齿轮传动-基础知识、习题
第七章齿轮传动
7-1 基础知识
一、齿轮传动的主要类型及特点
齿轮传动是最基本的机械传动形式之一，它的特点是传动准确、可靠、效率高，传递功率和速度的范围大。
齿轮传动按工作条件划分，则可分为：开式齿轮传动、半开式齿轮传动以及闭式齿轮传动。
（1）开式齿轮传动的齿轮完全暴露在外边，因此杂物易于侵入、润滑不良，齿面容易磨损，通常用于低速传动。
（2）半开式齿轮传动装有简单的防护装置，工作条件有一定的改善。
（3）闭式齿轮传动的的齿轮安装在封闭的箱体内，润滑及防护条件最好，常用于重要的场合。
齿轮传动按相互啮合的齿轮轴线相对位置划分，则可分为：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动以及齿轮齿条传动。
（1）圆柱齿轮传动用于两平行轴之间的传动。
（2）圆锥齿轮传动用于两相交轴之间的传动。
（3）齿轮齿条传动可将旋转运动变为直线运动。
二、齿轮传动的失效形式及设计准则
1．齿轮传动的失效形式
齿轮传动的失效主要发生在轮齿。常见的失效形式有：轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合和塑性变形。
（1）轮齿折断
闭式传动中，当齿轮的齿面较硬时，容易出现轮齿折断。另外齿轮受到突然过载时，也可能发生轮齿折断现象。
提高轮齿抗折断能力的措施有：增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕；增大轴及支承的刚性；采用合理的热处理方法使齿芯具有足够的韧性；进行喷丸、滚压等表面强化处理。
（2）齿面磨损
齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式之一。改用闭式齿轮传动是避免齿面磨损的最有效方法。
（3）齿面点蚀
齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效形式，特别是在软齿面上更容易产生。
提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油可以减小摩擦，减缓点蚀。
（4）齿面胶合
对于高速重载的齿轮传动，容易发生齿面胶合现象。另外低速重载的重型齿轮传动也会产生齿面胶合失效，即冷胶合。
提高齿面抗胶合能力的措施：提高齿面硬度和降低齿面粗糙度值；加强润滑措施，如采用抗胶合能力高的润滑油，在润滑油中加入添加剂等。
（5）塑性变形
塑性变形一般发生在硬度低的齿面上；但在重载作用下，硬度高的齿轮上也会出现。
提高轮齿抗塑性变形能力的措施：提高轮齿齿面硬度；采用高粘度的或加有极压添加剂的润滑油等。
2．设计准则
目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。
d，（1）在闭式齿轮传动中，一般应先按接触疲劳强度设计，计算出齿轮的分度圆直径及其主要几何参数（
1
b等），然后对其轮齿的抗弯疲劳强度进行校核。但是当齿面的硬度较高（硬度＞350 HBS）时，弯曲折断是主要失效形式，其轮齿的弯曲疲劳强度相对较弱，此时一般按轮齿齿根的抗弯疲劳强度设计，然后再校核其齿面接触疲劳强度。
（2）在开式（半开式）齿轮传动中，齿轮的失效形式主要是齿面磨损和轮齿的弯曲疲劳折断，因此目前通
常以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，并根据具体要求适当增大齿轮的模数。
三、齿轮常用的材料、热处理及许用应力
1．齿轮常用的材料
根据齿轮传动的失效形式，对齿轮材料性能的基本要求是齿面要硬与齿心要韧。根据以上的要求，设计齿轮时常采用的材料有：锻钢、铸钢、铸铁以及非金属材料。
（1）锻钢
锻钢为是齿轮设计中最常用的材料。
（2）铸钢
铸钢常用于大型的齿轮。
（3）铸铁
铸铁齿轮常用于工作平稳，速度较低，功率不大的场合。
（4）非金属材料
非金属材料齿轮可降低噪声，常用于高速、轻载及精度不高的场合。
2．热处理
（1）对锻钢材料，一般是采用正火或调质处理，然后进行切齿。但是当齿轮用于重要的场合时，通常是先切齿，然后进行表面硬化处理（如表面淬火、渗碳、氮化等），再进行精加工。
（2）对铸钢材料，常采用退火与常化处理，必要时可进行调质。
六、齿轮的结构设计与润滑
1．齿轮的结构设计
进行齿轮的结构设计时，必须综合考虑齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工工艺、使用要求以及经济性等因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据经验数据来完成结构设计。
另外齿轮的结构设计还要考虑齿轮与轴的联接问题。一般来说，齿轮与轴可采用单键联接；但是当齿轮转速较高时，应采用花键或双键联接；对于沿轴滑移的齿轮，可采用花键或双导键联接。
常用的齿轮结构形式有：齿轮轴、实心轴、腹板式、轮辐式、组装齿圈式结构。
2．齿轮传动的润滑设计
（1）开式及半开式齿轮传动
通常采用人工周期性加润滑油或润滑脂的润滑方式。
（2）闭式齿轮传动
闭式齿轮传动的润滑方式主要根据齿轮的圆周速度大小而定。
v<时，可采用侵油润滑方式，即将大齿轮的轮齿浸入油；当齿轮圆周速度较高当齿轮圆周速度12 m/s
v>）时，应采用喷油润滑方式，即通过油路把具有一定压力的润滑油喷到轮齿的啮合面上。
（12 m/s
7-4习题
一．填空题
7-1 齿轮传动的主要失效形式有：、、、和、。
7-2 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。
7-3 根据齿轮传动的失效形式，对齿轮材料性能的基本要求是与。
7-4 计算齿轮强度用的载荷系数K，包括、、以及。
7-5 在齿轮传动中，将齿轮轮齿加工成鼓形齿的目的是。
F与其回转方向，而从动轮所受的圆周力与其7-6 在直齿圆柱齿轮传动中，主动轮所受的圆周力
t
回转方向。
F应等于大齿轮上的力，且两个力的方7-7 一对直齿圆锥齿轮传动时，小齿轮上受到的轴向力
1a
向 。
7-8 斜齿圆柱齿轮的齿形系数Fa Y 与齿轮参数 、 、 有关，而与 无关。
7-9 一对齿轮啮合时，其大、小齿轮的接触应力是 ；而其许用接触应力是 的。
7-10 一对标准直齿圆柱齿轮，若118z =、272z =，则这对齿轮的弯曲应力 。
7-11 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径一定时，应选取较少的齿数，使模数m 增大，以提高齿轮的 。
7-12 在一般情况下，齿轮强度计算中，大、小齿轮的弯曲应力1F σ与2F σ是 的；许用弯曲应力[]F 1σ与[]F 2σ是 。
7-13 在斜齿圆柱齿轮设计中，应取 模数为标准值；而直齿锥齿轮设计中，应取 模数为标准值。
7-14 直齿锥齿轮强度计算时，应以 为计算的依据。
7-15 直齿锥齿轮的当量齿数v z = ；标准模数和压力均按 端选取；受力分析和强度计算以 直径为准。
二．选择题
7-16 材料为45号钢的齿轮毛坯加工成6级精度的硬齿面直齿圆柱外齿轮，该齿轮制造的工艺顺序是 。
A ．滚齿－表面淬火－磨齿
B ．滚齿－磨齿－表面淬火
C ．表面淬火一滚齿－磨齿
D ．滚齿一调质－磨齿
