1、齿轮传动的基本知识

1 一、作业P233#10-2：如图所示的齿轮传动，齿轮A、B和C的材料都是中碳钢调质，其硬度：齿轮A为240HBS，齿轮B为260HBS，齿轮C为220HBS，试确定齿轮B的许用接触应力[σH]和许用弯曲应力[σF]。假定：

（1） 齿轮B为“惰轮”（中间轮），齿轮A为主动轮，设KFN=KHN=1；

（2） 齿轮B为主动，齿轮A和C均为从动，设KFN=KHN=1。

解：齿面接触疲劳许用应力的计算式为：HHHNHSKlim][

齿根弯曲疲劳许用应力的计算式为：FFFNFSKlim][

取SH=1 SF=1.4（1.25~1.5之间均可）

查P204图10-20（c），知在脉动循环交变应力作用下，B齿轮的弯曲疲劳强度极限σlim为：

σlim=σFE=350Mpa （注意超出范围则采用外插法取值，为近似值，且设应力校正系数YST=1）

而受对称循环交变载荷作用时的应力极限值为脉动循环交变应力的70%——见P203倒数第6行）

查P207图10-21（d），知B齿轮的接触疲劳强度极限σHlim为：σHlim=620Mpa

（1）、（2）两种情况下，B齿轮上的每个齿在一转的过程中，导致轮齿齿根弯曲的力的方向是不一样的，而导致齿面接触疲劳与B齿轮是否为主动轮无关。

则B齿轮在（1）、（2）两种情况下的许用接触应力[σH]均为：

)(62016201][limMPaSKHHHNH

下面讨论两种情况下齿轮B的许用弯曲应力[σF]

（1）、齿轮B为惰轮的情况下，齿轮B所受力状态如下图所示：

则齿轮上任一点在一转的过程中，受力方向将反转一次，于是轮齿受力为对称循环交变载荷

σlim=350×70%=245（Mpa）

许用弯曲应力为：)(1754.12451][limMPaSKFFFNF A B C

A B C

F1 F2

主动轮 2 （2）、齿轮B为主动轮时，齿轮B所受力状态如下图所示：

齿轮传动知识测试

1.模数m的大小反映齿轮轮齿的大小，模数越大，轮齿越大，齿轮的承载能力越大。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

2. 模数m的单位为mm。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

3模数.m越大，P就越大，齿轮承载能力也越大。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

4.开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

5.开式齿轮传动通常采用人工定期加油润滑。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

6.开式齿轮传动没有齿面点蚀现象。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

7.开式齿轮传动的主要失效形式是齿面塑性变形。（） [单选题] *

A、正确

B、错误(正确答案)

8.开式齿轮传动一般采用黏度很高防锈性好的开式齿轮油。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

9.闭式齿轮传动主要失效形式是齿面疲劳点蚀、轮齿折断。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

10.闭式软齿面齿轮的失效形式主要是齿面胶合。（） [单选题] *

A、正确

B、错误(正确答案)

11.闭式软齿面齿轮的实效形式为齿面点蚀。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

12.闭式齿轮传动主要失效形式是齿面疲劳点蚀、轮齿折断；开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

13.闭式齿轮传动中，轮齿折断是主要的失效形式。（） [单选题] *

A、正确

B、错误(正确答案)

14.当齿轮的齿顶圆直径小于轴孔直径的2倍时，应将齿轮和轴做成一体的齿轮轴。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

B、错误

15.当齿数z＜17，又不允许产生根切现象，可采用变位齿轮。（） [单选题] *

A、正确(正确答案)

齿轮传动复习题

简答题

1.问：常见的齿轮传动失效有哪些形式？

答：齿轮的常见失效为：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。

2.问：在不改变材料和尺寸的情况下，如何提高轮齿的抗折断能力？

答：可采取如下措施：1)减小齿根应力集中;2)增大轴及支承刚度;3)采用适当的热处理方法提高齿芯的韧性;4)对齿根表层进行强化处理。

3.问：为什么齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上？

答：当轮齿在靠近节线处啮合时，由于相对滑动速度低形成油膜的条件差，润滑不良，摩擦力较大，特别是直齿轮传动，通常这时只有一对齿啮合，轮齿受力也最大，因此，点蚀也就首先出现在靠近节线的齿根面上。

4.问：在开式齿轮传动中，为什么一般不出现点蚀破坏？

答：开式齿轮传动，由于齿面磨损较快，很少出现点蚀。

5.问：如何提高齿面抗点蚀的能力？

答：可采取如下措施：1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度;2)在许用范围内采用大的变位系数和,以增大综合曲率半径;3)采用粘度高的润滑油;4)减小动载荷。

6.问：什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏？如何提高齿面抗胶合能力？

答：高速重载或低速重载的齿轮传动易发生胶合失效。措施为：1)采用角度变位以降低啮合开始和终了时的滑动系数;2)减小模数和齿高以降低滑动速度;3)采用极压润滑油;4)采用抗校核性能好的齿轮副材料;5)使大小齿轮保持硬度差;6)提高齿面硬度降低表面粗糙度。

7.问：闭式齿轮传动与开式齿轮传动的失效形式和设计准则有何不同？

答：闭式齿轮传动：主要失效形式为齿面点蚀、轮齿折断和胶合。目前一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。开式齿轮传动：主要失效形式为轮齿折断和齿面磨损，磨损尚无完善的计算方法，故目前只进行弯曲疲劳强度计算，用适当增大模数的办法考虑磨损的影响。

8.问：硬齿面与软齿面如何划分？其热处理方式有何不同？

第 1 页 共 2 页 齿轮传动练习题1

一，填空题

1、已知基圆半径为40mm的渐开线上某点的受力方向与运动速度方向间夹角为600，则此点距基圆中心的距离为 。

2，渐开线齿廓上压力角为零的点在＿＿＿＿＿圆上。

3，对于渐开线齿轮，在分度圆半径不变的条件下齿形角越大，则齿顶＿＿＿＿齿根＿＿＿＿。

4，齿轮传动应满足两个基本要求：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。

5、某渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿数为24，基圆齿距为23.613mm，则该齿轮的m=_________，df=_________。（COS20º=0.94，π=3.14）

6、已知一标准直齿圆柱齿轮的齿数z=72，全齿高h=18mm，则齿轮的模数m=______，分度圆直径d=_______。

7.齿轮传动比，是主动轮与从动轮的 之比，与齿数成 比，用公式表示 。

8.形成渐开线的圆称为 。渐开线的形状取决于 的大小。

9.由于渐开线上各点的齿形角不同，通常所说的齿形角是指 上的齿形角。该角已标准化，规定用 表示。且等于 。

10.渐开线齿轮分度圆上的 和 的比值，称为模数。模数越大，分度圆直径越 ，轮齿越 ，齿轮所能承受的载荷就 。

11.一对直齿圆柱齿轮外啮合传动时两齿轮转向 ，内啮合传动时两齿轮转向 。

12，标准直齿圆柱齿轮的压力角α= 、齿顶高系数ha*= 、顶隙系数c*= 。 13，齿轮的压力角是指 。标准压力角是指 上的压力角。