机械设计习题

的齿根弯曲应力___。

A.?F1??F2 B.?F1??F2 C.?F1??F2 16、为了有效提高齿面接触强度，可 。

A.保持分度圆直径不变而增大模数 B.增大分度圆直径 C.保持分度圆直径不变而增加齿数 17、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___。

A.提高轮齿的抗弯强度 B.提高齿面的接触强度 C.提高传动平稳性 18、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___。

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

19、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___。

A.啮合不良 B.制造困难 C.轴向力太大 D.传动平稳性下降 20、σ

Hlim

和σ

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力。

A.可靠度为90% B.失效概率为1% C.失效概率为99% D.可靠度为10% 21、直齿锥齿轮的标准模数是____。

A.小端模数 B.大端端面模数 C.齿宽中点法向模数 D.齿宽中点的平均模数 22、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。

A.小端 B.大端 C.齿宽中点处

23、下列计算正交直齿锥齿轮传动的传动比公式中，____是不正确的。

A.i=d2/d1 B.i=z2/z1 C.i=tgδ2=ctgδ1 D.i=tgδ1 二、分析与思考题

1、 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。

2、 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、闭式软齿面和开式齿轮传动的设计计算准则是什么?

3、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?

4、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.

5、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.

6、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? 7、 应主要根据哪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?

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机械设计习题

8、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.

9、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？

10、齿轮强度计算中为什么要引入齿间载荷分布系数K?，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？

11、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、试说明齿形系数YFa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？ 13、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？

14、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？

15、斜齿与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？

16、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。若其它条件两对齿轮均相同，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? 三、分析计算题

1、图12-1所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器，高速级: mn1=2mm，z1=20，z2=80，?1?13?，?n?20?，低速级：mn3=3 mm，z3=25，z4=75，?3?12?，

?n?20?，齿轮1为右旋，n1 = 960 r/min，转向如图，传递功率P1= 5 kW，

忽略摩擦损失。试：

1）在图上标出Ⅱ、Ⅲ轴的转向； 2）合理确定（在图上标出）各轮的旋向； 3）确定2、3轮所受各个分力的大小和方向。 4）计算?3取值多大才能使Ⅱ轴不受轴向力。

2、题12-2图所示为二级直齿圆柱齿轮减速器，高速级与低速级的传动比相等i1?i2?3，低速级的齿宽系数为高速级的1.3倍，齿轮材料均为45钢，小轮均调质处理，大轮均正火处理，其许用应力为： 1轮：[?H1]= 590 N/mm2； 2轮：[?H2] = 490 N/mm2； 3轮：[?H3]= 580 N/mm2； 4轮：[?H4]= 480 N/mm2；

两级齿轮的载荷系数K、ZE、ZH、Z?均相同，其中高速级已根据接触强度算得d1 = 75mm，若使两对齿轮等接触疲劳强度，问低速级小齿轮直径d3应为多少？

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题12-1图

题12-2图

机械设计习题

3、如图12-3所示为二级圆柱齿轮减速器，高速级和低速级均为标准斜齿轮传动。已知：电机功率P=3kw；转速n=970r/min。高速级：mn=2mm，z1=25，z2=53，?1?1250?19??。低速级：mn=3mm，

?z3=22，z2=50，a=110mm，计算时不考虑摩擦损失，求：

（1）为使Ⅱ轴所承受的轴向力较小，确定齿轮3、4的螺旋线方向； （2）求齿轮3的分度圆螺旋角?的大小；

（3）画出齿轮3、4在啮合点处所受各分力的方向，计算齿轮3所受各分力的大小。

题12-3图

4、设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，小、大齿轮的齿数分别为z1=21，z2=73，小、大齿轮的齿形系数分别为YFa1?2.8，Ysa1?1.56，YFa2?2.28，Ysa2?1.76，小、大齿轮的

22许用应力分别为??F1??314N/mm，??F2??286N/mm，并算得小齿轮的齿根弯曲应力为

?F1?306N/mm2。试问：（1）哪一个齿轮的弯曲疲劳强度较大？（2）这对齿轮的弯曲疲劳强度

是否均满足要求？

5、有两对标准直齿圆柱齿轮，其材料、热处理方式都相同，第A对：mA = 2mm，zA1 = 50，zA2 = 150；第B对：mB = 4mm，zB1 = 25，zB2 = 75；其齿宽B、小轮转速n1、传递功率P也相等。按无限寿命考虑，试分析哪对齿轮的接触强度高，哪对齿轮的弯曲强度高。

6、如图12-4所示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动装置，动力由轴Ⅰ输入，轴Ⅲ输出，Ⅲ轴的转向如图箭头所示，试分析：（1）在图中画出各轮的转向；（2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力可以抵消一部分，确定斜齿轮3和4的螺旋方向；（3）画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。

图12-4

7、如图12-5所示定轴轮系中，已知齿数z1=z3=25，z2=20，齿轮1转速nl=450r/min，工作寿命Lh=2000h。若齿轮1为主动且转向不变，试问：

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机械设计习题

图12-5

(1)齿轮2在工作过程中轮齿的接触应力和弯曲应力的应力比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？ 四、综合分析题

某输送带由电机通过三级减速传动系统来驱动，减速装置有：二级斜齿圆柱齿轮传动、滚子链传动、V带传动。试分析如图12-6所示传动布置方案的不合理之处，简单说明错误原因，画出正确的传动方案布置图。

图12-6

五、设计题

1、设计一用于带式运输机传动装置的闭式单级斜齿圆柱齿轮传动。已知：P1=10kW，n1=970r/min，i=4.2，由电动机直接驱动，单向回转，载荷有中等振动，齿轮在轴上对轴承作对称布置，工作寿命为15年，两班制工作。

2、设计一直齿圆柱齿轮传动，原用材料的许用接触应力为[σH]1=700MPa，[σH]2 =600MPa，求得中心距a=100mm；现改用[σH]1=600MPa，[σH]2=400MPa的材料，若齿宽和其它条件不变，为保证接触疲劳强度不变，试计算改用材料后的中心距。

第十三章 蜗杆传动

一、填空题

1、在蜗杆传动中，蜗杆头数越少，则传动效率越________，自锁性越_________。一般蜗杆头数常取________。

2、对滑动速度vs≥4m/s的重要蜗杆传动，蜗杆的材料可选用__________进行___________处理；蜗轮的材料可选用_____________。

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