7-17 一对圆柱齿轮传动中，当齿面产生疲劳点蚀时，通常发生在 。
A ．靠近齿须处
B ．靠近齿根处
C ．靠近节线的齿顶部分
D ．靠近节线的齿根部分
7-18 设计一般闭式齿轮传动时，齿根弯曲强度计算主要针对的失效形式是 。
A ．齿面塑性变形
B ．轮齿疲劳折断
C ．齿面点蚀
D ．磨损
7-19 下列 的措施，可以降低齿轮传动的齿面载荷分布系数βK 。
A ．降低齿面粗糙度
B ．提高轴系刚度
C ．增加齿轮宽度
D ．增大端面重合度
7-20 一减速齿轮传动，主动轮1选用45号钢调质，从动轮选用45号钢正火，则它们的齿面接触应力 。
A ．H1H2σσ>
B ．H1H2σσ<
C ．H1H2σσ=
D ．H1H2σσ≤
7-21 标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲疲劳强度计算中，齿形系数Fa Y 只取决于 。
A ．模数m
B ．齿数z
C ．分度圆直径d
D ．齿宽系数人
7-22 在设计闭式硬齿面齿轮传动中，当直径一定时，应取较少的齿数，使模数增大以 。
A ．提高齿面接触强度
B ．提高轮齿的抗弯曲疲劳强度
C ．减少加工切削量，提高生产率
D ．提高抗塑性变形能力
7-23 在直齿圆柱齿轮设计中，若中心距保持不变，而增大模数m ，则可以 。
A ．提高齿面的接触强度
B ．提高轮齿的弯曲强度
C ．弯曲与接触强度均可提高
D ．弯曲与接触强度均不变
7-24 设计一传递动力的闭式软齿面钢制齿轮，精度为 7级，如欲在中心距a 和传动比i 不变的条件
下，提高齿面接触强度的最有效的方法是 。
A ．增大模数（相应地减少齿数）
B ． 提高加工精度
C ．提高主、从动轮的齿面硬度
D ．增大齿根圆角半径
7-25 在圆柱齿轮传动中，材料与齿宽系数、齿数比、工作情况等一定情况下，轮齿的接触强度主要取决于 大小。
A ．模数
B ．齿数
C ．压力角
D ．中心距
7-26 对于一对齿轮传动，若保持其传动比、齿数和齿宽不变，改变其模数，则 。
A ．齿轮的弯曲强度不变，接触强度改变
B ．齿轮的弯曲强度改变，接触强度不变
C ．齿轮的弯曲强度不变，接触强度不变
D ．齿轮的弯曲强度改变，接触强度改变
7-27 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 。
A ．提高齿面接触强度
B ．减小轮齿的切削量
C ．保证轮齿的抗弯强度
D ．减小滑动系数，提高传动效率
7-28 一对圆柱齿轮，通常把小齿轮的齿宽做得比大齿轮宽一些，其主要原因是 。
A ．为使传动平稳
B ．为了提高传动效率
C ．为了提高齿面接触强度
D ．为了便于安装，保证接触线长
7-29 设计斜齿圆柱齿轮传动时，螺旋角β一般在8~25
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
7-30 斜齿圆柱齿轮齿数、模数不变，螺旋角加大，则分度圆直径_________。
A ．加大
B ．减小
C ．不变
D ．不一定
三．简答题
7-31 载荷系数K 由哪几部分组成？各考虑什么因素的影响？
7-32 齿形系数Fa Y 与模数有关吗？有哪些因素影响Fa Y 的大小？
7-33 现有一对啮合的大、小齿轮，问：（1）哪个齿轮的弯曲应力大？（2）大、小齿轮齿根弯曲疲劳强度相等的条件的表达式；（3）若两轮的材料、热处理及齿面硬度均相同，且寿命系数都为l ，那么哪一个齿轮齿根弯曲疲劳强度高？
7-34 齿面点蚀一般首先发生在轮齿的什么部位？在开式齿轮传动中，为什么一般不出观点蚀破坏？如何提高齿面抗点蚀的能力？
7-35 齿轮传动的设计准则是什么？
7-36 如题7-36图所示的斜齿圆柱齿轮传动，轮1通过轮2（惰轮）带动从动轮3转动，已知：轮1转向n 1及螺旋线方向如图所示。
1）画出轮2、3的转向及螺旋线方向。
2）画出II 轴上齿轮2的啮合点处所受各分力方向。
3）分析轮2齿根弯曲应力是什么性质的应力。 7-5答案
一．填空题
1．轮齿折断；齿面磨损；齿面点蚀；齿面胶合；塑性
变形
2．齿面胶合
3．齿面要硬；齿心要韧
4．使用系数A K ；动载系数v K ；齿间载荷分配系数αK ；齿向载荷分布系数βK 5．改善载荷沿齿向分布不均 6．相反；相同 7．径向力r2F ；相反
8．齿数z ；变位系数χ；螺旋角β；模数m
9．相等；不相等
10．12F F σσ>
11．抗弯曲疲劳强度
12．不相等；不相等 13．法面；大端 14．齿宽中点处的当量直齿圆柱齿轮 15．z δ；大；平均
二．选择题
ADBBC BBBCD DCDCA
三．简答题 1． （1）载荷系数K 包括使用系数A K 、动载系数v K 、齿间载荷分配系数αK 及齿向载荷分布系数βK 。
（2）使用系数A K 是考虑齿轮啮合时外部因素引起的动力过载影响的系数；动载系数v K 是考虑齿轮本身啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数；齿间载荷分配系数αK 是考虑同时啮合的齿对之间载荷分配不均匀的影响系数；齿向载荷分布系数βK 是考虑载荷沿齿宽方向分布不均匀影响的系数。
2． （1）齿形系数Fa Y 与模数无关。
（2）对于标准直齿圆柱齿轮，其齿形系数Fa Y 只取决于齿数z ；对于斜圆柱齿轮，其齿形系数Fa Y 取决于齿数z 取决于齿数z 与螺旋角β；对于直齿圆锥齿轮，其齿形系数Fa Y 取决于齿数z 取决于齿数z 与分锥角δ。
3． （1）由于小齿轮1的齿数1z 小于大齿轮的齿数2z ，可知Fa1Sa1Fa2Sa2Y Y Y Y >，所以F1F2σσ>。
（2）[][]F F 1
2Fa1Sa1Fa2Sa2Y Y Y Y σσ=
（3）大齿轮的弯曲疲劳强度高。
4． （1）齿面点蚀一般首先发生在靠近节线的齿根面上。
（2）因为齿面磨损较快。
（3）提高齿面抗点蚀能力措施有：提高齿轮材料的硬度；在啮合的轮齿间加注润滑油。
5．齿轮传动的设计准则是什么？
目前设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。
在闭式齿轮传动中，一般应先按接触疲劳强度设计，然后对其轮齿的抗弯疲劳强度进行校核。但是当齿面的硬度较高（硬度＞350 HBS ）时，一般按轮齿齿根的抗弯疲劳强度设计，然后再校核其齿面接触疲劳强度。
在开式（半开式）齿轮传动中，通常以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。
直齿锥齿轮传动计算例题
例题10-3试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。 [解]1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20°。 （2）齿轮精度和材料与例题10-1同。 （3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 （1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即 1) =1.3 计算小齿轮传递的转矩。 9.948 选取齿宽系数=0.3。 查得区域系数 查得材料的弹性影响系数。 [] 由图 由式（ ， 由图10-23查取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-14）得 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
