圆重合？5 啮合线是一条什么线?啮合角与压力角有什么区别?什么情况下两者相等?6 渐开线直齿圆柱齿轮机构需满足哪些条件才能相互啮合正常运转?7 一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮机构的实际中心距大于标准中心距，其传动比是否变化?节圆与啮合角是否变化?这一对齿轮能否正确啮合?重合度是否有变化？8 重合度的物理意义是什么?有哪些参数合影响重合度，这些参数的增加会使重合度增大还是减小?9 何谓齿廓的根切现象?根切的原因是什么?根切有何危害?如何避免根切?10 正传动类型中的齿轮是否一定都是正变位齿轮？负传动类型中的齿轮是否一定都是负变位齿轮?11 平行铀斜齿圆柱齿轮机构的基本参数有哪些?基本参数的标准值是在端面还是在法面，为什么？12 何为蜗杆蜗轮机构的主平面?在主平面内，蜗杆蜗轮机构相当于什么传动?13 平行轴斜齿圆柱齿轮机构、蜗杆蜗轮机构和直齿圆锥齿轮机构的正确啮合条件与直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件相比较有何异同?14 何谓平行轴斜齿圆柱齿轮机构和直齿圆锥齿轮机构的当量齿数?当量齿数有什么用途?习题1 已知半径b r ＝30mm 的基圆上所展成的两条同向渐开线如习题图 1所示。

其k r ＝35mm 。

KK’＝15mn ，试求：(1) 点K’处的向径'K r 和压力角K α；(2) 以O 为圆心，'K r 为半径画圆弧，与另一条渐开线相交于K’’点，求弧长 '''K K 。

2 今测得—渐开线标准直齿轮的齿顶圆直径d a ＝208mm ，齿根圆直径d f ＝172mm ，齿数z ＝24，试确定该齿轮的模数m 、齿顶高系数*a h 及项隙系数*c 。

一、选择题1、同一条渐开线上离基圆圆心越远的点的曲率A、越大B、越小C、不变2、设渐开线上某点的压力角为αK ,则该点展角θK 的计算公式为＝αK－tgαKA、θKB、θK＝tgαK－αKC、θK＝tgαK +αK3、设渐开线上，某点的向径r K，压力角为αK，基圆半径为r b，则A、 r b=r K sinαKB、r b=r K tgαKC、r b=r K cosαK4、设渐开线与其基圆交点处的压力角为αb，则A、αb＝0B、αb>0C、αb<05、设K1和K2为同一条渐开线上不同的两点，它们的展角分别用θK1和θK2表示，向径分别用r K1 和r K2 表示。

若r K1>r K2，则A、θK1＝θK2B、θK1>θK2C、θK1<θK26、一对渐开线齿轮啮合传动时，其节圆压力角A、大于啮合角B、等于啮合角C、小于啮合角7、当渐开线齿轮的中心距略有改变时，该对齿轮的A、传动比不变，且啮合角也不变B、传动比有变化，但啮合角不变C、传动比不变，但啮合角有变化8、一对渐开线齿轮啮合传动时，啮合线是A、过节点且与两轮节圆相切的一条直线B、过节点且与两轮基圆相切的一条直线C、过节点且与两轮分度圆相切的一条直线9、渐开线标准直齿轮的特点是：模数m和压力角α为标准值；具有标准的齿顶高和齿根高，且A、分度圆齿厚等于齿槽宽，即s=eB、基圆齿厚等于齿槽宽，即s b=e bC、分度圆齿厚与其齿槽宽的和为常量，即s+e=mπ10、在正常齿制的渐开线标准直齿轮中，模数m>1（mm），其齿顶高系数ha*和顶隙系数c*的标准值为A、ha*＝0.8，c*=0.3B、ha*＝1，c*=0.25二、填空题1、用极坐标表示的渐开线的方程为和2、渐开线齿轮上基圆的压力角是分度圆压力角一般是3、渐开线齿廓上任一点的是指该齿廓在该啮合点所受正压力方向与速度方向之间所夹锐角。

