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第12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）

1

2

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___。

2

3

（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

3

4

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KA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

4

5

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ZE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ZH与___无关。

（1）变位系数 （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YFa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YFa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）YFa1YFa2

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）YFa1> YFa2> YFa3 (2) YFa1> YFa3> YFa2 (3) YFa2> YFa1> YFa3 (4) YFa3> YFa1> YFa2

12－65 齿轮抗弯强度计算中的应力修正系数Ysa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z1Ysa2 (2) Ysa1＝Ysa2 （3）Ysa1< Ysa2

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）Ysa1> Ysa2> Ysa3 (2) Ysa1> Ysa3> Ysa2 (3) Ysa2> Ysa1> Ysa3

5

6

(4) Ysa3> Ysa1> Ysa2

12－68 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数YFa和应力修正系数Ysa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

6

7

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) (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SF应____接触强度的安全系数SH.

(1)大于 (2)等于 (3)小于 12-88 ζ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Yx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____.

Hlim

寿命要求越长,许用应力值越大

和ζ

Flim

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

7

8

(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

8

9

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

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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Kv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ZE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ZH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YFα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Ysα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ζ

Ⅱlim

值和弯曲疲劳极限ζ

Flim

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

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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

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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Ft和径向力Fr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Ft和径向力Fr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Ft、径向力Fr和轴向力Fx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Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向.

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(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Ft、径向力Fr和轴向力Fx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Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向和大小. 作业一12-171 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mn1=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mn3=5mm,齿数z3=27,z4=54;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) 在图中标出各轴转向.

(3) 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.

(4) 标出各齿轮在啮合点处所受切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fa的方向.

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.

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(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mn1=2.5mm,中心距a12=175mm,齿宽b2=90mm;低速级齿数z3=40,z4=75,模数mn3=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:ζ

HP3

HP1

=ζ

=550MPa, ζ

HP2

=ζ

HP4

=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Ft、径向力Fr和轴向力Fx的方向. 作业三12-175 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mn=5mm,齿数z3=22,z4=84.试解答:

(1)在图中标出各轴的转向.

(2) 为使Ⅱ轴上两齿轮的轴向力抵消一部分,确定齿轮3、4螺旋角的方向,并在图中标出3、4齿轮旋向.

(3) 标出各齿轮在啮合点处所受切向力Ft、径向力Fr和轴向力Fa的方向. 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.

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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

三、设计计算题

1、 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.

作业二2、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,动力机工作平稳，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，每年250个工作日.

3、 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.

4、 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th=24000h.试计算该齿轮传动允许传递的最大功率Pmax.

5、 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Pmax.

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6、 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40Cr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.

7、 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.

8、 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th=12000h;已选定齿数z1=26,z2=54,齿轮制造精度6级.

9、 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th=12000h;已选定齿数z1=20,z2=25.

10、 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Pmax.

计算题二

12-1.在下列各齿轮受力图中标注各力的符号（齿轮1主动）。

12-2.二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器如图所示。已知主动轮1为左旋，转向n1如图所示，β1=15°，mn1=3mm，mn3=5mm，Z2=51，Z3=17。试求：

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(1) 低速级齿轮的螺旋线方向如何选择才能使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消一部分；

(2) 低速级齿轮的螺旋角β应取多大才能使中间轴上两齿轮所受轴向力互相抵消？

12-3.图示定轴轮系，已知z1=z3=25，z2=20，齿轮1的转速为450r/min，工作寿命为Lh=2000h。齿轮1为主动且转向不变，试问： (1)齿轮2在工作过程中轮齿的接触应力和弯曲应力的循环特性系数r各为多少？

(2)齿轮2的接触应力和弯曲应力的循环次数N2各为多少？

12-4.设计铣床中的一对闭式直齿圆柱齿轮传动。已知功率P1=7.5kW,小齿轮主动,转速n1=1450r/min,齿数z1=26,z2=54,双向传

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动,工作寿命Lh=12000h。小齿轮对轴承非对称布置,轴的刚性较大,工作中受轻微冲击,7级制造精度。

12-5.设计一电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动。已知功率P1=40kW，转速n1=2800r/min，传动比为3.2,工作寿命Lh=1000h,小齿轮作悬臂布置,工作情况系数为1.25。

12-6.设计由电动机驱动的闭式圆锥齿轮传动。已知功率P1=9.2kW,转速n1=970r/min,传动比为3,小齿轮悬臂布置,单向转动,载荷平稳,每日工作8小时,工作寿命为5年(每年250个工作日)。

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