2）试算小齿轮分度圆直径 (2) 1 3.630m/s ②当量齿轮的齿宽系数 0.342.832mm 2) ①由表查得使用系数 ②根据级精度（降低了一级精度） ④由表 由此，得到实际载荷系数 3)由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 及相应的齿轮模数 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）由式（10-27）试算模数，即
1）确定公式中的各参数值。 ①试选 ②计算 由分锥角 由图 由图 由图查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 由图取弯曲疲劳寿命系数 ，由式（10-14）得 因为大齿轮的大于小齿轮，所以取 2)试算模数。 =1.840mm
齿轮基础知识
齿轮综合知识 直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸代号 1、齿顶圆--齿轮齿顶所在的圆。其直径（或半径）用da（或ra ）表示。 2、齿根圆--齿轮齿槽底所在的圆。其直径（或半径）用df（或rf）表示。 3、分度圆--用来分度（分齿）的圆，该圆位于齿厚和槽宽相等的地方。其直径（或半径）用d（或r表示）。 4、齿顶高--齿顶圆与分度圆之间的径向距离，用ha表示。 5、齿根高--齿根圆与分度圆之间的径向距离，用hf表示。 6、全齿高--齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用h表示。显然有： h = ha + hf 7、齿厚--一个齿的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用s表示。 8、槽宽--一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用e表示。 9、齿距--相邻两齿的同侧齿廓之间的分度圆弧长，用p表示。显然有： p = s + e 10、齿宽--齿轮轮齿的宽度（沿齿轮轴线方向度量），用b表示。 直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸关系 齿数z 一个齿轮的轮齿总数。 模数m 以z表示齿轮的齿数，那么齿轮的分度圆周长=πd = z p。因此分度圆直径为：d=(p/p)?z, 式中：p/p称为齿轮的模数，用m表示，即 要使两个齿轮能啮合，它们的齿距必须相等。因此互相啮合的两齿轮的模数m必须相等。从d = mz中可见，模数m越大，轮齿就越大；模数m越小，轮齿就越小。 模数m是设计、制造齿轮时的重要参数。不同模数的齿轮，要用不同模数的刀具来加工制造。为了便于设计和减少加工齿轮的刀具数量，GBI357一78对齿轮的模数m已系列化，如下表所示。 在选用模数时，应优先采用第一系列的模数，其次是第二系列，括号内的尽可能不用。 压力角a (啮合角、齿形角）在节点P处，两齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线所夹的锐角称啮合角，也称压力角。我国采用的压力角a一般为20°，加工齿轮的原始基本齿条的法向压力角称齿形角。因此，压力角a=啮合角=齿形角。 当标准直齿圆柱齿轮的模数m确定后，按照与m的比例关系可算出轮齿的各基本尺寸。 1 齿轮传动机构的特点及分类 齿轮传动机构的特点： a. 齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。 b. 齿轮传动主要优点：传动效率高，结构紧凑，工作可靠、寿命长，传动比准确。 c. 齿轮机构主要缺点：制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。 齿轮传动机构的分类 按轴的相对位置平行轴齿轮传动机构①
机械基础齿轮传动教案(第四版)
第四章 齿轮传动（10课时） 教 学 目 标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
（1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 结构紧凑，可实现较大传动比 传动效率高，使用寿命长，维护简便 缺点：运转中有振动、冲击和噪声 齿轮安装要求高 不能实现无级变速 不适用中心距较大的场合 第二节渐开线齿廓 一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 一是传动要平稳，二是承载能力要强 二、渐开线的形成、性质 1、 渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K 的轨 迹称为该圆的渐开线。 1212 21n z i n z ==
齿轮基础题库和答案
习题与参考答案 一、单项选择题（从给出的A、B、C、D 中选一个答案） 1 一般开式齿轮传动的主要失效形式是 C 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损或轮齿疲劳折断 D. 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 A 。 A. 齿面胶合 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面磨损 D. 轮齿疲劳折断 3 45 钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为 B 。 A. 45～50 HRC B. 220～270 HBS C. 160～180 HBS D. 320～350 HBS 4 齿面硬度为56～62HRC 的合金钢齿轮的加工工艺过程为 C 。 A. 齿坯加工→淬火→磨齿→滚齿 B. 齿坯加工→淬火→滚齿→磨齿 C. 齿坯加工→滚齿→渗碳淬火→磨齿 D. 齿坯加工→滚齿→磨齿→淬火 5 齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是 D 。 A. 45 钢 B. ZG340-640 C. 20Cr D. 20CrMnTi 6 齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在 A 。 A. 跑合阶段 B. 稳定性磨损阶段 C. 剧烈磨损阶段 D. 齿面磨料磨损阶段 7 对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般 D 。 A. 按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B. 按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C. 只需按接触强度设计 D. 只需按弯曲强度设 计 8一对标准直齿圆柱齿轮，若z1=18，z2=72，则这对齿轮的弯曲应力 A 。 A. σF1＞σF2 B. σF1＜σF2 C. σF1=σF2 D. σF1≤σF2 9 对于齿面硬度≤350HBS 的闭式钢制齿轮传动，其主要失效形式为 C 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面磨损 C. 齿面疲劳点蚀 D. 齿面胶合 10 一减速齿轮传动，小齿轮1 选用45 钢调质；大齿轮选用45 钢正火，它们的齿面接触应力 C 。 A. σH1＞σH2 B. σH1＜σH2 C. σH1=σH2 D. σH1≤σH2 11 对于硬度≤350HBS 的闭式齿轮传动，设计时一般 A 。 A. 先按接触强度计算 B. 先按弯曲强度计算 1