渐开线齿廓上任一点的法线与相切4、渐开线上离基圆最远的点，其压力角5、一对渐开线齿轮正确啮合条件是 相等，6、两渐开线齿轮啮合传动时，当两轮的 略有改变时，两齿轮仍能保持原 传动，此特性称为齿轮传动的可分性。

第一章绪论习题答案思考题1）机器是由哪些基本部分构成？各部分作用是什么？2）什么是专用零件？什么是通用零件？试举例说明。

3）机械设计的研究对象是什么？学习时应注意哪些问题？4）机械零件的主要失效形式及设计准则是什么？5）设计机器应满足哪些基本要求？1）答：机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。

原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。

传动装置是按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。

执行机构也是工作部分，直接完成机器的功能。

2）答：所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。

如轴、轴承和齿轮等。

专用零件是某些机器使用的零件，例如：发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。

3）答：本课程是研究普通条件下，一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。

学习时应注意以下问题：1）理论联系实际。

2）抓住课程体系。

3）要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。

4）要理解系数引入的意义。

5）要努力培养解决工程实际问题的能力。

4）答：机械零件的主要失效形式有强度失效（因强度不足而断裂）、刚度失效（过大的变形）、磨损失效（摩擦表面的过度磨损），还有打滑和过热，联接松动，管道泄漏，精度达不到要求等等。

设计准则是1)强度准则2) 刚度准则3) 耐磨性准则4) 振动稳定性准则5) 热平衡准则6) 可靠性准则5）设计任何机器都必须满足如下要求1）使用要求2）经济性要求3）安全性要求4）其他要求（1）环保要求（2）外观要求（3）体积重量要求等第二章带传动习题1. 选择题1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带__3__.(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带__1__处(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮 (4)退出从动轮3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动4)带传动打滑总是__1__.(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始 5) V 带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。

第4章齿轮机构习题与参考答案一、复习思考题1．要使一对齿轮的瞬时传动比保持不变，其齿廓应符合什么条件2．渐开线是怎样形成的它有哪些重要性质试根据渐开线性质来解释以下结论：（1）渐开线齿轮传动的啮合线是一条直线；（2）渐开线齿廓传动时，其瞬时传动比保持不变；（3）渐开线齿条的齿廓是直线；（4）齿条刀具超过N1点的直线刀刃不能范成渐开线齿廓；（5）一对互相啮合的标准齿轮，小齿轮齿根齿厚比大齿轮齿根厚度小。

3．节圆和分度圆有何区别压力角和啮合角有何区别，在什么条件下节圆与分度圆重合以及啮合角与分度圆压力角相等。

4．什么是渐开线齿轮传动的可分性如令一对标准齿轮的中心距略大于标准中心距，能不能传动有什么不良影响5．渐开线齿轮正确啮合的条件是什么满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动6．何谓理论啮合线段和实际啮合线段何谓重合度重合度等于1和小于1各会出现什么情况重合度等于2表示什么意义7．何谓根切想象什么条件下会发生根切现象根切的齿轮有什么缺点根切与齿数有什么关系正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切的最少齿数是多少8．何谓变位齿轮为什么要使用变位齿轮移距系数的正负是怎样规定的正移距的变位齿轮其分度圆齿厚是增大还是减小9．试述一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件与直齿轮比较，斜齿轮传动有哪些优缺点10．斜齿轮和圆锥齿轮的当量齿数各有何用处当量齿数是否一定是整数11．什么叫标准齿轮什么叫标准安装什么叫标准中心距12．渐开线齿轮的齿廓形状与什么因素有关一对互相啮合的渐开线齿轮，若其齿数不同，齿轮渐开线形状有什么不同若模数不同，但分度圆及压力角相同，齿廓的渐开线形状是否相同若模数、齿数不变，而改变压力角，则齿廓渐开线的形状是否相同13．斜齿圆柱齿轮的重合度大小与螺旋角有什么关系14．有两对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，其中一对的有关参数为：m=5mm ，*a =1，α=20°，Z 1=24，Z 2=45；另一对的有关参数为：m=2mm ，*a =1，α=20°，Z 1=24， Z 2=45，试问这两对齿轮传动的重合度哪一对大15．若一对渐开线齿轮传动的重合度εα=，它是否表示在一对齿轮的啮合过程中，有40%的时间在啮合区内有两对齿啮合，而其余的60%的时间只有一对齿啮合16．一个标准齿轮可以和一个变位齿轮正确啮合吗17．用α=20°的滚刀加工一个β=12°，Z=14的标准斜齿轮，是否会产生根切18．斜齿轮的实际齿数Z 和当量齿数Z V 之间有什么关系在计算传动比、分度圆直径和中心距、选择齿轮铣刀号应分别选何种齿数19．渐开线齿轮的几何尺寸中共有几个圆哪些圆可直接测量哪些圆不能直接测量二、填空题1．以齿轮中心为圆心，过节点所作的圆称为 圆。