机械设计齿轮传动设计答案解析
题10-6 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器, 第一级斜齿轮的螺旋角 1 β的旋 向已给出。 （1）为使Ⅱ轴轴承所受轴向力较小,试确定第二级斜齿轮螺旋角β的旋向, 并画出各轮轴向力、径向力及圆周力的方向。 （2）若已知第一级齿轮的参数为:Z 1 =19,Z 2 =85,m n =5mm,0 20 = n α,a=265mm, 轮1的传动功率P=,n 1 =275 r/min。试求轮1上所受各力的大小。 解答: 1．各力方向：见题解10-6图。 2．各力的大小：m N 045 . 217 m N 275 25 .6 9550 9550 1 1 1 ? = ? ? = ? =n P T 148 . 11 , 9811 .0 265 2 ) 85 19 ( 5 2 ) ( cos2 1 1= = ? + ? = + =β β a z z n m ； mm 83 . 96 cos 1 1 = =β z n m d； N 883 tan , N 1663 cos tan , N 4483 2000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 = = = = = =β β α t a t r t F F n F F d T F ； 题10-7图示为直齿圆锥齿轮-斜齿圆柱齿轮减速器,为使Ⅱ轴上的轴向力 抵消一部分,试确定一对斜齿圆柱齿轮螺旋线的方向;并画出各齿轮轴向力、径向 力及圆周力的方向。 解答：齿轮3为右旋，齿轮4为左旋; 力的方向见题解10-7图。 题解 题
↓ 题10-9 设计一冶金机械上用的电动机驱动的闭式斜齿圆柱齿轮传动, 已知:P = 15 kW,n 1 =730 r/min,n 2 =130 r/min,齿轮按8级精度加工,载荷有严重冲击,工作时间t =10000h,齿轮相对于轴承为非对称布置,但轴的刚度较大,设备可靠度要求较高,体积要求较小。（建议两轮材料都选用硬齿面） 解题分析：选材料→确定许用应力→硬齿面，按轮齿的弯曲疲劳强度确定齿轮的模数→确定齿轮的参数和几何尺寸→校核齿轮的接触疲劳强度→校核齿轮的圆周速度 解答:根据题意,该对齿轮应该选用硬齿面,其失效形式以轮齿弯曲疲劳折断为主。 1. 选材料 大、小齿轮均选用20CrMnTi 钢渗碳淬火（[1]表11-2），硬度为56～62HRC ，由[1]图 11-12 和[1]图11-13查得：MPa 1500,MPa 430lim lim ==H F σσ 2.按轮齿弯曲疲劳强度进行设计 （1）确定FP σ 按[1]式（11-7 P227）计算，取6.1,2min ==F ST S Y ；齿轮的循环次数： 8111038.41000017306060?=???==at n N ,取11=N Y ,则: 538MPa MPa 16 .124301m in lim 1=??== N F ST F FP Y S Y σσ （2）计算小齿轮的名义转矩T 1
机械基础教案-齿轮传动
教师授课教案 2016下-2017上学年一学期课程机械基础
教学内容 旧知复习：1.带传动的结构、特点及应用 2.链传动的结构、特点及应用 讲授新课：项目二机械传动 任务2 齿轮传动 一、齿轮传动的特点与类型 1. 与其他传动相比较，齿轮传动具有以下特点： （1）瞬时传动比准确，传动平稳。结构紧凑，适用范围广。 （2）传动精度高；传动效率高，可达99%；工作可靠，寿命长。 （3）可实现两轴平行、交叉、交错的传动。 （4）齿轮需要专用制造设备，成本较高。 2. 齿轮传动的类型 （1）用于两平行轴之间的传动如斜齿轮传动。 （2）用于两相交轴之间的传动如圆锥齿轮传动。 （3）用于两相错轴之间的传动如蜗杆传动。 二、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称、基本参数和几何尺寸 1. 渐开线的形成及性质 (1) 渐开线的形成 当一条直线沿固定的圆周边缘作无滑动的纯滚动时，该直线上任一点K 的运动轨迹，称为该圆的渐开线，如图2-24所示。称该直线为发生线；该不动的圆为基圆。 （2）渐开线的性质 ①发生线沿基圆边缘滚过的长度KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB，
即KB=AB。 ②渐开线上任一点K的法线必与基圆相切。切点B是渐开线上K点的曲率中心，线段KB是K点的曲率半径。 ③渐开线的形状取决于基圆的大小。 ④基圆内无渐开线。 2. 渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称 （1）齿顶圆齿顶所在的圆称为齿顶圆，齿顶圆直径用d a 表示。 （2）齿根圆齿槽底部所在的圆称为齿根圆，齿根圆直径用d f 表示。 （3）齿厚同一轮齿上左、右两齿廓之间的某一圆周弧长称为齿厚，分度圆上的齿厚用s表示。 （4）齿槽宽相邻两齿之间的某一圆周弧长称为齿槽宽，分度圆上的齿槽宽用e表示。 （5）齿距相邻两齿同一侧齿廓圆周弧长称为齿距，分度圆上的齿距用p表示。 （6）分度圆轮齿上齿厚等于齿槽宽所在的圆称为分度圆，分度圆直径用d表示。 (7) 齿顶高分度圆到齿圆顶之间的径向距离称为齿顶高，用h a 表示。 (8) 齿根高分度圆到齿根圆之间的径向距离称为齿根高，用h f 表示。 （9）齿全高齿顶圆到齿根圆之间的径向距离称为齿全高，用h表示。 （10）中心距两传动齿轮中心的距离称为中心距，用a表示。 3. 渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数 （1）齿数z 齿轮圆周上轮齿的总数称为齿数。 （2）模数m齿轮几何尺寸的重要参数。 （3）压力角α压力角指轮齿速度方向与受力方向所夹的锐角，通常指分度圆上的压力角α。我国规定分度圆上的标准压力角为20o。 （4）顶高系数h* a 标准齿轮的齿顶高系数h* a ＝1。 （5）顶隙系数c*标准齿轮的顶隙系数c*＝0.25。 4. 渐开线直齿标准圆柱齿轮的几何尺寸计算
机械设计基础考试题库及答案
《机械设计基础》考试题库 一、填空题 1.机械是（机器）和（机构）的总称。 2.机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为 （自 由度）。 3.平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L-P H）。 4.已知一对啮合齿轮的转速分别为 n i、區，直径为D2，齿数为 z 1 > z 2，则其传动比 i= （n 1 /n 2 ）= （D 2 / D 1 ）= （z 2 / z°。 5.在传递相同功率下，轴的转速越高，轴的转矩就（越小）。 6.在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为（连架杆），其中作整周转动的杆称为（曲柄），作往复摆动的杆称为（摇杆），而不与机架相连的杆称为（连杆）。 7.平面连杆机构的死点是指（从动件与连杆共线的）位置。 8.平面连杆机构曲柄存在的条件是①（最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和）②（连架杆和机架中必有一杆是最短杆）。 9.凸轮机构主要由（凸轮）、（从动件）和（机架）三个基本构件组成。 10.带工作时截面上产生的应力有（拉力产生的应力）、（离心拉应力）和（弯曲应力）。 11.带传动工作时的最大应力岀现在（紧边开始进入小带轮）处，其值为： b max= b 1 + b b1 + b c。 12.渐开线的形状取决于（基）圆。 13.一对齿轮的正确啮合条件为：（mi= m2）与（：? 1 = :- 2）。 14.一对齿轮连续传动的条件为：（重合度；■ 1 ）。 15.齿轮轮齿的失效形式有（齿面点蚀）、（胶合）、（磨损）、 （塑性变形）和（轮齿折断）。 16.蜗杆传动是由（蜗杆、蜗轮）和（机架）组成。 17.常用的轴系支承方式有（向心）支承和（推力）支承。 18.轴承6308,其代号表示的意义为（6:深沟球轴承、3 :直径代号，08:内径为①40 ）。 19.润滑剂有（润滑油）、（润滑脂）和（气体润滑剂）三类。 20.轴按所受载荷的性质分类，自行车前轴是（心轴）。 21.在常用的螺纹牙型中（矩形）形螺纹传动效率最高，（三角）形螺纹自锁性最好。 22.轴承可分为（滚动轴承）与（滑动轴承）两大类。 23.轴承支承结构的基本形式有（双固式）、（双游式）与（固游式）三种。 24.平面连杆机构基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）与（双摇杆机构）三种。 25.按接触情况，运动副可分为（高副）与（低副）。 26.轴上与轴承配合部分称为（轴颈）；与零件轮毂配合部分称为（轴头）；轴肩与轴线的位置关系为（垂直）。 27.螺纹的作用可分为（连接螺纹）和（传动螺纹）两类。 28.轮系可分为（定轴轮系）与（周转轮系）两类。 29.构件是机械的（运动）单元；零件是机械的（制造）单丿元。 判断题 1.一个固定铰链支座，可约束构件的两个自由度。x 2.一个高副可约束构件的两个自由度。X 3.在计算机构自由度时，可不考虑虚约束。X 4.销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。V 5.两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。V 6.局部自由度是与机构运动无关的自由度。V 7.虚约束是在机构中存在的多余约束，计算机构自由度时应除去。V 8.在四杆机构中，曲柄是最短的连架杆。X 9.压力角越大对传动越有利。x 10.在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。X 11.减速传动的传动比i v 1oX 12.在V带传动中，其他条件不变，则中心距越大，承载能力越大。X 13.带传动一般用于传动的高速级。X 14.带传动的小轮包角越大，承载能力越大。V 15.选择带轮直径时，直径越小越好。X 16.渐开线上各点的压力角不同，基圆上的压力角最大。X 17.基圆直径越大渐开线越平直°V 18.在润滑良好的闭式齿轮传动中，齿面疲劳点蚀失效不会发生。 X 19.只承受弯矩而不受扭矩的轴，称为心轴。V 20.螺钉联接用于被联接件为盲孔，且不经常拆卸的场合。V 21.受弯矩的杆件，弯矩最大处最危险°X 22.仅传递扭矩的轴是转轴。V 23.用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。X 24.用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。V 三、简答题: 1.机器与机构的主要区别是什么？ 2.构件与零件的主要区别是什么？ 3.蜗杆传动的正确啮合条件是什么？ 4.如何判断四杆机构是否有急回性质？极位夹角9与急回性质有何关系？ 5.何谓带传动的弹性滑动和打滑？能否避免？ 6.一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么？ 7.一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么？ 8.齿轮为什么会发生根切现象？ 9.何谓定轴轮系，何谓周转轮系？ 10.为什么大多数螺纹联接必须防松？防松措施有哪些？ 11.机器有哪些特征？机构与机器的区别何在？ 五、单项选择题: 1.（ B）是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。 A.机器；E .零件；C .构件；D .机构。 2.两个构件之间以线或点接触形成的运动副，称为（_B）。 A.低副；E .高副；C .移动副；D .转动副。 3.一端为固定铰支座，另一端为活动铰支座的梁，称为（—。 A.双支梁；E .外伸梁；C .悬臂梁。 4.一端为固定端，另一端为自由的梁，称为（_ 。 A.双支梁；E .外伸梁；C .悬臂梁。 5.一般飞轮应布置在转速（B。的轴上。 A.较低；E .较高；C .适中。 6.在下列平面四杆机构中，有急回性质的机构是（ _C）。 A.双曲柄机构；B .对心曲柄滑块机构；C .摆动导杆机构； D.转动导杆机构。 7.带传动是借助带和带轮间的（B。来传递动力和运动的。 A.啮合；B .磨擦；C .粘接。 8.曲柄摇杆机构的死点发牛在（C。位置。 A .主动杆与摇杆共线； B .主动杆与机架共线； C .从动杆与连杆共线； D .从动杆与机架共线。 9.在带传动中（减速传动），带的应力最大值发生在带（C）。 A .进入大带轮处； B .离开大带轮处； C .进入小带轮处； D .离开小带轮处。 10.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（D）。 A.两齿轮的模数和齿距分别相等； B .两齿轮的齿侧间隙为零; C.两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等； D .两齿轮的模数和压力 角分别相等。 D .蜗杆圆周速度提高。
机械设计习题 (1)齿轮