机械基础(第五版)习题册第四章齿轮传动§4-1 齿轮传动的类型及应用§4-2 渐开线齿廓1、齿轮传动是利用主动轮、从动轮之间轮齿的啮合来传递运动和动力的。

2、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围宽，传动效率高，传动比恒定，使用寿命长等一系列特点，所以应用广泛。

3、齿轮传动的传动比是指主动轮与从动轮转速之比，与齿数成反比，用公式表示为i12=n1/n2=z2/z1 。

4、齿轮传动获得广泛应用的原因是能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确等。

5、按轮齿的方向分类，齿轮可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和认字齿圆柱齿轮传动。

6、渐开线的形状取决于基圆的大小。

7、形成渐开线的圆称为基圆。

8、一对渐开线齿轮啮合传动时，两轮啮合点的运动轨迹线称为啮合线。

9、以两齿轮传动中心为圆心，通过节点所作的圆称为节圆。

10、在机械传动中，为保证齿轮传动平稳，齿轮齿廓通常采用渐开线。

11、以同一基圆上产生的两条反向渐开线作齿廓的齿轮称为渐开线齿轮。

12、在一对齿轮传动中，两齿轮中心距稍有变化，其瞬时传动比仍能保持不变，这种性质称为传动的可分离性。

§4-3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算1、齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮尺寸越大，轮齿承载能力越强。

2、渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远的齿形角越大，基圆上的齿形角等于零度。

3、国家标准规定，渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角等于200。

4、国家标准规定，正常齿的齿顶高系数ha*=1 。

5、模数已经标准化，在标准模数系列表中选取模数时，应优先采用第一系列的模数。

6、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的模数必须相等；两齿轮分度圆上的齿轮角必须相等。

7、为了保证齿轮传动的连续性，必须在前一对轮齿尚未结束啮合时，使后继的一对轮齿已进入啮合状态。

§4-4 其他齿轮传动简介1、斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮承载能力强，传动平稳性好，工作寿命长。

绪论一、判断题（正确T，错误F）1. 构件是机械中独立制造的单元。

（）2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。

（）3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。

（）4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。

（）二、单项选择题1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（）。

A 机构B 零件C 部件D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成，本课程主要研究（）。

A原动机B传动部分C工作机D控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。

2. 机械是______和______的总称。

参考答案一、判断题（正确T，错误F）1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2. 机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题（正确T，错误F）1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。

（）2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。

（）3. 两构件用平面低副联接时相对自由度为1。

（）4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。

（）5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。

（）6. 对独立运动所加的限制称为约束。

（）7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉，故设计机构时应尽量避免出现虚约束（）8. 在一个确定运动的机构中，计算自由度时主动件只能有一个。

（）二、单项选择题1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。

A 面B 点或线C 点或面D 面或线2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。

A复合铰链B局部自由度C虚约束 D 机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。

A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指（）的构件。

A 相对地面固定B 运动规律确定C 绝对运动为零D 作为描述其他构件运动的参考坐标点5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。

机械设计第四章习题课程名：机械设计基础（第四章）题型计算题、作图题考核点：齿轮机构的尺寸计算和齿轮啮合的特性难度系数低难度中等难度高难度题号加＊表示＊ __分值 6 分 10 分 15 分1. 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮 m=3mmz1=19z2=41试计算这对齿轮的分度圆直径、中心距。