一、选择题 1、一般开式齿轮传动的主要失效形式是＿C＿。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损或轮齿疲劳折断 D、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＿A＿。 A、齿面胶合 B、齿面疲劳点蚀 C、齿面磨损 D、轮齿疲劳折断 3、45号钢齿轮，经调质处理后其硬度值约为＿B＿。 A、HRC＝45~50 B、HBS=220~270 C、HBS=160~180 D、HBS=320~350 4、齿面硬度为56~62HRC的合金钢齿轮的加工工艺过程为＿C＿。 A、齿坏加工、淬火、磨齿、滚齿 B、齿坏加工、淬火、滚齿、磨齿 C、齿坏加工、滚齿、渗碳淬火、磨齿 D、齿坏加工、滚齿、磨齿、淬火 5、齿轮采用渗碳淬火的热处理方法，则齿轮材料只可能是＿D＿。 A、45号钢 B、ZG340~640 C、20Cr D、20CrMnTi 6、齿轮传动中齿面的非扩展性点蚀一般出现在＿A＿。 A、跑合阶段 B、稳定性磨损阶段 C、剧烈磨损阶段 D、齿面磨料磨损阶段 7、对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般＿D＿。 A、按接触强度设计齿轮尺寸，再校核弯曲强度 B、按弯曲强度设计齿轮尺寸，再校核接触强度 C、只需按接触强度设计 D、只需按弯曲强度设计 8、一对标准直齿圆柱齿轮，已知z1=18，a2=72，则这对齿轮的弯曲应力＿A＿。 A、sF1>sF2 B、sF1 模块四减速器齿轮的选择与使用项目一齿轮传动的基础知识 一、导入新课 复习带传动的容，总结出带传动的优缺点。 大家平时还能见到的另一种传动――自行车上用 的链传动，能否比带传动在传动比方面更准确一 些呢？由此引出本次课的新容。 齿轮传动 通过语言 引入新课 回顾旧知 识，唤起 对新知识 的欲望 二、合作探究、探索新知 任务驱动1：在生活中我们身边常见的机械传 动除了带传动、链传动，一些比较重要的机械设 备或精密的仪器传动，大都采用齿轮进行传动， 比如：名贵的手表、数控机床的调速、汽车的调 速等，这是为什么呢？请通过查看课本，以小组 为单位进行总结归纳，完成下发的任务卡。 任务卡1 类型特点 带传动 链传动 齿轮传动 任务驱动2：通过连连看的环节，引导学生对 齿轮类型的认识。 设置任务， 引导学生 对齿轮基 础知识的 学习。 小组为单 位，自主 学习，完 成老师设 置的任 务。 两轴相互平行的圆柱齿轮传动 两轴相交的圆锥齿轮传动 任务驱动3：在第一学期我们已经学习了《机 械制图》，对于CAD绘图软件也有了初步的学习， 那么如果现在一家工厂的技术人员给你一齿轮的 图纸，你将准备如何着手绘制？并标出各部分的 名称。 问题： （1）决定齿轮几何尺寸的主要参数有哪几 个？ （2）请齿轮的基本尺寸计算公式，完成一个 简单的计算任务。 例题：一对标准直齿圆柱齿轮传动，其大齿 轮已损坏。已知小齿轮齿数Z1=24，齿顶圆的直径 da1 =130mm,两齿轮标准中心距a=225 mm。试计算 这对齿轮的传动比和大齿轮的主要几何尺寸。 【设计意图】 通过任务， 引导学生 认识齿轮 的各部分 结构及计 算公式。 学生自主 学习，找 出重点问 题，把握 有关齿轮 的相关公 式 两轴交错的蜗杆蜗轮传动 第四章齿轮传动（10课时） 教学目标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 齒輪學基礎知識 一.齒輪之功用 a.能夠傳達動力. b.能通過先選配齒數組合,獲得任意正確的速度比. c.能通過增減齒輪組合數,改變各軸之間的相互位置關係. 二.齿轮的种类 齿轮有许多种类，根据轴向和位置关系可大致分为3类：①平行轴②交叉轴类③偏移轴。 ①平行轴类 （正齿轮） 齿向与轴平行的齿轮，最为常用。 （斜齿轮） 齿向沿螺旋线回转。 正齿轮是1个齿或2个齿反复地啮合，而 斜齿轮的啮合率则上升，为2或3个齿。 因此斜齿轮噪音低而强度大。 齿向分左旋和右旋两种。同为左旋或同为 右旋都不能啮合。使用时应使左旋和右旋 啮合。 （齿条） 一般圆形齿轮的齿形是一种称为渐开线 的曲线，而这种齿条则是一条直线，且呈 锯齿状。啮合对象是斜齿轮时则称作斜齿 条。 （齿条） （斜齿条） （内齿轮） 是一种轮齿向内且位于圆筒内部的齿 轮。多与结构复杂、被称为行星齿轮的齿轮配套使用。 （人字齿轮） 由齿向不同的上下两部分构成的一种齿轮。 斜齿轮啮合时所产生的力会使两个齿轮 发生轴向错位，但人字齿轮则没有错位现象。 ②交叉轴类 （伞齿轮） 正齿轮为圆柱状，而伞齿轮则是名副其实的伞状（圆锥状）。 常用于塑料玩具汽车来改变转轴方向。 （螺旋伞齿轮） 是伞齿轮的斜齿版。与斜齿轮相同，噪音低和强度大是其特点。 ③偏移轴类 （蜗轮蜗杆） 想要极度降低转速时使用。正齿轮的轮齿会 发出撞击声，而蜗轮则不会发出这种声音。 三. 精度等级執行規範 JIS:日本国家工业齿轮规范 JGMA:日本齿轮工会规范 AGMA:美国齿轮工会规范 DIN:德国齿轮工会规范 四.正齒輪各部位之名稱及定義: 1.模數(M):表示公制齒輪上齒的大小. 2.齒數(Z):一個齒輪齒的數量. 3.壓力角(a):指一對嚙合齒輪間之壓力線與節圓在節點之公切線所夾之角度.常用 壓力角有14.5°; 20°; 22.5° 4.節圓:為節線在圓周上的軌跡,即互相嚙合的兩齒間假想互為滾動之圓.為 齒輪設計與制造上的主要數據. 5.基圓:與壓力角線相切之圓,即產生漸開線齒廓之圓. 6.齒冠圓:為通過齒輪頂部之圓. 7.齒根圓:為通過齒輪根部之圓. 8.齒冠:又稱齒頂高,為齒冠圓與節圓半徑之差. 9.齒根:又稱齒底高,為節圓與齒根圓半徑之差. 10.齒深:即全齒高,齒冠與齒齒根之和. 齿轮设计题库 一 选择题： (1) 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 B 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C. 齿面磨损 D. 齿面胶合 (2) 在闭式齿轮传动中，高速重载齿轮传动的主要失效形式是 C 。 A. 轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C. 齿面胶合 D. 齿面磨粒磨损 E. 齿面塑性变形 (3) 对齿轮轮齿材料性能的基本要求是 A 。 A. 齿面要硬，齿心要韧 B. 齿面要硬，齿心要脆 C. 齿面要软，齿心要脆 D. 齿面要软，齿心要韧 (4) 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 B 。 A. 20CrMnTi B. 40Cr C. Q235 D. ZCuSn5Pb5Zn5 (5) 对于一对材料相同的软齿面齿轮传动，常用的热处理方法是 D 。 A. 小齿轮淬火，大齿轮调质 B. 小齿轮淬火，大齿轮正火 C. 小齿轮正火，大齿轮调质 D. 小齿轮调质，大齿轮正火 (6) 对于齿面硬度大于350HBS 的钢制齿轮，其加工的工艺过程一般为 C 。 A. 加工齿坯——淬火——切齿——磨齿 B. 加工齿坯——切齿——磨齿——淬火 C. 加工齿坯——切齿——淬火——磨齿 D. 加工齿坯——淬火——磨齿——切齿 (7) 斜齿轮和锥齿轮强度计算中的齿形系数Fa Y 和应力校正系数Sa Y 应按 B 查图表。 A. 实际齿数 B. 当量齿数 C. 不发生根切的最少齿数 (8) 一减速齿轮传动，主动轮1用45钢调质，从动轮2用45钢正火，则它们齿面接触应力的关系是 B 。 A. 2H 1H σσ< B. 2H 1H σσ= C. 2H 1H σσ> D. 可能相等，也可能不等 (9) 一对标准圆柱齿轮传动，已知50,2021==z z ，它们的齿形系数是 C 。 A. 21Fa Fa Y Y < B. 21Fa Fa Y Y = C. 21Fa Fa Y Y > 齿根弯曲应力是 A 。 A. 2F 1F σσ> B. 2F 1F σσ= C. 2F 1F σσ< 齿轮传动 一、选择题 7-1．对于软齿面的闭式齿轮传动，其主要失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-2．一般开式齿轮传动的主要失效形式是________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-3．高速重载齿轮传动，当润滑不良时，最可能出现的失效形式为________。 A ．轮齿疲劳折断 B ．齿面磨损 C ．齿面疲劳点蚀 D ．齿面胶合 7-4．齿轮的齿面疲劳点蚀经常发生在________。 A ．靠近齿顶处 B ．靠近齿根处 C ．节线附近的齿顶一侧 D ．节线附近的齿根一侧 7-5．一对45钢调质齿轮，过早的发生了齿面点蚀，更换时可用________的齿轮代替。 A ．40Cr 调质 B ．适当增大模数m C ．45钢齿面高频淬火 D ．铸钢ZG310-570 7-6．设计一对软齿面减速齿轮传动，从等强度要求出发，选择硬度时应使________。 A ．大、小齿轮的硬度相等 B ．小齿轮硬度高于大齿轮硬度 C ．大齿轮硬度高于小齿轮硬度 D ．小齿轮用硬齿面，大齿轮用软齿面 7-7．一对齿轮传动，小轮材为40Cr ；大轮材料为45钢，则它们的接触应力________。 A ．1H σ=2H σ B. 1H σ＜2H σ C ．1H σ＞2H σ D ．1H σ≤2H σ 7-8．其他条件不变，将齿轮传动的载荷增为原来的4倍，其齿面接触应力________。 A ．不变 B ．增为原应力的2倍 C ．增为原应力的4倍 D ．增为原应力的16倍 7-9．一对标准直齿圆柱齿轮，z l = 21，z 2 = 63，则这对齿轮的弯曲应力________。 A. 1F σ＞2F σ B. 1F σ＜2F σ C. 1F σ =2F σ D. 1F σ≤2F σ 7-10．对于开式齿轮传动，在工程设计中，一般________。 A ．先按接触强度设计，再校核弯曲强度 B ．只需按接触强度设计 C ．先按弯曲强度设计，再校核接触强度 D ．只需按弯曲强度设计。 7-7．设计闭式软齿面直齿轮传动时，选择小齿轮齿数z 1的原则是________。 机械设计基础试题A 卷 2013年陕西省普通高等教育专升本招生专业课考试试题试题名称：机械设计基础（A卷）第 1 页，共 6 页 一、单项选择题（含15个小题，每小题2分，共30分） 1．下列连杆机构中，机构无急回运动特性。 A、曲柄摇杆 B、偏置曲柄滑块 C、摆动导杆 D、对心曲柄滑块 2．在凸轮机构从动件常用运动规律中，具有刚性冲击的是运动规律。 A．等速 B．等加速等减速 C．简谐 D．等加速等减速和简谐3．下列间歇运动机构中，机构的转角在工作中可调。 A．棘轮 B．槽轮 C．凸轮式间歇D．不完全齿齿轮 4．带传动的设计准则是在预期的寿命内保证带不发生。 A．打滑 B．打滑和疲劳断裂 C．弹性滑动 D．弹性滑动和疲劳断5．链传动设计中，对于高速重载传动，既要传动平稳，又要满足承载能力要求，则宜选择。 A．小节距单排链 B．小节距多排链 C．大节距单排链 D．大节距多排链 6．可实现两相交轴之间传动的齿轮机构是机构。 A．圆柱直齿轮 B．圆柱斜齿轮 C．锥齿轮 D．蜗杆蜗轮 7．下列对渐开线齿廓啮合特性的描述中，错误的是。 A．渐开线齿廓能实现定比传动，使传动平稳、准确 B．渐开线齿廓间的正压力方向在传动中保持不变，也使传动平稳 C．由于制造与安装误差、轴承磨损等引起中心距变化时，渐开线齿轮的瞬时传动比仍保持不变，因而具有可分性 D．渐开线齿廓间为纯滚动，因而摩擦磨损小 8．与直齿轮传动相比，斜齿轮传动的四个特点中，不完全正确的是。 A．轮齿逐渐进入啮合，逐渐退出啮合，传动平稳，噪声小 B．重合度大，不仅使传动平稳，且承载能力高 C．结构紧凑，尺寸小，通过改变螺旋角可配凑中心距 D．工作时会产生轴向力，对传动有利 9．在闭式齿轮传动设计中，计算齿根弯曲疲劳强度是为了避免失效。 A．轮齿折断 B．齿面点蚀 C．齿面磨损 D．齿面胶合 10．数控机床之所以采用滚动螺旋传动，是因为它比滑动螺旋。 A．自锁性好 B．制造容易，成本低 C．效率高、精度高、寿命长 D．结构简单 11．在机床、汽车等机器的齿轮变速箱中，滑移齿轮与轴之间应采用联接。 A．普通平键和半圆键 B．楔键和切向键 C．导向平键、滑键或花键D．花键 12．在滑动轴承中，最理想的工作状态（即摩擦最小）是处在状态。 A．干摩擦 B．边界摩擦 C．混合摩擦 D．液体摩擦 13．装有斜齿轮（或蜗杆、蜗轮、锥齿轮、螺杆等）的轴，若两支点的轴承完全相同，则不宜选择轴承。 A．深沟球 B．角接触球 C．圆锥滚子 D．圆柱滚子轴承（一套圈无挡边） 机械设计基础 单选 锥齿轮传动用于传递两相交轴之间的运动和动力。 收藏 错误 正确 回答错误!正确答案： A 直齿圆柱齿轮减速器，当载荷平稳、转速较高时，应选用＿＿＿＿＿轴承收藏 A. 深沟球 B. 角接触球 C. 推力球 回答错误!正确答案： A 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为 收藏 A. 带在带轮上打滑 B. 带的材料不符合胡克定律 C. 带容易变形和磨损 D. 带的弹性滑动 回答错误!正确答案： D 常用来传递空间两交错轴运动的齿轮机构是 收藏 A. 直齿圆锥齿轮 B. 蜗轮蜗杆 C. 直齿圆柱齿轮 D. 斜齿圆锥齿轮 回答错误!正确答案： B 不属于非接触式密封。 收藏 A. 曲路密封 B. 间隙密封 C. 毛毡圈密封 D. 挡油环密封 回答错误!正确答案： C 下列4种类型的联轴器中，能补偿两轴的相对位移以及缓和冲击、吸收振动的是。 收藏 A. 弹性柱销联轴器 B. 齿式联轴器 C. 万向联轴器 D. 凸缘联轴器 回答错误!正确答案： A 不均匀系数δ对机械速度的影响是＿＿＿＿＿。 收藏 A. δ与机械速度的波动无关 B. δ越小，机械速度的波动越小 C. δ越小，机械速度的波动越大 回答错误!正确答案： B 需要进行静平衡的回转件，不论有几个不平衡质量，都必须加上＿＿＿＿＿校正质量才能平衡。 收藏 A. 2个 B. 有几个不平衡质量，就要加几个校正质量 C. 1个 回答错误!正确答案： C 在平面机构中，每增加一个高副将引入 收藏 A. 2个约束 B. 3个约束 C. 1个约束 D. 0个约束 回答错误!正确答案： C 在链传动中，链速的不均匀性主要取决于 收藏 A. 主动链轮齿数 B. 链的节距 C. 从动链轮齿数 D. 链的长度 回答错误!正确答案： B 对于圆柱螺旋压缩弹簧，在轴向载荷F2 的作用下，弹簧丝将产生＿＿＿＿＿的变形。 收藏 A. .剪切与扭转组合变形 B. 压缩与扭转组合变形 C. 侧向弯曲 回答错误!正确答案： A 生产实践中，一般电动机与减速器的高速级的连接常选用＿＿＿＿＿类型的联轴器。 收藏 A. 弹性套柱销联轴器 B. 十字滑块联轴器 C. 凸缘联轴器 回答错误!正确答案： A 例1 设计用于带式输送机传动装置的闭式单级直齿圆柱齿轮传动。