(6 分)2.已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a=160mm 齿数 z1=20,z2=60求模数和分度圆直径。

(6 分)3.已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数 z=25齿顶圆直径Da=135mm 求该齿轮的模数。

（6 分）_4 已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮α=20° m=10mm,z=40 试分别求出分度圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。

(10 分)_5 试比较正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮 (外齿轮 )的基圆和齿根圆在什么条件下基圆大于齿根圆 ?什么条件下基圆小于齿根圆 ?(10 分)_6. 有一半径为 Rb=30mm 的基圆求渐开线上半径为 Rk=40mm 处的压力角αk 和曲率半径ρK 各为多少？ (10 分)_7. 今测得一标准齿轮齿顶圆直径 Da=208mm , 齿根圆直径Df=172mm, 齿数 Z＝24试求该齿轮的模数与齿顶高系数、分度圆的齿厚。

（10 分）__8 在技术革新中拟使用现有两个标准直齿圆柱齿轮已测得一个齿轮的参数为：Z1＝22齿顶圆直径 Da1=240mm 另一个齿轮为： Z2＝98全齿高 ha=22.5mm试判断这两个齿轮能否正确啮合传动？（ 15 分）_9. 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=360mm传动比 i=3模数m=10mm 试求两轮的齿数与分度圆直径。

（10 分）_10 试根据渐开线特性说明一对模数相等压力角相等但齿数不等的渐开线标准直齿圆柱齿轮其分度圆齿厚、齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚是否相等哪一个较大。

（10 分）__1l 已知一对正常齿渐开线标准斜齿圆柱齿轮 a=25Omm,z1=23z2=98, m。

《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

齿轮机构一、判断题1．有一对传动齿轮，已知主动轮的转速n 1=960rpm ，齿数Z 1=20，从动齿轮的齿数Z 2=50，这对齿轮的传动比i 12 =2.5，那么从动轮的转速应当为n 2=2400 rpm 。

（ ）2．渐开线上各点的曲率半径都是相等的。

（ ）3．渐开线的形状与基圆的大小无关。

（ ）4．渐开线上任意一点的法线不可能都与基圆相切。

（ ）5．渐开线上各点的压力角是不相等的，越远离基圆压力角越小，基圆上的压力角最大。

（ ）6．齿轮的标准压力角和标准模数都在分度圆上。

（ ）7．分度圆上压力角的变化，对齿廓的形状有影响。

（ ）8．两齿轮间的距离叫中心距。

（ ）9．在任意圆周上，相邻两轮齿同侧渐开线间的距离，称为该圆上的周节。

（ ）10．内齿轮的齿顶圆在分度圆以外，齿根圆在分度圆以内。

（ ）11．122112z z n n i ==是各种啮合传动的通用速比公式。

（ ） 12．标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的端面模数和压力角相等，螺旋角相等，螺旋方向相反。

（ ）13．斜齿圆柱齿轮计算基本参数是：标准模数，标准压力角，齿数和螺旋角。

（ ）14．标准直齿圆锥齿轮，规定以小端的几何参数为标准值。

（ ）15．圆锥齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的小端模数和压力角分别相等。

（ ）16．直齿圆柱标准齿轮的正确啮合条件：只要两齿轮模数相等即可。

（ ）17．计算直齿圆柱标准齿轮的必须条件，是只需要模数和齿数就可以。

（ ）18．斜齿轮传动的平稳性和同时参加啮合的齿数，都比直齿轮高，所以斜齿轮多用于高速传动。

（ ）19．齿轮传动和摩擦轮传动一样，都可以不停车进行变速和变向。

（ ）20．同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用同一把齿轮刀具进行加工。

（ ）21．齿轮加工中是否产生根切现象，主要取决于齿轮齿数。

（ ）22．齿数越多越容易出现根切。

（ ）23．为了便于装配，通常取小齿轮的宽度比大齿轮的宽度宽5~10mm 。