传递功率P=2.7kW ，小齿轮转速n 1=350r/min ，传动比i=3.57。输送机工作平稳，单向运转，两班工作制，齿轮对称布置，预期寿命10年，每年工作300天。 解：1. 选择齿轮精度等级、材料、齿数 1）带式输送机属于一般机械，且转速不高，故初选择8级精度。 2）因载荷平稳，传递功率较小，可采用软齿面齿轮。参考表5-6，小齿轮选用45钢调质处理，齿面硬度220~250HBS ，σHLim1=595MPa ， σFE1=230MPa ；大齿轮选用 45钢正火处理，齿面硬度170~200HBS ， σ HLim2=520MPa ，σFE2=200MPa 。 3）初选小齿轮齿数z 1=24，则z 2=iz 1=3.57×24=85.68，取z 2=87。故实际传动比i=z 2/z 1=87/24=3.62，与要求的传动比3.57的误差小于3%。 对于齿面硬度小于350 HBS 的闭式软齿面齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。 2. 按齿面接触强度设计 设计公式5-48 1d ≥1）查表5-8，原动机为电动机，工作机械是输送机，且工作平稳，取载荷系数K=1.2。 2）小齿轮传递的转矩 11 2.7 9550955073.671 350 P N m n T =?= ?= ? 3）查表5-13，齿轮为软齿面，对称布置，取齿宽系数φd =1。 4）查表5-10，两齿轮材料都是锻钢，故取弹性系数Z E =189.8 MPa 1/2。 5）两齿轮为标准齿轮，且正确安装，故节点区域系数Z H =2.5，取重合度系数Z ε=0.9。 6）计算许用接触应力 N W X HLim H H Z Z Z S σσ??=?? ①应力循环次数 小齿轮N 1=60n 1jL h =60×350×1×(2×8×300×10)=10.08×108 大齿轮N 2= N 1/i=10.08×108/3.62=2.78×108 ②据齿轮材料、热处理以及N 1、N 2，查接触疲劳寿命系数图表，不允许出现点蚀，得接触疲劳寿命系数Z N1=1，Z N2=1，两齿轮均为软齿面故ZW=1，ZX=1。 ③一般传动，取安全系数S H =1.1。 ④计算许用接触应力 11115951540.91.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===??2222 5201427.71.1N W X HLim H H MPa Z Z Z S σσ???===?? 取小值[σ H2]代入计算。 7）计算 1 81.56mm d 8）计算主要尺寸 ①模数m=d 1/z 1=81.56/24=3.4mm 查表5-2，取标准值m=4mm 。 ②分度圆直径d 1=mz 1=4×24=96mm XXXXX学校《机械基础》练习题 一、填空题 1．由一系列相互啮合齿轮所构成的传动系统称为_________． 2．按照轮系传动时各齿轮的轴线位置是否固定，轮系分为________和________两大类． 3．当轮系运转时，所有齿轮几何轴线的位置相对于机架固定不变的轮系称为_______． 4．轮系中，既有定轴轮系又有行星轮系的称为________． 5．采用行星轮系，可以将两个独立的运动_______为一个运动，或将一个运动_______为两个独立的运动．6．轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，其各轮转向只能用_________的方法表示． 7．定轴轮系中的传动比等于_________的转速之比，也等于该轮系中________与_______之比． 8．在各齿轮轴线相互平行的轮系中，若齿轮的外啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向_______；若为奇数，则首轮与末轮的转向__________． 9．在轮系中，惰轮常用于传动距离稍__________和需要改变________的场合． 10.在轮系中，末端件若是齿轮齿条，它可以把主动件的________运动变为齿条的______运动． 11.轮系的特点：(1)可获得_________的传动比；(2)可实现__________距离传动；(3)可实现________、________要求；(4)可_________或__________运动． 12.平面定轴轮系中传动比计算公式为_________，其中(-1)的n次方，n表示 ________．若(-1) 的n次方为正，则首、末两轮转向____． 13.定釉轮系中任一从动件的转速计算公式为______________________. 14.定轴轮系末端通常有下列三种传动形式，则末端件的移动速度v(或移动距离L)的计算公式分别为： (1)末端为螺旋传动时：________________ (2)末端为滚动轮传动时：______________ (3)末端为齿轮齿条传动时：_____________ 二、单选题 1．若齿轮与轴之间( )，则齿轮与轴各自转动，互不影响． A.空套 B．固定 c．滑移 D．空间配合 2．如图所示的轮系中，设已知Z1= Z2=Z3′=Z4= 20，Z3=Z5= 60，又齿轮1、3、3′与5同轴线，试求传动比i15。( ) A.3 B．6 C．9 D． 12 3．汽车后桥传动轴部分组成的轮系为( ) A.平面定轴轮系 B．空间定轴轮系 c．周转轮系 D．都有可能 4．定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数 ( ) A.无关 B．有关，成正比 C．有关，成反比D．有关，不成比例 5．若主动轴转速为1 200 r/min，若要求从动轴获得12 r/min的转速，应采用( )传动． A. -对直齿圆柱齿轮 B．链 c．轮系 D．蜗轮蜗杆6．关于轮系的说法，正确的是 ( ) A.所有机械传动方式中，轮系的传动比最大 B．轮系靠惰轮变速，靠离合器变向 C．周转轮系只能实现运动的合成与分解 D．轮系的传动比，是构成该轮系所有机械传动方式传动叱的连乘积 7．在轮系中，两齿轮间若增加( )个惰轮时，首、末两轮的转向相同． A.奇数 B．偶数 c．任意数 D．以上都可以 8．轮系的末端是螺旋传动，已知末端轴转速行n=80 r/min，三线螺杆的螺距为4 mm，则螺母每分钟移动距离为( )mm． A. 240 B．320 C．960 D. 160 9．轮系的末端是齿轮齿条传动，已知小齿轮的模数，m=3 mm，齿数z=25，末轴转速n=75r/mln，则齿条每分钟移动的距离为( )mm. A．17662.5 B．5625 C.5887.5 D．8331 10.如图所示轮系，Ⅳ轴可得到几种转速( ) A.3种 B．6种 C．9种 D．12种 三、计算题 1．如图所示为多刀半自动车床主轴箱传动系统．已知带轮直径D1=D2-=180 mm，z1=45，z2=72，z3=36，z4 =81，z5 =59，z6 =54，z7=25，z8=88.试求当电动机转速n=1443 r/min时，主轴Ⅲ的各级转速.齿轮传动的基础知识1-----模块四
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